DE3009092A1

DE3009092A1 - Teleobjektiv mit kleinem televerhaeltnis

Info

Publication number: DE3009092A1
Application number: DE19803009092
Authority: DE
Inventors: Koichi Kobayashi; Sadao Okudaira
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1980-09-18
Also published as: GB2045455B; DE3009092B2; JPS55121417A; GB2045455A; JPS6048011B2; US4293197A; DE3009092C3

Description

30Q9092

HOFFMANN · EITZJS Oc PARTNER

PATENTANAVAtTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197<S) · DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN . DIPL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

-6-

33 147/8

Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Teleobjektiv mit kleinem Televerhältnis

Ein Teleobjektiv besteht typischerweise aus zwei Linsengruppen, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen, wobei die vordere Linsengruppe eine beträchtliche positive Linsenstärke und die hintere Linsengruppe eine beträchtliche negative Linsenstärke aufweist. Je größer die Entfernung zwischen den Linsengruppen und je größer die Absolutwerte der Linsenstärken der beiden Linsengruppen sind, desto kleiner wird das Televerhältnis. Jedoch werden verschiedene Linsenfehler, wie chromatische Aberration infolge der Vergrößerung, die Krümmung des Bildfeldes und Verzerrung nachteilig erhöht.

030038/0856

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Teleobjektiv zu schaffen, welche die vorausgehend erwähnten Fehler korrigiert. Gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Teleobjektivs besteht das Teleobjektiv aus acht Linsen, die in sieben Linsengruppen unterteilt sind. Es weist eine erste Linsengruppe auf, die aus einer einzelnen positiven Linse besteht und die zwei gekrümmte Oberflächen hat, wobei die Fläche mit dem größeren Absolutwert der Krümmung an der Gegenstandsseite liegt, eine zweite Linsengruppe, die eine einzelne positive Meniskuslinse darstellt, deren konwechse Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist, eine dritte Linsengruppe, die eine negative bikonkave Linse ist, deren Oberfläche mit dem größeren Absolutwert der Krümmung an der Bildseite liegt, eine vierte Linse, die eine einzelne positive Meniskuslinse darstellt, deren konvexe . Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Linsengruppe eine positive vordere Linsengruppe des Teleobjektivs bilden. Ferner ist eine fünfte Linsengruppe vorhanden, die zwei verkittete Linsen aufweist, die aus einer einzelnen negativen, bikonkaven Linse bestehen, die an der Gegenstandsseite liegt, sowie einer einzelnen positiven, an der Bildseite angeordneten Linse, wobei die beiden verkitteten Linsen eine negative mittlere Linsengruppe des Teleobjektivs bilden, eine sechste Linsengruppe, die eine einzelne negative Linse bildet, wobei deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Gegenstandsseite liegt, und eine siebte Linsengruppe, die eine positive konvexe Linse ist, deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Bildseite liegt, wobei die sechste und siebte Linsengruppe eine hintere Linsengruppe des Teleobjektivs bilden. Die hintere Linsengruppe

030038/0856

hat eine extrem schwache Linsenstärke. Die fordere, mittlere und hintere Linsengruppe liegen im ausreichenden Abstand voneinander, um das Teleobjektiv zu bilden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Teleobjektivs sind die sechste und die siebte Linsengruppe miteinander verkittet, um ein Linsensystem zu bilden, das aus acht Linsen besteht, die in sechs Linsengruppen unterteilt sind. Bei diesen Ausführungsformen der Teleobjektivlinsen wird ein extrem kleines Televerhältnis durch ein optisches System erhalten, das durch die vordere und mittlere Linsengruppe gebildet wird. Ein derartiges Televerhältnis wird durch die hintere Linsengruppe mit kleiner Linsenstärke auf einem konstanten Wert gehalten, so daß als Folge eines schräg verlaufenden Lichtstrahls auftretende Aberrationen kompensiert werden. Eine Anschlagblende ist in der Nachbarschaft der mittleren Linsengruppe angeordnet. Bei einem derartigen Aufbau gelangen schräg verlaufende Lichtstrahlen, die von der optischen Achse nach oben oder unten zum äußersten Bereich der ersten Linse abweichen, jeweils durch Bereiche nahe am oberen und unteren Ende der effektiven Linsenöffnung der mittleren Linsengruppen und treten schließlich in die hintere Linsengruppe ein, die in einem genügenden Abstand angeordnet ist.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Linsensystems, welches für die Ausführungsbeispiele 1, 2 und 3 der Erfindung repräsentativ ist,

