DE3329046C2 - - Google Patents
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
- G02B15/10—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by adding a part, e.g. close-up attachment
Description
Die Erfindung betrifft ein Linsensystem änderbarer Brennweite
mit einem Objektiv und einem Konverter, der abnehmbar
hinter dem Objektiv angeordnet ist, wobei durch den Konverter
die Objektivbrennweite verkürzt wird.
Als Linsensysteme änderbarer Brechkraft sind beispielsweise
Vario-Objektive bekannt. Diese weisen aber eine große Baulänge
und große Abmessungen auf. Es wird aber kein weiteres
Teilsystem zur Brechkraftänderung hinzugefügt. Vario-Objektive
sollen daher im folgenden außer Betracht bleiben.
Zudem sind folgende Systeme bekannt:
- (1) Ein Telekonverter ist vor einem Ojektiv in einem Weitwinkelobjektiv vorgesehen.
- (2) Ein Weitwinkelkonverter ist vor einem Teleobjektiv vorgesehen.
- (3) Ein Konverter mit einer negativen Brechkraft ist zwischen einem Weitwinkelobjektiv und der Bildebene angebracht, um die Objektiv-Brennweite zu vergrößern.
Das vorerwähnte System (1) hat den Nachteil daß der vordere
Konverter groß ist. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn das Objektiv ein Weitwinkelobjektiv ist und somit ist
es schwierig, die Abberationen gut zu korrigieren. Wenn der
Brennweitenbereich wie bei der Erfindung bis in den Weitwinkelbereich
reicht, ist es äußerst schwierig, dieses System
zu korrigieren.
Das vorerwähnte System (2) ist im Vergleich zu dem System
(1) vorteilhaft, um zu verhindern, daß ein großer vorderer
Konverter erforderlich ist; es hat den Nachteil, daß,
obwohl das Hauptobjektiv ein Objektiv mit großer Baulänge
ist, das Linsensystem noch verlängert wird, wenn der vordere
Konverter angebracht ist.
Das vorerwähnte System (3) verwendet eine Linsenanordnung
mit einem großen Bildfeld als Objektiv und dessen Petzval-
Summe ist selbstverständlich so ausgelegt, daß sie klein
wird. Wenn bildseitig ein negativer Konverter angebracht
wird, um ein langbrennweitiges Linsensystem zu bilden, wird
die negative Petzval-Summe größer, wodurch es dann schwierig
wird, ein ebenes Bildfeld zu erhalten, und außerdem
wird eine positive Verzeichnung größer.
Außer den vorerwähnten Systemen ist auch noch ein viertes
System bekannt (siehe z. B. JP 56-1 11 825 A), bei dem ein
Konverter mit einer positiven Brechkraft hinter einem Normalobjektiv
oder einem Objektiv mit kleinem Bildfeld angebracht
ist, um die Gesamtbrennweite zu verkürzen. Jedoch
weist dieses System folgende Nachteile auf:
- a) Da ein Konverter mit einer positiven Brechkraft hinter dem Objektiv hinzugefügt wird, wird die positive Petzval-Summe größer, und die Bildfeldkrümmung wird zu groß.
- b) In dem Weitwinkellinsensystem, das durch Hinzufügen des Konverters mit einer positiven Brechkraft hinter dem Objektiv erhalten worden ist, wird die negative Verzeichnung größer.
In dem Linsensystem, das in der JP 56-1 11 825 beschrieben
ist, ist der Abstand zwischen dem Objektiv und der Bildebene
konstant für den Fall, daß nur das Objektiv verwendet
wird, und für den Fall, daß der Konverter angebracht ist.
Jedoch muß ein Hauptpunkt des Konverters vergleichsweise
weit bildseitig liegen; hierdurch wird die Brennweitenänderung
gering. Überdies ist die Baulänge des Konverters
größer als die Baulänge des Objektivs, wodurch das Linsensystem
groß wird. Im Ergebnis ist das maximale Bildfeld gerade
55° und daß Brennweitenänderungsverhältnis ist kleiner
als 1,4. Trotzdem wird die Petzval-Krümmung stark und die
negative Verzeichnung nimmt zu.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein vergleichsweise gut korrigiertes Linsensystem der eingangs
genannten Art zu schaffen, dessen Konverter vergleichsweise
große Brennweitenänderungen des Objektivs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches
1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im erfindungsgemäßen Linsensystem, bei dem ein positiver
Konverter hinter dem Objektiv angebracht ist, um ein
großes Bildfeld zu erhalten, sollte das Objektiv ein Weitwinkelobjektiv
sein. Das Objektiv muß zumindest zwei positive
Linsen und eine negative Linse aufweisen. Ein Beispiel
hierfür ist ein Triplet, wie es in Fig. 1 (A) dargestellt
ist. Selbstverständlich kann auch ein Objektiv für ein vergleichsweise
großes Bildfeld verwendet werden.
