DE2946838A1 - Photografisches objektiv - Google Patents

Description

Olympus Optical Co. Limited oot 7737

. _/T 2o. Nov. 1979

Tokyo/Japan

L/Kdg

Photografisches Objektiv

Die Erfindung bezieht sich auf ein photografisches Objektiv für eine Kompaktkamera mit 35 mm Film, insbesondere auf ein Objektiv mit einem Bildfeldwinkel von mehr als 6o°, einem Öffnungsverhältnis von 1:3,5 und einer geringen Linsenanzahl.

üblicherweise wird zur Herstellung eines kompakten Linsensystems ein Objektiv vom Tessar-Typ mit Hinterblende verwendet. Bei einem Objektiv vom Tessar-Typ mit Hinterblende, wie beispielsweise in der japanischen Auslegeschrift 19387/72 beschrieben, liegt das Televerhältnis bei etwa 1,1. Ein Objektiv mit diesem Televerhältnis ist in der japanischen Auslegeschrift 5844/68 beschrieben, der Bildfeldwinkel ist jedoch gering und das Öffnungsverhältnis klein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sehr kompaktes photografisches Objektiv anzugeben, bei dem das Televerhältnis in der Größenordnung von ungefähr 1,o liegt, und

030022/0809

"ir

der Bildfeldwinkel größer als 6o° ist, wobei das Öffnungsver hältnis 1:3,5 beträgt.

Um die Daulänge eines Objektivs zu verkürzen, sind zwei Methoden bekannt, von denen die eine darin besteht, die Brennweite des Objektivs zu verkürzen und die andere, das Televerhältnis (Verhältnis der Länge von der ersten Linsenfläche bis zur Filmoberfläche zur Brennweite) klein zu machen. Um die Baulänge des Objektivs wesentlich zu verkürzen, ist es notwendig, sowohl die Brennweite zu verkürzen als auch das Televerhältnis klein zu machen. Um das Televerhältnis klein zu machen, kann ein Objektiv vom Tele-Typ verwendet werden, bei dem eine negative Linse im hinteren Teil des Linsensystems verwendet ist. Um jedoch die Brennweite in einem solchen Objektiv vom Tele-Typ zu verkürzen, ist es notwendig, gute Eigenschaften über einen Bildfeldwinkel von mehr als 6o° zu erzielen, was bei einem Üblichen Objektiv vom Tele-Typ nicht möglich war.

Mit der vorliegenden Erfindung soll einerseits ein Objektiv vom Tele-Typ verwendet werden, andererseits aber die Brennweite in einer Weise verkürzt werden, daß die Bildqualität über einen weiten Bildfeldwinkel gut bleibt, wobei dies mit einer Reduzierung des Televerhältnisses gut ausgeglichen wird, um die Schaffung eines sehr kompakten photografischen Objektivs mit überlegenen Eigenschaften zu ermöglichen.

-3-

030022/0809

Dies wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale erreicht.

Das photografische Objektiv nach der Erfindung ist viergliedrig mit vier Linsen, wobei das erste Linsenglied eine meniskusförmige gegenstandsseitig konvexe positive Linse, das zweite Linsenglied eine bikonkave Linse, das dritte Linsenglied eine bikonvexe Linse und das vierte Linsenglied eine negative Meniskuslinse mit bildseitig konvexer Oberfläche ist. Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe hat sich die Einhaltung der folgenden Bedingungen aus den nachstehend näher erläuterten Gründen als wesentlich erwiesen

(1) 1,4 <f/f₁₂₃ ^< 1*8

(2) -1,4 <f/f₄ < -o,8

(3) o,o5 <, d₅/f < o,13

(4) o,13 < d₆/f < o,24

Darin bezeichnen

M23 die Gesamtbrennweite von erster, zweiter und dritter Linse

der Frontlinsengruppe vor der Blende, f^ die Brennweite des vierten Linsenglieds, das die hintere

Linsengruppe hinter der Blende bildet, r-j den Krümmungsradius der gegenstandsseitigen Oberfläche des vierten Linsenglieds,

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d- die axiale Dicke des dritten Linsenglieds, dg den Luftabstand zwischen drittem und viertem Linsengliod,

d.h. zwischen Front- und Hinterlinsengruppe und f die Brennweite des Objektivs.

Die Erfindung wird nun anhand erfindungsgemäßer Objektive mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schema, daß das bei der vorliegenden Erfindung verwendete

Prinzip veranschaulicht,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch ein photografisches Objektiv nach der Erfindung und

Fig. 3

Korrekturkurven erfindungsgemäßer Objektive, bis 7

Das erfindungsgemäße Objektiv ist nach dem Tele-Typ aufgebaut mit einer sammelnden Frontlinsengruppe und einer zerstreuenden Hinterlinsengruppe. Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, die Gesamtbrennweite der Frontlinsengruppe durch f bezeichnet wird, und die Gesamtbrennweite der Hinterlinsengruppe mit f^ und die Gesamtbrennweite des Objektivs mit f_fc/ein Intervall der Hauptpunkte zwischen Frontlinsen- und Hinterlinsengruppe durch D, die Länge vom Hauptpunkt der Hinterlinsengruppe zur Filmfläche mit X„ und die Länge von dem Hauptpunkt der Frontlinsengruppe zur Filmoberfläche mit L, kann das Televerhältnis A im paraxialen optischen System wie folgt erhalten werden:

030022/0809 _₅_

2946338

L=D + X

fD	1	ί	+	c - D
daher	£c -
1			+ Jl- D
XB	1 C	D
und		1 D
1 T

^fd ^{+ f}c - ^D f_d(f_c - D)

cd

so daß

L ^{D + X}B

^ft ^ft

- ^d

f . + f„ - D

V⁵

- f

d c

(a)

^fd ^ ^fc - ^{D f}c · ^fd

R =(

^fd^{+ f}c ^fc'^fd

D D )D - T +

030022/0 8

Die Petzvalsumme ist ein Parameter, der die Feldkrümmung veranschaulichen kann und es ist bekannt, daß sie durch den folgenden Ausdruck (c) veranschaulicht werden kann

ρ =Σ

Wenn in diese Ausdrücke die Werte für das erfindungsgemäße Objektiv entsprechend Fig. 2 eingesetzt werden, so entspricht ^fc^=fi23' ^fd-V ^ft-^{f und D}-V

Im rechten Teil des Ausdrucks (b) ist 1 -f*./f_ negativ, so daß es notwendig ist, f_fc/f_c groß zu machen, um ein kleines Televerhältnis R zu erhalten. Erfindungsgemäß ist, wie in Bedingung (1) gezeigt, vorgesehen, daß das Televerhältnis klein gemacht wird, indem f_t/f_c# d.h. f/fio^' größer als 1,4 gemacht wird. Wenn f/ kleiner als 1,4 ist, ist es unmöglich, das Televerhältnis klein zu machen. Der erste Term auf der rechten Seite des Ausdrucks (a) ist negativ wegen des negativen Wertes von f, und daher kann li/f_dl groß gemacht werden, um das Televerhältnis klein zu machen. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß das Televerhältnis klein gemacht wird, indem f/f kleiner als -0,8

entsprechend Bedingung (2) gewählt wird. Es ist nämlich praktisch unmöglich, das Televerhältnis klein zu machen, wenn f/f₄ größer als -0,8 ist. In gleicher Weise wird das Televerhältnis klein,

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wenn D in dem Ausdruck (a) groß wird. Daher ist entsprechend Bedingung (4) erfindungsgemäß d_g/f größer als o,13 gewählt. Es wird niimlich praktisch unmöglich, das Televerhältnis in der gewünschten Weise klein zu halten, wenn d_g/f kleiner als o,13 ist.

Um gute Abbildungseigenschaften über ein Bildfeld von mehr als 60 in einem Objektiv vom Tele-Typ zu erhalten, ist es für die Bildfeldkrümmung und Astigmatismusdifferenz notwendig, daß diese kleine Werte besitzen. Um die Bildfeldkrümmung klein zu machen, ist es notwendig, wie sich aus dem Ausdruck (c) ergibt, die Brennweite der positiven Linsen so groß wie möglich zu machen. Daher ist erfindungsgemäß f/f-|23 kleiner als 1,8, wie die Bedingung (1) zeigt. Wenn der obere Grenzwert dieser Bedingung (1) überschritten wird, wird die Bildfeldkrümmung groß.

Um eine Schrägstrahlung symmetrisch zu halten, ist das vierte Linsenglied in der zerstreuenden Hinterlinsengruppe als stark gekrümmter Meniskus ausgebildet. Wenn jedoch f/f₄ kleiner als 0,8 gemacht wird, um das Televerhältnis, wie zuvor erwähnt, gering zu halten, wird der Absolutwert des Krümmungsradius

auf der gegenstandsseitigen Oberfläche des vierten Linsengliedes klein und die Ausbuchtung ( in der grafischen Darstellung ) der axialen sphärischen Aberration wird groß und ebenso die Astigmatismusdifferenz.

