DE3026376C2

DE3026376C2 - Mechanisch kompensiertes Varioobjektiv

Info

Publication number: DE3026376C2
Application number: DE3026376A
Authority: DE
Inventors: Ryota Kawagoe Saitama Ogawa; Yasuo Tokyo Takahashi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-07-13
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1982-11-18
Also published as: GB2056108A; JPS5612614A; GB2056108B; US4331389A; JPS597363B2; DE3026376A1

Description

f	h	= 77,064 ~ 144,997/1:4	(J.	3,00	2<a=32°	-164°	644
		86,431	(j-	0^0	n, 1,52542	V\|
U	180,812	(J-	U7			25,4
T₅	51,821	(J.	7,15	n₂ 1,80518	V2	70,1
h	37,630	ds	8,109	n₃ 1,48749
	-750,150		2,00	~ 27,579		63,4
r₈	-640,000	U₁	4,26	n< 1,61800	V₄
U	34,040	d*	140			63,4
Γιο	- 40,350	d₉	2,T5	η j 1,61800	V₅	25,4
U\	51,2CO	d,o	22,851	n₆ 1,80518	V6
Γ12	-2335459		4,50	~ 1,401		58,4
Γ\|3	107,650	d\|2	1,50	n₇ „64250	V7	25,4
U*	- 33,299	d,3	3,585	n₈ 1,80518	V₈
	- 63,102	du	2,79	~ 5,564		65,9
Ut	44,962	d.5	244	η, Ι40048	V₉
Ui	-1774,426	d,6	2,65			70,1
U»	23,000		9,70	n_l0 1,48749	VlO
Γ\|9	37,630		2,31			40,9
Γ20	180,000	d,,	12,55	n„ 1.80610	V_n
	21,730	d20	3,50			53,0
52,000			n₁₂ 1,64850	^VI2
-299,940

wobei /die Brennweite und 2ω das Bildfeld ist und η ... γ₂ι die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenoberfläche, d\... dm die Dicken der Linsen oder deren Luftabstände, n\... Π\₂ die Brechungsindizes der jeweiligen Linsen für die d-Linie, v\ ...v\2 die Abbeschen Zahlen der Linsen sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisch kompensierbares Varioobjektiv entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Varioobjektive sollen häufig bis in den Telebereich hinein einstellbar sein und ein Varioverhältnis von etwa :2 aufweisen, damit sie für unterschiedliche Verwendungszwecke komptakt ausgebildet werden können. Um das gesamte Varioobjektiv möglichst klein zu halten, ist man bestrebt, die Brechkraft jeder Einzellinse groß zu machen. Bei bekannten Linsenkonstruktionen wurde, um dies zu vermeiden, die Anzahl der Linsen

S Flächenteilkoeffizient nach Seidel des Ob

jektivs gemäß der Datentabelle des Patentanspruchs

S' Seidelkoeffizient an der entsprechenden

Linsenfläche für das von der Datentabelle

des Patentanspruchs abweichende Objektiv

(der Querstrich über eine Größe bedeutet Mittelwertbildung durch Summation der entsprechenden Werte für alle Linsen flächen und Division durch die Anzahl der

Linsenflächen)

5 und 5' sind für A= 1 und die jeweilige tatsächliche Blendenlage zu rechnen.

Entsprechende Objektive lassen sich nämlich pro-

blemlos berechnen und stimmen hinsichtlich des allgemeinen Linsenaufbaus und in der Art der Korrektur der Bildfehler dritter Ordnung mit dem Varioobjektiv gemäß dem Patentanspruch offensichtlich im wesentlichen überein, wodurch auch im wesentlichen äquivalente Mittel zur Korrektion der Bildfehler höherer Ordnung gegeben sind.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen

Varioobjektivs in der Einstellung für den Normalbereich und

Fig.2A, 2B und 2C Aberratungskurven in der Einstellung für das größte Bildfeld, für eine Zwischeneinstellung und die Teleeinstellung des Varioobjektivs.

ss Das dargestellte Objektiv besteht aus einer ortsfesten ersten Linsengruppe (die als Fokussierlinsengruppe dienen kann), einer beweglichen zweiten Variator-Linsengruppe, einer dritten Kompensationslinsengruppe und einer ortsfesten vierten Linsengruppe, wobei das