Der Konverter sollte klein sein und sollte außerdem eine
Zunahme in der positiven Petzval-Summe sowie eine Zunahme
einer negativen Verzeichnung verhindern, wie oben beschrieben
ist, um ihn nicht nur in eine Kamera einbauen zu können,
sondern um auch die Abbildungsleistung über ein großes
Bildfeld zu steigern. Wenn ein großes Bildfeld durch die
Kombination des Objektives mit dem Konverter erhalten wird,
der hinter dem Objektiv hinzugefügt worden ist, wird der
Konverter groß und der Gesamtbildfehler eines Strahls, der
durch dessen peripheren Teil tritt, wird ebenfalls groß,
wenn die Abmessungen des Konverters zunehmen. Wenn daher
die Baulänge des Konverters herabgesetzt wird, werden auch
die Durchtrittshöhen der Hauptstrahlen verkleinert, die
durch den Konverter hindurchtreten, um dadurch nicht nur
das Linsensystem zu miniaturisieren, sondern auch um das
Auftreten von Aberrationen auf ein Minimum herabzusetzen.
Deswegen wird bei der Erfindung die Baulänge LA des Konverters
kleiner als die Baulänge LM des Objektivs gemacht,
d. h. LA<LM.
Auch das Verringern der Linsenanzahl ist wirksam, um den
Konverter zu miniaturisieren. Gemäß der Erfindung ist der
positive Konverter mindestens aus zwei positiven Linsen und
mehr als einer negativen Linse zusammengesetzt. Jedoch wird
in einem Konverter, der nur aus drei Linsen zusammengesetzt
ist, wobei das Bildfeld 63,4° und das Brennweitenänderungsverhältnis
1,43 ist, wie beispielsweise bei der siebten
Ausführungsform gesehen werden kann, die nachstehend noch
beschrieben wird, und in einem Konverter, der aus fünf Linsen
zusammengesetzt ist, bei einem Blickfeld von 63,4° das
Brennweitenänderungsverhältnis 2 ist und die Lichtstärke
1 : 2,8, wie beispielsweise bei der sechsten Ausführungsform
ersehen werden kann. Dabei wird eine gute Abbildungsleistung
erzielt. Ferner kann in einem Konverter, der aus vier
Linsen zusammengesetzt ist, wobei das Brennweitenänderungsverhältnis
1,56 wie bei den ersten bis vierten Ausführungsformen
ist, eine gute Bildfehlerkorrektur über ein Bildfeld
von 70° erzielt werden.
Um das Brennweitenänderungsverhältnis groß zu machen und um
gute Bedingungen für die Bildfehlerkorrektur zu erhalten,
ist es vorteilhaft, einen Konverter zu verwenden, mit dem
man eine starke Brennweitenänderung erhält, selbst wenn die
Brechkraft des Konverters klein ist, um eine Zunahme in der
Petzval-Summe zu verhindern. Daher sollte eine erste Linse
auf der Seite des Objektivs im Konverter eine positive
Brechkraft aufweisen, und der Hauptpunkt des Konverters auf
der Gegenstandsseite sollte auf das Objektiv zu herangerückt
werden. Eine derartige optische Anordnung bringt den
Vorteil, daß eine negative Verzeichnung, die erzeugt wird,
wenn der Konverter hinzugefügt wird, kleiner wird. Darüber
hinaus wird vorzugsweise die erste Fläche der ersten Linse
auf der Seite des Objektivs zu dem Gegenstand hin konvex
ausgebildet. Hierdurch kann dann eine Zunahme in der negativen
Verzeichnung verhindert werden und der Konverter kann
dadurch miniaturisiert werden. Die vorerwähnte erste Linse
kann nicht nur eine einzige Linse sein, sondern auch ein
Kittglied oder ein Linsenglied mit einem kleinen Luftspalt
sein.
Ferner ist vorteilhaft, um eine Zunahme der Petzval-Summe
im Konverter zu verhindern, daß die Brechzahlen np der positiven
Linsen im Konverter groß gemacht werden, und daß die
Brechzahlen nn der negativen Linsen klein ist. Vorzugsweise liegen
die Brechzahlen und die Abbe'schen Zahlen in dem folgenden
Bereich:
np < 1,7 νp < 38
nn < 1,7 νn < 40
nn < 1,7 νn < 40
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
im einzelnen erläutert. Es zeigen
Fig. 1(A), 1(B), 2(A) und 2(B) Schnittansichten von Linsen
und Korrekturkurven einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Linsensystems;
Fig. 3(A), 3(B), 4(A) und 4(B) Schnittansichten von Linsen
und Korrekturkurven einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Linsensystems;
Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) Schnittansichten von Linsen
und Korrekturkurven einer dritten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Linsensystems;
Fig. 7(A), 7(B), 8(A) und 8(B) Schnittansichten von Linsen
und Korrekturkurven einer vierten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Linsensystems;
Fig. 9(A), 9(B), 10(A) und 10(B) Schnittansichten von Linsen
und Kurrekturkurven einer fünften
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Linsensystems;
Fig. 11(A), 11(B), 12(A) und 12(B) Schnittansichten von
Linsen und Korrekturkurven einer sechsten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Linsensystems;
Fig. 13(A), 13(B), 14(A) und 14(B) Schnittansichten von
Linsen und Korrekturkurven einer siebten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Linsensystems.