030038/0856

Fig. 2,3 und 4 Aberrationskurven entsprechend den

Ausführungsbeispielen 1, 2 und 3,

Fig. 5 einen C)uerschnitt eines Linsensystem gemäß

Ausführungsbeispiel 4 und

Fig. 6 eine Aberrationskurve für das Ausführungs

beispiel 4. )

Mit der neuen vorausgehend aufgeführten Objektivkonstruktion ist die mittlere Höhe des schrägverlaufenden Lichtstrahls in der hinteren Linsengruppe ziemlich hoch im Vergleich mit einem Lichtstrahl auf der optischen Achse. Dieses Merkmal ist bei Teleobjektiven des Stands der Technik nicht vorhanden. Wegen der relativen mittleren Höhe, können Aberrationen in den schräg verlaufenden Lichtstrahlen in der hinteren Linsengruppe kompensiert werden. Ferner werden für Lichtflüsse,die von der optischen Achse abweichen und in die erste Linsengruppe gelangen,von der optischen Achse fernliegende Lichtflüsse in der vorderen Linsengruppe, das heißt, Lichtstrahlen mit einer großen Lichthöhe, und der optischen Achse näher als die erwähnten Lichtflüsse liegende Lichtflüsse, das heißt, Lichtstrahlen mit einer kleinen Lichthöhe jeweils zu Strahlen, die in der hinteren Linsengruppe der optischen Achse nahe bzw. fern liegen. Die erstgenannten und letztgenannten Strahlen werden hauptsächlich in der vorderen und der hinteren Linsengruppe jeweils beeinträchtigt. Daher ist es möglich, ihre Aberrationen unabhängig zu korrigieren. Dies ist der Grund, warum das Gesamtlinsensystem in eine vordere, mittlere und Hinterlinsengruppe getrennt ist.

Ein erfindungsgemäßes Linsensystem erfüllt die folgenden Bedingungen, die vorgesehen werden sollten, um eine gute Aberrationskompensation zusammen mit den vorausgehend beschriebneen Forderungen zu ergeben.

0300 3 8/0856

(1) -1.2< (r₆+r₅)/(r₆-r₅) < -0.7,

(2) 6.7< I f/r₉| < 7.6, und

(3) -0.5<f(-1/r₁₄+l/r₁₅) <3,

wobei r. den Krüitunungs radius der i-ten Linsenoberf lache und f die Gesamtbrennweite darstellen.

Die Bedingung (1) ist erforderlich, um sphärische Aberration, chromatische Aberration und Astigmatismus zu kompensieren. Wird die obere Grenze überschritten, so wird die sphärische Aberration extrem kompensiert, die chromatische Aberration wird mangelhaft kompensiert und Astigmatismus wird extrem kompensiert. Wird andererseits die untere Grenze überschritten, so wird die sphärische Aberration mangelhaft kompensiert und die chromatische Aberration wird extrem kompensiert.

Die Bedingung (2) ist erforderlich, um einen Großteil der in der vorderen Linsengruppe und der mittleren Linsengruppe erzeugten Aberration auszugleichen und die sphärische Aberration, chromatische Aberration und Astigmatismus zu kompensieren. Wird die obere Grenze überschritten, so werden sphärische Aberration, chromatische Aberration und Astigmatismus extrem kompensiert, während,wenn der gewünschte Wert unter der unteren Grenze liegt, alle vorausgehend beschriebenen Aberrationen mangelhaft kompensiert werden.