Objektiv folgenden Bedingungen genügt:

(1) f_w< f\< 1,4/V,

(2) 0,18 fw < e,' < 03 fw,

(3) 0,35 f_w < IhI < 0,5 fw, h 0, und
(4) 0,15 /_r< ej < 0,3 fr

wobei ei' und ej die Hauptebenenabstände zwischen den Linsengruppen, d. h. jeweils zwischen der ersten

und zweiten Linsengruppe und zwischen der zweiten aufrechterhalten werden könnte. Dies bedeutet, daß die und dritten Linsengruppe in der Einstellung auf das Aberrationskompensation in vorteilhafter Weise durchgrößte Bildfeld sind, f\ und f₂ die Brennweiten der ersten geführt wird,

und zweiten Linsengruppe darstellen und fw die Hinsichtlich Bedingung (1) gilt, daß, wenn die untere

Objektivbrennweite in der Einstellung auf das größte 5 Grenze Oberschritten wird, das Auftreten einer

Bildfeld und h die Objektivbrennweite in der Telestel- chromatischen Aberration, einer sphärischen Aberra-

lung ist Die erste Linsengruppe besteht von der tion und von Komafehlern erhöht wird, während beim

Objektivseite her gesehen aus einem positiven Menis- Überschreiten der oberen Grenze die Brechkraft auf

kus U mit positiver Brechkraft an der Objektseite, der zweiten Linsengruppe liegt, um ein geeignetes

einem negativen Meniskus L₂ mit negativer Brechkraft io Varioverhältnis aufrecht zu erhalten, was für ein

an der Bildseite und einer positiven Linse £.3 mit Gleichgewicht der Aberrationskompensation nicht

positiver Brechkraft an der Objektseite. Die beiden vorteilhaft ist.

Linsen L₂ und L₃ bilden ein Kittglied. Die zweite Hinsichtlich Bedingung (2) gilt, daß durch Festsetzung

Linsengruppe besteht von der Objektseite her gesehen des unteren Grenzwertes ein Bildpunkt der ersten

aus einer negativen Linse La mit starker negativer ts Linsengruppe in geeigneter Weise in der Nähe der

Brechkraft an der Bildseite, einer Bikonkav-Linse L5 und ersten Hauptebene der zweiten Linsengruppe festge-

einer positiven Linse Lt, wobei die Linsen Ls und L* ein legt wird. Diese Beziehung ist günstig für die

Kittglied bilden. Die dritte Linsesigruppe enthält von Aberrationskompensation, da die Brechkraft der ersten

der Objektseite her gesehen eine Bikonvex-Linse L7 und Linsengruppe dann nicht besonders groß gemacht zu

einen negativen Meniskus Lg, wobei die beiden Linsen 20 werden brauchL Oberhalb der oberen Grenze wird die

ein Kittglied bilden. Die vierte Linsengruppe besteht aus Baulänge des Objektivs vergrößert, was für dessen

einer positiven Linse Lg mit objektseitig konvexer Miniaturisierung nicht günstig ist

Fläche, einem positiven Meniskus Lw mit objektseitig Bezüglich Bedingung (3) gilt, daß die o^ere Grenze

konvexer, stark gekrümmter Linsenfläche, einer negati- erforderlich ist, um die Kompaktheit aufrecht zu

ven Linse Ln mit stark brechender Fläche an der 25 erhalten. Die untere Grenze gestattet die Aufrechter-

Bildseite und einer positiven Linse Ln mit stark haltung der Aberrationskompensation und ist insbeson-

brechender, konvexer Fläche an der Objektseite. Das dere erfoHerlich, um die Änderung des Astigmatismus

Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen: bei verschiedenen Brennweiteneinstellungen zu verringern.

(5) ^v' "*" ^V3 > 65_s -³⁰ Die untere Grenze der Bedingung (4) wird festgeigt,

2 ' um einen geeigneten Bewegungsraum für die zweite

Linsengruppe unter den vorausgehend erwähnten

(6) v₂<30, Bedingungen (1), (2) und (3) aufrecht zu erhalten,

während die obere Grenze der Bedingung (4) festgelegt

._. /i] + «3 - . , 35 wird, um die Durchmesser der dritten und vierten

' ' 2 ' ' Linsengruppe nicht übermäßig zu vergrößern.