Hierbei ist in den mit (A) bezeichneten Figuren nur das
Objektiv und in den mit (B) bezeichneten Figuren das Objektiv
mit zugeschaltetem Konverter dargestellt. Nunmehr werden
die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Für jede Ausführungsform sind in der Datentabelle (A) und
der Korrekturkurvendarstellung (A) nur Daten bzw. Korrekturkurven
für das Objektiv dargestellt, während bei den mit
(B) bezeichneten Datentabellen bzw. Figuren die Daten bzw.
Korrekturkurven für das Gesamtsystem dargestellt sind.
Wenn in der ersten bis vierten Ausführungsform nur das Objektiv
vorgesehen ist, beträgt die Brennweite 48,5, das
Öffnungsverhältnis ist 1 : 5,6 und das Bildfeld beträgt 48°.
Wenn der Konverter hinter dem Objektiv hinzugefügt wird,
ist die Brennweite des Gesamtsystems 31, das Öffnungsverhältnis
beträgt 1 : 3,6, das Bildfeld ist 70° und das Brennweitenänderungsverhältnis
beträgt 1,56. In der fünften Ausführungsform
ist ein langbrennweitiges Objektiv dargestellt,
bei dem die Brennweite 70 ist, das Öffnungsverhältnis
1 : 6,7 ist und das Bildfeld 34,4° ist; wenn der Konverter
hinter dem Objektiv hinzugefügt wird, ist die Brennweite
des Gesamtsystems 35, das Öffnungsverhältnis beträgt
1 : 3,36, das Bildfeld ist 63,4° und das Brennweitenänderungsverhältnis
beträgt 2. In der sechsten Ausführungsform
ist ein langbrennweitiges Objektiv vorgesehen, dessen
Brennweite 70 beträgt, dessen Öffnungsverhältnis 1 : 5,6 ist
und dessen Bildfeld 34,4° ist. Im Gesamtsystem, in welchem
der Konverter hinzugefügt ist, beträgt die Brennweite 35,
das Öffnungsverhältnis 1 : 2,8, das Bildfeld 36,4° und das
Brennweitenänderungsverhältnis ist 2. In der siebten Ausführungsform
beträgt für das Objektiv die Brennweite 50,
das Öffnungsverhältnis ist 1 : 5 und das Bildfeld ist 46,8°;
im Gesamtsystem, in dem der Konverter hinzugefügt ist, beträgt
die Brennweite 35, das Öffnungsverhältnis ist 1 : 3,5,
das Bildfeld ist 63,4° und das Brennweitenänderungsverhältnis
ist 1,43.
Die Bezugszeichen in den Datenangaben bedeuten folgendes:
ri: Krümmungsradius einer Linsenfläche,
di: Abstand zwischen zwei Linsenflächen,
ni: Brechzahl einer Linse für die Linie d,
νi: Abbe'sche Zahl dieser Linse für die d-Linie,
f: die Brennweite des Gesamtsystems,
bf: bildseitige Schnittweite,
M: Brennweitenänderungsverhältnis
di: Abstand zwischen zwei Linsenflächen,
ni: Brechzahl einer Linse für die Linie d,
νi: Abbe'sche Zahl dieser Linse für die d-Linie,
f: die Brennweite des Gesamtsystems,
bf: bildseitige Schnittweite,
M: Brennweitenänderungsverhältnis
Claims (9)
1. Linsensystem änderbarer Brennweite, mit einem Objektiv
und einem Konverter, der abnehmbar hinter dem Objektiv angeordnet
ist, wobei durch den Konverter die Objektiv-Brennweite
verkürzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Baulänge LM des Objektivs und für die Baulänge LA des Konverters
die Bedingung
LM < LAerfüllt ist, daß der Konverter wenigstens zwei positive
Linsen und eine oder mehrere negative Linsen aufweist, daß
beim Konverter die erste dem Objektiv zugewandte Linse
eine positive Brechkraft aufweist und daß bei Anordnung des
Konverters hinter dem Objektiv das Objektiv gegenüber seiner
Stellung ohne Konverter in Richtung zur Bildseite verschoben
ist.
2. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bedingungen
np < 1,7 νp < 38nn < 1,7 νn < 40erfüllt sind, mit np und νp als Brechzahlen bzw. Abbezahlen der
positiven Linsen im Konverter und nn und νn als Brechzahlen
bzw. Abbezahlen der negativen Linsen.
3. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
4. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
5. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
6. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
7. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
8. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
9. Linsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
(A) Objektiv
und
(B) Kombination aus Objektiv und Konverter
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138454A JPS5929214A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 焦点距離の変換可能なレンズ系 |
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ID=15222384
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
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