Sind die Bedingungen (1) und (2) dann erfüllt, so kann der Hauptteil der in der vorderen Linsengruppe erzeugten Aberrationen

030038/0856

durch die mittlere Linsen gruppe ausgeglichen werden. Es ist jedoch notwendig, daß der Absolutwert der Aberrationen, die bei erhöhtem Televerhältnis noch verbleiben,gering gehalten wird und ein Ausgleichszustand bezüglich der jeweiligen Aberrationen kann wiederum gut aufrechterhalten werden. Die Anordnung der beschriebenen hinteren Linsengruppe erfüllt die vorausgehend erwähnte Bedingung. Ist das System derart ausgeführt, daß der schrägverlaufende Lichtstrahl durch den Endabschnitt der hinteren Linsengruppe von der optischen Achse entfernt verläuft, so ist die Fähigkeit zur Kompensation für von der optischen Achse abweichende Lichtstrahlen größer als für Lichtstrahlen auf der axialen Achse. Diese Tendenz ist besonders deutlich in Bezug auf die Kompensation von Verzerrungen.

Wird die untere Grenze der Bedingung (3) nicht eingehalten, so ist die Wirkung dieser Verzerrungskompensation zu schwach und die Gesamtverzerrung wird stark positiv. Ein derartiger Mangel ist Teleobjektiven und insbesondere Superteleobjektiven eigen. Wird umgekehrt, die obere Grenze überschritten, so ist der Astigmatismus - Koeffezient dritter Ordnung zu gering, so daß die Kompensation auf der Bildoberfläche,abgesehen von der optischen Achse_/unmöglich ist.

Spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beschrieben, bei denen r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche, d. die Entfernung zwischen der i-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und V^ die Abbe-Zahl der i-ten Linse ist.

030038/0856

Beispiel 1

F/4 f=1OO Betrachtungswinkel +4,5 Televerhaltnis 0,60

10 11 12 13 14 15 16

28.45 -373.8

27.31

162.76

-335.17

27.03

14.07

46.93

-13.97

7.12

-29.56

-15.42

-178.50

56.84

-16.86

	i	1	i	81	i
3.	79		.49 700		,3
O.	03	1		81
3.	08		.39 700		.3
1.	88	1		40
1.	64		.80610		.9
O.	03	1		81
3.	79		.49700		.3
14	.96	1		42
1	.11		.79952		.2
O		1		35
1	.81		.59270		.3
11	.71	1		40
O	.76		.88300		.8
O	.64	1		30
1	.87	.69895	.1

r, + r_q

_6 ä_s-₀.85

|f/r_Q| = 7.16

f (-Vr₁₄ + Vr₁₅) = 2.23

030038/0856

Beispiel

P/4 f=1OO Betrachtungswinkel +4.5 Televerhältnis 0.60

10 11 12 13 14 15 16

	r.	^ai
	28.23	3.79
	-463.77	0.03
	24.28	2.77
	90.78	2.07
	7884.48	1.68
	24.47	0.03
	13.93	3.56
	48.20	15.05
	-13.28	1.05
	7.28	0
	7.28	1.80
	-25.68	11.48
	-17.38	0.69
	95.97	0.59
	39.97	1.60
	-16.77
^r6	^{+ r}5 = -1	.01
^r6	- ^r5

^Ni

1.49 700 81.3

1.49700 81.3

1.80610 40.9

1.49 700 81.3

1.79952 42.2

1.59270 35.3

1.88300 40.8

1.69895 30.1

f/r₉l = 7.53

f(-1/r_i4 +

) = 1.46

030038/0856

Beispiel 3

P/4

f=1OO

Betrachtungswinkel +4.5° Televerhältnis 0.59

	^r6	^{+ r}5	28.	i
1	^r6	- ^r5	-336.	87
2			25.	14
3		123.	35
4		-595.	26
5		24.	13
6		14.	55
7		54.	33
8		-14.	26
9		8.	66
10		8.	14
11		-27.	14
12		-13.	32
13		-381.	33
14		45.	73
15		-21.	68
16		49
		- _O QO

	^di	1	^Ni
3	.79		.49 700
O	.03	1
2	.77		.49 700
2	.07	1
1	.68		.80610
O	.03	1
3	.56		.49700
15	.05	1
1	.05		.77250
O		1
1	.80		.58144
11	.48	1
O	.69		.81600
O	.59	1
1	.60	.71736

81.3

40.9

81 .3

49 .6

40.7

46.6

29.5

f/r₉l = 6.82

+ Vr₁₅) = 2.45

030038/0856

Beisniel 4

P/4 f=100.25 Betrachtungswinkel +4.5 Televerhältnis 0.60

10 11 12 13 14 15 16

27.638

-489.625

23.812

98.143

-1647.706

24.546

14.079

43.692

-14.680

5.635

-25.015

-9.497

-20.143

-9.089

d.

3.94 0.03 3.18 1.69 1.44 0.03 4.10 15.25 1.20 0

2.30 9.74 0.69 0 2.80

1.49700
1.49700
1.80610
1.49700
1.79952
1.59270
Ί.883ΟΟ
1.69895

81.3 81.3 40.9 81.3 42.2 35.3 40.8 30.1

^r6 ^{+ r}5

* ^r

-0.97

f/r₉t =6.83

f C-l/r₁₄ + Vr₁₅) =

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Hochleistungs-Teleobjektiv mit einem kleinen Televerhältnis, das acht Linsen aufweist, die in sieben Linsengruppen angeordnet sind,

030038/0856

nämlich in einer vorderen, mittleren und hinteren Linsengruppe. Die vordere Linsengruppe besteht/in dieser Reihenfolge aus einer positiven Linse mit zwei gekrümmten Oberflächen, wobei die Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Gegenstandsseite liegt, einer positiven Miniskuslinse, deren konvexe- Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist, einer" negativen bikonkaven Linse, deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung der Bildseite zugewandt ist, und einer positiven Meniskuslinse, deren konvexe Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist. Die mittleren Linsengruppen umfassen zwei verkittete Linsen, wovon eine eine negative bikonkave Linse an der Gegenstandsseite und die andere eine positive Linse an der Bildseite ist. Die hintere "Linsen gruppe besteht aus einer negativen Linse, deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Gegenstandsseite liegt und einer positiven Konvexlinse , deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Bildseite liegt. Die Linsen genügen den Beziehungen: - 1,2 < (r_g+r₅) / (rg-r,-)'t - 0.7, 6.7-c ! f/r_g ] < 7. 6, und -0.5 < f (-1/r_i4 +Vr₁₅) < 3, wobei r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche und f die Gesamtbrennweite darstellen.

0 30038/0856

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALT E

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING. W.EITLE ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DJPL.-ING.W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) - D-8000 MDNCH EN 81 . TELEFON (089) 9Π087 - TELEX 05-Ϊ9619 (PATHE)

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Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Teleobjektiv mit kleinem Televerhältnis

Patentansprüche :

1 ·J Hochleistungsteleobjektiv mit kleinem Telever-

ältnis, dadurch gekennzeichnet , daß es aus acht Linsen^j^esteht, die in sieben Linsengruppen angeordnet sind und daß die Linsen folgende Bedingungen erfüllen:

030038/0856 ORIGINAL INSPECTED

F/4 f=1OO Betrachtungswinkel +4,5 Televerhältnis O,6O

r i ^di 1 ^Nl 81,3 1 28. 45 3.79 .49 700 2 -373. 8 0.03 1 81.3 3 27. 31 3.08 .39 700 4 162. 76 1 .88 1 40.9 5 -335. 17 1.64 .80610 6 27. 03 0.03 1 8T.3 7 14. 07 3.79 .49700 46. 93 14.96 1 42-2 9 -13. 97 1.11 .79952 10 7. 12 0 1 35,3 11 7. 12 1.81 .59270 12 -29. 56 11 .71 1 40.8 13 -15. 42 0.76 .88300 14 -178. 50 0.64 1 3O.1 15 56. 84 1.87 .69895 16 -16. 86

wobei r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche ist, d. die Entfernung zwischen der i-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und \>. die Abbe-Zahl der i-ten Linse.

2. Hochleistungsteleobjektiv mit kleinem Televerhältnis, dadurch gekennzeichnet , daß es aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengruppen angeordnet sind, und daß die Linsen folgende Bedingungen erfüllen:

030038/0856

F/4 f=1OO Betrachtungswinkel +4.5° Televerhältnis O.6O

1 28.23 3.79 1.4970O 81.3

2 -463.77 0.03

3 24.28 2.77 1.49700 S1.3

4 90.78 2.07

5 7884.48 1.68 1.80610 40.9

6 24.47 0.03

7 13.93 3.56 1.4970O 81.3

8 4 8.20 15.05

9 -13.28 1.05 1.79952 42.2

10 7.28 0

11 7.2 8 1.80 1.59 27O 35.3

12 -25.68 11.48

13 -17.38 0.69 1.88300 4O-8

14 95.97 0.59

15 39.97 1.60 1.69895 3O-1

16 -16.77

wobei r. der Krüitimungsradius der i-ten Linsenoberfläche ist, d. die Entfernung zwischen der i-ten Linsenoberfläche und de: nächstfolgenden Linse und \>. die Abbe-Zahl der i—ten Linse.

3. Hochleistungsteleobjektiv mit kleinem Televerhältnis, dadurch gekennzeichnet , daß es aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengruppen angeordnet sind und daß die Linsen folaende Bedingungen erfüllen:

030038/0856

F/4 f=iOO Betrachtungswinkel +4.5° Televerhältnis 0.59

1 28.87 3.79 1.49700 81.3

2 -336.14 0.03

3 25.35 2.77 1.49700 81.3

4 123.26 2.07

5 -595.13 1.68 1.80610 40.9

6 24.55 0.03

7 14.33 3.56 1.49700 81.3

8 54.26 15.05

9 -14.66 1.05 1.77250 49.6

10 8.14 0

11 8.14 1.80 1.58144 4Ο.7

12 -27.32 11.48

13 -13.33 0.69 1.816ΟΟ 46.6

14 -381.73 0.59

15 45.68 1.60 1.71736 29.5

16 -21.49

wobei r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberflache ist, d. die Entfernung zwischen der i-ten Linsenoberflache und der nächstfolgenden Linse und Ό. die Abbe-Zahl der i-ten -Linse.

4. Hochleistungsteleobjektiv mit kleinem Televerhältnis,. dadurch gekennzeichnet , daß es aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengruppen angeordnet sind und daß die Linsen folgende Bedingungen erfüllen:

030038/0856

F/4 f=100.25 Betrachtungswinkel +4.5° Te le verhältnis O-6O

r. d.
1 1 27.638 3.94 2 -489.625 0.03 3 23.812 3.18 4 98.143 1.69 5 .-1647.706 1.44 6 24.546 0.03 7 14.079 4.10 8 43.692 15.25 9 --14.680 1 .20 10 5.635 0 11 5.635 2.30 12 -25.015 9.74 13 -9.497 0.69 14 -20.143 0 15 -20.143 2.80 16 -9.089

1.497OO
1.497OO
1.8O61O
1.497OO
1.79952
1.5927O
1.88300
1.69895

81.3 81.3 4O.9 81.3 42.2 35.3 40.δ 3Ο.1

wobei r. der Krümmungsradius der i-ten-Linsenoberf lache ist, d. die Entfernung zwischen der i-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgende Linse und Ό. die Abbe-Zahl der i-ten Linse.

030038/0856