Der jeweilige Aufbau jeder Linsengruppe und die (8) fl2>l,7, Bedingungen (5) bis (13) werden nur näher erläutert.

Durch Ausstattung der ersten Linsengruppe mit zwei

v₄ + v₅ ⁴⁰ Menisken L\ und Li ist es möglich, die Änderung des

W ϊ >60, Astigmatismus bei der Brennweiteneinstellung, sowie

durch Verkitten der Linsen L₂ und L₃ zu verringern und

(10) ν <30 ^'^e Aoerrationsänderung wird stabilisiert. Diese Wir-

' kung ist insbesondere in der Telestellung bemerkens-

(JJ) n.-iu>0\ ^{45 wert}- Durch die Bedingungen (5) und (6) wird die

' '· restliche chromatische Aberration insbesondere in der

₊ _n Telestellung verringert. Die Bedingungen (7) und (8)

(12) ■ < 1,6, werden benötigt, um ein Negativwerden der Petzval-

schen Summe zu verhindern.
so Da die erste Linsengruppe eine positive Linsengrup-

(13) n_u > 1,/, p_e j_sti j_{st es} erwünscht, eine negative Linse entgegenge

setzten Vorzeichens benachbart der vorausgehenden

(14) 0,2/^<Γ|₉<0,35/»-, und Linsengruppe anzuordnen, um die Koma und den

Farbvergrößerungsfehler der zweiten Linsengruppe ₅₅ einzusteMen. Zu diesem Zweck werden die negativen

Linsen L₄ und Ls auf der Objektseite in der zweiten

wobei /Ji, W₂... n_l2 und V₁,V₂...V₁₂ die Brechungsindizes Linsengruppe angeordnet. Durch Verkitten dar Linsen und die Abbeschen Zahlen der jeweiligen Linsen sind, L₅ und L₆ wird die Aberrationsänderung als Folge des r,9 der Krümmungsradius der 19. Linsenoberfläche von Veränderns der Brennweite stabilisiert. Die Bedingunder Objektseite und d,₉ der Abstand auf der Bildseite der 60 gen (9) und (10) werden benötigt, um das Auftreten einer mit /Ϊ9 bezeichneten Linsenoberfläche ist. chromatischen Aben jtion der zweiten Linsengruppe so

Die Bedingungen (1), (2), (3) und (4) werden nunmehr klein wie möglich zu halten. Zweck der Bedingung (11) beschrieben. Diese vier Bedingungen sind für einen ist, die Änderung der sphärischen Aberration, der Koma geeigneten Grundaufbau, mit dem die Kompaktheit des und des Astigmatismus beim Verändern der Brennweite Objektivs gewährleistet ist, erforderlich, wobei insbe- 65 zu verringern.

sondere durch Einhaltung der Bedingung (2) das In der dritten Linsengruppe wird durch die Verkit-

gewünschte Varioverhältnis auch bei verschiedenen tung eine Behebung de.·, Farbfehlers bewirkt.
Brechkräften der ersten und zweiten Linsengruppe In der vierten Linsengruppe wird durch die

Anordnung der positiven Linsen L» und Lw ein Linsentyp geschaffen, bei dem die Petzvalsche Summe positiv ist. Insbesondere tragen die Bedingungen (12) und (13) hierzu bei. Die Bedingungen (14) und (15) werden benötigt, um die Bildfeldkrümmung des Objektivs in geeigneter Weise aufrecht zu erhalten. Oberhalb der oberen Grenzen beider Bedingungen hat die Bildfeldkrümmung die Tendenz positiv zu werden und unterhalb der unteren Grenzen derselben wird sie oft negativ.

Ein Ausführungsbeispiel eines Objektivs, welches den vorausgehend aufgeführten Bedingungen genügt, wird nachfolgend angegeben, bei dem insbesondere der Astigmatismus auf dem erzielbaren Mindestwert gehalten wird und die Gesamtlänge (Baulänge + hintere Schnittweite) einschließlich der Möglichkeit für die hintere Schnittweite etwa das 3,6fache der Länge der Diagonalen des Bildfeldes, nämlich 43,2 mm im Ausführungsbeispiel, beträgt. Das Objektiv ist somit äußerst

Linsen, nämlich drei Linsen in der ersten Linsengruppe, drei Linsen in der zweiten Linsengruppe, zwei Linsen in der dritten Linsengruppe und vier Linsen in der vierten Linsengruppe.