-B-

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If,

Daher werden die Abbildungseigenschaften auf der Achse verbessert, wenn f/f4 größer als -1,4 gemacht wird und weiter wenn (r^|/ f größer als o,15 an der gegenstandsseitigen Oberfläche der vierten Linse gewählt wird, wie sich aus Bedingung (5) ergibt. Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (2) unterschritten wird, wird es unmöglich, die Abbildungseigenschaften auf der Achse zu verbessern.

Was die Bedingung (3) anbetrifft, so soll die Astiginatisinusdifferenz über das gesamte Bildfeld klein gehalten werden, indem d_/f größer als o,o5 gewählt wird. Wenn jedoch de zu groß ist, wird die Baulänge des Objektivs lang und die Lichtmenge in dem Randbereich wird unzureichend. Daher muß dc/f kleiner als o,13 sein.Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (3) unterschritten wird, wird die Asticjmatismusdifferenz groß und wenn der obere Grenzwert überschritten wird, wird die Baulänge des Objektivs lang und die Licht menge im Randberoich wird unzureichend.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist, wenn der axiale Luftab stand zwischen Front- und Hinterlinsengruppe dg vergrößert wird, um das Televerhältnis klein zu machen, und infolgendessen der obere Grenzwert der Bedingung (4) überschritten wird, der Durchmesser des vierten Linsengliedes außerordentlich groß und dessen Dicke wird groß, was unerwünscht ist. Wenn d_g/f größer als o,24 ist, wird die Astigmatismusdifferenz groß.

-9-

030022/0809

Um die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen, ist es daher wesentlich, daß das Objektiv die obenerwähnten Bedingungen (1) bis (5) erfüllt. Ein Objektiv, das diese Bedingungen erfüllt, ist ein Weitwinkelobjektiv mit kurzem Televerhaltnis und sehr kompaktem Aufbau. Um weiter ein Objektiv zu erhalten, das bezüglich der Aberrationen überlegen ist, ist es zweckmäßig, daß die Parameter des Objektivs in den folgenden Bereichen liegen:

ο,2 Cr.,/f Co,37 ο,26 <d₃/f (o,32

o,51 (r₂/f < 1,15 o,o4 ζ d₄/f ( o,1

/f <2,4 o,o5 < d₅/f ζ ο,13

ο,13 < d₆/f C o,24

o,39 <r₄/f < o,85 o,o3 < d_?/f

o,49(r₅/f < o,66 1,67 < ^ ( 1,74

o,66(|r₆| /f<1,o2 1,72 ( n₂ < 1,8o

r₆ (O 1,57 ( n₃ C ¹'⁷³

o,15^|r₇|/f 1,66 (n₄ < 1,8

o,24 <Jr₈| /f <o,37 43 CJ₁ < 57

r_fl (O 24 C O₂ C 3o

o,o5 ^d₁Zf <o,12 35 C J₃ I 65

O,o1 Ld~/i. I o,o4 4o L J₄ C ^6o

030022/0809

Nachstehend werden die Daten erfindungsgemäßer Objektive 1 bis 5 aufgeführt:

Tabelle

_ri-28,o5 0^9,12 nj-1,72 ^-50,25

r₂-77,488 d₂-2,65 r₃—147,238 d-j-2,94 n₂»1,78472 V^-25,71 r₄-45,879 d₄"5,57 r₅-58,624 d₅ ^e1o,56 n₃«1,7o154 r_fi=-77,882 dg-16,49 r₇—2o,o18 d_?»3,82 n₄«1_#7859o r₈—29_f55o

f-1oo

f/f_l23-1,59o

f/ff₄ —1,o43

dc/f ^mo,1o6

d₆/f=o,165 Ir₇ I /f-o,2

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Tabelle 2

r -26,3o9

r₃=-146,694 r₄=46,45o r₅=59,753 r₆—77,156 r₇—18,674 r₈—26,841

α,-5,97

d₂-1,91

d₃-2,94

d₄=4,71

d₅=1o,38

d₆-18,76

d_?-3,82

f-1oo

f/f₁₂₃ -1,61 f/f₄ —1,o17 d₅/f=o,1o4 d₆/f-o,188 Ir₇I /f-o,187

η,-1,72

n₂-1,78472 V^-25,71 n₃-1,7o154 n₄-1,7859ο

030022/0809

ZO

r₁-29_t696 r₂«8o,265 r₃=-135,o51 r₄-73,938 r₅-56,o77 r₆—88,9o5 r₇—19,867 r₈—33,215

Tabelle

α,-9,41 d₂-3,22

,-1,6935 $-53,23

n₂-1,78472 Oj-25,71

d₅=7,39 n₃-1,6228ο l)₃-57,o6

d₆-17,o2

d_?-4,o9 n₄-1,691 l?₄-54,84

f-1oo

f/f_l23«1,63 f/f₄ —1,222 d₅/f-o,o74 <J₆/f«o,17o \r₇ I /f-o,199

030022/0809

Γ,-28,975 r₂-8o,927 r₃«-132,851 r₄-58,815 r₅-54,o74 r₆—79,364 r₇—19,696 r₈—31,5o3

0^9,66 d₂=3,o7 d₃=2,96 d₄=8,o3 d₅-7,68

Tabelle 4

,-1,691OO t^-54,84

n₂-1,74o77 ^-27,79

n₃-1,6o311

d₇»3,24 n₄-1,691oo J₄-54,84

f»1oo

f/f₁₂3"¹'⁶¹ f/f₄ —1,167

d₅/f*o,o77

|r₇ I /f-o,197

030022/0809

Tabelle 5

r₁»28,1o9 r₂-92,o61 r₃—196,173 r₄-52_r777 r₅-6o,411 r₆—8o,771 r₇—19,49o r₈—29_f81o

dj-10,29

d₂«2,35

d₃-2,94

d₄-7,59

d₅«8,54

d₆-14,o7

d₇-4,53

f-1oo

f/f₁₂₃-1,613 £/f₄ —1,o74 η,-1,691 n₂-1,78472 n₃-1,6o342 n₄-1,744

d₆/f-o,141 ₇ |/f-o,195

Darin bezeichnen

r₁ bis r„ die Krünunungsradien,

d₁ bis d₇ die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabetände

zwischen den Linsen,

n, bis n. die Brechungsindizes der Linsen, V)₁ bis O₄ die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

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L e e r s e i t e

Claims (8)

oot 7737 2o. Nov. 1979 L/Kdg Patentansprüche

1. Photografisches Objektiv, dadurch gekennzeich net, daß das aus einem ersten Linsenglied in Form einer meniskusförmigen gegenstandsseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einem zweiten Linsenglied in Form einer bikonkaven Linse, einem dritten Linscnglied in Form einer bikonvexen Linse und einem vierten Linsenglied in Form einer negativen bildseitig konvexen Meniskuslinse bestehende Linsensystem den folgenden Bedingungen genügt

(D 1,4 < f/f₁₂₃ ^ 1,8

(2) -1,4 < f/f₄ < -o,8

(3) o,o5 <, d₅/f ( o,13

(4) o,13 <d₆/f (o,

24

darin bezeichnen

f.23 die Gesamtbrennweite von erster, zweiter und dritter Linse der Frontlinsengruppe vor der Blende,

f. die Brennweite des vierten Linsenglieds, das die hintere Linsengruppe hinter der Blende bildet,

^r7 den Krümmungsradius der gegenstandsseitigen Oberfläche des vierton Linsenglieds,

de die axiale Dicke des dritten Linsenglieds,

6 den Luftabstand zwischen drittem und viertem Linsenglied,

030022/0809 -₂-

ORIGINAL INSPECTED

_₂_ 2946338

d.h. zwischen Front- und Hinterlinsengruppe und f die Brennweite des Objektivs.

2. Photografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten:

3 jj π j ■; / η ·.· 11η

2246338

Tabelle

_ri-28,o5

1^=77,488

r₃=-147,238 r₄=45,879

r₅=58,624

r,=-77,882

r₇ ^s-2o,o18 r₈—29,55o

(3^9,12 d₂=2,65

dc⁼1o,56 d₆=16,49 d₇=3,82

f=1oo

f/f₁₂₃-1,59o f/f₄=-1,o43 d,/f=o,1o6 d₆/f=o,165 Ir₇ I /f-o,2 η,-1,72

n₂»1,78472 γ^-25,71 n₃»1,7o154 n--1,7859ο

Darin bezeichnen

T₁ bis r„ die Krümmungsradien,

d^ bis d₇ die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabstände

zwischen den Linsen,

n« bis n₄ die Brechungsindizes der Linsen, ⁽") .. bis \) . die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

3. Photografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten:

Tabelle 2

r -26,3o9 r₂-67,844 r₃—146,694 r₄»46,45o r₅-59,753 r₆—77,156 r₇—18,674 r₈—26,841

-S,97

d₃-2,94 d₄»4,71

d₅=1o,38 d₆-18,76 d₇-3,82

f-1oo

f/f₁₂₃ -1,61 f/f₄ —1,o17 d₅/f»o,1o4 _d6/f-o,188 Ir₇I /£-o,187 1,78472 νλ-25,71

n₃-1,7o154

n₄-1,7859o ,-44,18

Darin bezeichnen

r₁ bis r„ die Krümmungsradien,

d₁ bis d- die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabstände

zwischen den Linsen,

n. bis n. die Brechungsindizes der Linsen, "Q ₁ bis {)₄ die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

0 3 0022/0809

4. Photografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten: Γ,-29,696 Tabelle

r₂-8o,265 «1,-9.41 η,-1.6935 $-53.23

r, —135,o51

³ d₂«3,22

Γ,-73,938 Τ

⁴ d-,-2,95 n₂-1,78472 Vj-25,71

r_c-56,o77

⁵ d₄-8,58 r,«-88,9o5

⁶ dc=7,39 n₃-1,6228ο

r,—19,867

d_fi-17,o2

r_a—33,215 ° ^ö d₇-4,o9 n₄-1,691

f»1oo

f/f₁₂₃-1,63 f/f₄ —1,222 d₅/f=o,o74 d₆/f-o,17o

\r₇ |/f-o,199

Darin bezeichnen

r.) bis r_ die Krümmungsradien, d₁ bis d₇ die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabstände zwischen den Linsen,

n« bis n. die Brechungsindizes der Linsen, V)₁ bis Q₄ die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

030022/0809

5. Photografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten:

Tabelle

r.-28,975

¹ α,-9,66 η,-1,69100 ΐΛ-54,84 r,«8o,927

² d₂«3,o7 r,~132,851 i

^J d,«2,96 n,«1,74o77

r.«58,815 ^J * * d.«8,o3

r«.-54,o74 ⁴

dc-7,68 n.-1,6o311 l/,-6o_f7o

r_s—79,364 ^{3 J}

α_Λ-16_#ο1 r₇—19,696 ^ö

' d,-3,24 n.-1,691oo

r₈—31_#5o3 ⁷ *

£«1OO

f/f₁₂₃-1,61 f/f₄ —1,167 d₅/f-o,o77

|r₇ I /f«o,197

Darin bezeichnen

r« bis r_Q die Krümmungsradien, ^{1 ö}

d₁ bis d- die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabstände zwischen den Linsen,

n-, bis n. die Brechungsindizes der Linsen, V) ₁ bis {) - die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

030022/0809

' ⁷ " 2946338

6. Photografisches Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten:

Tabelle 5

r₁-28,1o9 r₂-92,o61 r₃—196,173 r₄-52,777 r₅=6o,411 r₆—8o,771 r₇—19,49o r₈—29,81o

U₁-Io,29

d₂-2,35

d₃-2,94

d₄=7,59

d₅=8,54

f-1oo

f/f₁₂₃-1,613 f/f₄ —1,o74 d₅/f^eo,o85 d₆/f-o,141 |r₇ |/f-o,195

It₁-1,691 n₂-1,78472 n₃-1,6o342 n₄-1,744

Darin bezeichnen

T₁ bis r- die Krümmungsradien,

d. bis d₇ die axialen Dicken der Linsen bzw. axialen Luftabstände

zwischen den Linsen,

n. bis n. die Brechungsindizes der Linsen, y) ₁ bis \) ₄ die Abbe-Zahlen der Linsen und f die Brennweite des Objektivs

030022/0809

7. Photografisches Objektiv nach Anspruch 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Variation der Parameter, bei der sich die Seidel-Kooffizicntcn um nicht mohr als 1o% und die Summe der Seidel-Koeffizienten jeweils um nicht mehr als 1% ändert.

8. Photografisches Objektiv nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Änderung der jeweiligen Konstruktionsparameter, die den Durchmesser des in der Bildebene enstehenden Zerstreuungskreis um + 2o% verändern.

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