Das Ausführungsbeispiel wird nunmehr anhand nachfolgender Datentabelle erläutert. Es bezeichnet f die Brennweite, 2ω das Bildfeld, η ... R₂\ sind die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenflächen, d\ ... dx, die Linsendicken oder die Luftabstände der Linsen. n,... /j₂i die Brechungsindizes der jeweiligen Linsen für die d-Linie, V]... Vn die Abbeschen Zahlen der Linsen. fw die Objektivbrennweite in der Einstellung auf das größte Bildfetd, /V die Objektivbrennweite in der Telestellung, /Ί die Brennweile der ersten Linsengruppe, (ι die Brennweite der zweiten Linsengruppe und ei stellt die Entfernung zwischen den Hauptebenen der ersten und zweiten Linsengruppcdar.

Objektiv

r..
Γιη

Γ= 77,064 86,431 180,812 51,821 37,630

-750.150

- 640,000

34.040

- 40.350 51,200

-2 335,559 107,650

- 33.299

- 6J,iö2 44,962

- I 774,426 23.000 37.630 180.000 21,730 52,000

- 299.940

Iw= 77.064 f, = 144,997 f, - 91,467 f, =-32,005

~ 144,997/1:41

d, d₂ d,

d<

d, d* d,

dm

ü|.< du

dp d,_s

3,00

0,20

1,37

7.15

8,109

2.00

4,26

1.50

2.75 22,851 ·

4,50

1,50

3,585 ■

2.79

2,54

2,65

9,70

2.31 12,55

3,50

2<y=32°~ 16,5° η, 1,52542 ν, 64,5

n₂ 1,80518 n₃ 1.48749

- 27.579

η, 1.6Ι8ΟΟ

η, 1.61800 n„ 1.80518

- 1.401

η. 1.64250 η, 1.80518

- 5,564

n„ 1.50048

η,₀ 1.48749 η,, 1,80610

e,'= 17,685 ε,'= 30,461

n_l2 1.64850 ν,₂ 53.0

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mechanisch kompensiertes Vario-Objektiv, bestehend aus einer bei der Brennweitenverstellung ortsfesten Linsengruppe mit einer einzelstehenden positiven Linse und einem aus einer negativen Linse mit bildseitig zerstreuender Räche und einer positiven Linse mit objektseitig sammelnder Fläche aufgebauten Kittglied, einer Variatorlinsengruppe mit einer negativen einzelstehenden Linse mit bildseitig zerstreuender Räche und einem aus einer bikonkaven Linse und einer positiven Linse aufgebautem Kittglied, einer Kompensatorlinsengruppe mit einem aus einer bikonvexen Linse und einer negativen Linse aufgebauten Kittglied, sowie einer bei der Brennweitenverstellung ortsfesten Linsengruppe mit einer einzelstehenden positiven Linse mit objektseitig sammelnder Linsenfläche, einer zweiten einzelstehenden Linse, einer dritten einzelstehenden, ;«sgativen Linse und einer vierten, einzelstehenden, positiven Linse,gekennzeichnetdurch folgende Konstruktionsdaten

vergrößert, was aber ebenfalls nachteilig ist.

Diese unerwünschte Vergrößerung der Anzahl der Linsen wird bei dem gattungsgemäßen, aus der DE-OS 28 17 633 bekannten Varioobjektiv vermieden. Jedoch sind die Konstruktionsdaten dieses bekannten Varioobjektivs nicht so, daß eine möglichst geringe Baulänge gewährleistet ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Varioobjektiv so weiterzubilden, daß bei guten Abbildungs-Eigenschaften eine möglichst geringe Baulänge gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Varioobjektiv entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst

Mit dem Objektiv gemäß der Datentabelle des Prtentanspruchs sind auch Objektive offenbart, deren Korrektionszustand mit dem Korrektionszustand des Objektivs gemäß der Datentabelle des Patentanspruchs in Bezug auf die Bildfehler dritter Ordnung im

wesentlichen übereinstimmt, wobei für jeden dieser Fehler zumindest folgende Bedingung erfüllt ist: