-
Aus Objektiv und Konverter bestehendes Linsensystem
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Linsensystem, insbesondere
auf ein Linsensystem aus einem Objektiv und einem Konverter, der lösbar an der Rückseite
des Objektivs befestigt ist, wobei Brennweite des fotografischen Linsensystems durch
Anbringen und Lösen des Konverters verändert werden kann.
-
Linsensysteme aus einem Objektiv und einem Konverter, die dazu dienen,
die Brennweite durch Anbringen und Abnehmen des Konverters zu verändern, sind beispielsweise
aus den japanischen Offenlegungsschriften 94318/81, 95210/81 und 46224/82 bekannt.
Von diesen besteht im Falle des in der japanischen Offenlegungsschrift 94318/81
beschieben Linsensystems der Konverter aus zwei Linsen. Bei dem erfindungsgemäßen
Linsensystem ist das Objektiv so ausgebildet, daß chromatische Aberration gut korrigiert
wird, und deshalb sollte auch der Konverter so ausgebildet sein, daß chromatische
Aberration ausreichend günstig korrigiert ist. Darüber hinaus sollten sowohl chromatische
Längsaberration als auch chromatische Queraberration gut korrigiert sein.
-
Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß die Höhen der Strahlen
und die Neigungen der Strahlen in bezug auf die optische Achse gleich werden, wenn
Strahlen mit verschiedenen Wellenlängen aus dem Konverter austreten. Wenn der Konverter
aus
zwei Linsen besteht, wie bei dem vorstehend erwähnten, aus der japanischen Offenlegungsschrift
94318/81 bekannten Linsensystem, kann dieses Erfordernis nicht zufriedenstellend
erfüllt werden, und infolgedessen ist es unmöglich, chromatische Aberration gut
zu korrigieren. Darüber hinaus ist bei diesen bekannten Linsensystemen dei Astigmatismusdifferenz
nicht zufriedenstellend korrigiert.
-
Im Falle der bekannten Objektive, wie sie in den japanischen Offenlegungsschriften
95210/81 und 46224/82 beschrieben sind, besteht der Konverter aus drei Linsen. Darüber
hinaus hat der Konverter den Aufbau positiv-negativ-positiv. Dcr Konverter insgesamt
hat negative Brechkraft. Da aber der Konverter nur eine negative Linse enthält,
mtiß die Brechkraft d(r negativen Linse notwendigerweise stark sein. Infolgedessen
wird die Petzval-Summe zu klein, und es ist unmöglich, die Aberrationen in gut ausgeglichenem
Zustand zu halten. Darüber hinaus werden, da der Krümmungsradius einer Oberfläche
des negativen Linsenglieds klein sein soll, die Aberrationen höherer Ordnung beträchtlich,
und es ist. schwwier igX sie zu korrigieren. Daher ist es unmöglich, dei restlichen
Aberrationen vollständig zu unterdrücken. Darüber hinaus ist bei den bekannten Linsensystemen
die Astigmatismusdifferenz des Konverters groß. Die obenerwähnten Nachteile werden
hauptsächlich durch die Tatsache hervorgerufen, daß der Konverter so ausgebildet
ist, daß er positive, negative und positive Brechkraft besitzt. Eine andere Ursache
dieser Nachteile liegt darin, daß eine Luftlinse, die leicht spärische Aberration
höherer Ordnung verursacht, aber andererseits cs ermöglicht, leicht außeraxiale
Aberration zu verhindern, an der Objektivseite angeordnet ist, wo die Höhen der
paraxialen Strahlen hoch sind, und die Höhen der außeraxialen Strahlen
niedrig
sind, und andererseits verhindert eine Luftlinse leicht sphärische Aberrabion, aber
kann auch andere, außeraxiale Aberrationen hervorrufen, wenn sie an der Bildseite
angeordnet ist, wo die Höhen der paraxialen Strahlen niedrig und die Höhen der außeraxialen
Strahlen hoch sind. Infolgedessen werden die restlichen Aberrationen groß, und es
ist unmöglich, das Brennweitenverhältnis groß z machen. Der Erfindung liegt daher
die Aufgabe zugrunde, ein fotografisches Linsensystem, insbesondere ein fotografisches
Linsensystem iii>; einem Objektiv und einem Konverter anzugeben, bei dem der
Konverter so ausgebildet ist, daß er ein negatives, ein positives und ein negatives
Linsenglied enthält, so daß die Aberrationen dadurch korrigiert werden können und
das Veränderungsverhältnis der Brennweite groß gemacht wird.
-
Dies wird erreicht, durch die in den Ansprüchen gekennzeichne-Len
Merkmale.
-
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-
In den Zeichnungen zeigt: Fig.1 ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen
fotografischen Linsensystems, Fig.2 Korrekturkurven eines Linsensystems 1 nach der
vorliegenden Erfindung, Fig.3 Korrekturkurven des Objektivs im Linsensystem 1 Fig.4
Korrekturkurven des Linsensystems 2 nach der vorliegenden Erfindung,
Fig.5
Korrekturkurven des im Linsensystem 2 verwendeten Objektivs.
-
Das erfindungsgemäße fotografische Linsensystem enthält ein Objektiv
I und einen Konverter II, wie Fig. 1 zeigt, und der Konverter II besteht aus einem
ersten Linsenglied mit einer negativen Linse, einem zweiten Linsenglied mit einer
positven Linse und einem dritten Linsenglied mit einer rlegativen Linse, von der
Objektivseite aus gerechnet.
-
Wenn der Konverter aus drei Linsen, wie der Konverter II nach der
vorliegenden Erfindung, besteht, ist es möglich, chromatische Aberration des Konverters
zufriedenstellend zu korrigieren.
-
Darüber hinaus werden, da zwei negative Linsen in der Drei-Linsenanordnung
bestehend aus einer negativen, einer positiven und einer negativen Linse, verwendet
werden, die Brechkräfte der negativen Linsen klein gehalten, d. h. es ist möglich,
zu verhindern, daß die Petzval-Summe zu klein wird, und es ist möglich, die Aberrationen
in gut ausgeglichenem Zustand zu halten. Darüber hinaus ist es möglich, die restlichen
Aberrationen klein zu halten.
-
In dem fotografischen Linsensystem nach der vorliegenden Erfindung
ist es aus dem obenerwähnten Grund vorteilhaft, die erste Linse im Konverter so
auszubilden, daß sie zur Bildseite eine konkave Oberfläche besitzt, und das zweite
Linsenglied als bikonvexe Linse auszubilden, während das dritte Linsenglied aus
einer gegenstandsseitig konkaven Linse besteht, wie gezeigt und nachstehend noch
näher erläutert.
-
Die Brechkraft des Konverters aus drei Linsen wird im wesentlichen
mittels der Brechkraft einer Luftlinse zwischen erster und zweiter Linse und der
Brechkraft einer anderen Luftlinse zwischen zweiter und dritter Linse erhalten.
Diese Luftlinsen rufen im allgemeinen jedoch leicht Aberrationen höherer Ordnung
hervor.
-
Ilm die Aberrat ionen höherer Ordnting am Auftreten zii hindern, ist
es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß die entsprechenden Linsen die oben
beschriebene Form besitzen, so daß die Luftlinse zwischen erster und zweiter Linse
konzentrisch zum Konvergierungspunkt der paraxialen Strahlen ist, und daß die Luftlinse
zwischen zweitem und dritten Linsenglied eine Form besitzt, die konzentrisch zur
Blende ist.
-
Bei einem Konverter, der diesen Aufbau besitzt, ist es vorteilhaft,
das erste und dritte Linsenglied jeweils so anzuordnen, daß die folgenden Bedingungen
erfüllt sind.
-
(1) Ra > Rb (2) R@ < IRdl darin bezeichnen Ra und Rb die Krümmungsradien
an der vorderen und hinteren Seite des ersten Linsengliedes und Rc und Rd die Krümmungsradien
an der Vorder- und der Rückseite des dritten Linsengi ieds Da das erste Linsenglied
aus einer negativen Linse besteht, ist die Bedingung (1) natürlich erfüllt, wenn
beide Krümmungsradien
Ra und Rb positive Werte besitzen. Wenn
Ra einen negativen Wert besitzt und die Bedingung (1) nicht erfüllt ist, wird die
Krümmung an der Oberfläche an der Eintrittseite des ersten Linsenglieds stark. Um
aber die Brechkraft des ersten Linsenglieds in dem gewünschten Bereich zu halten,
sollte der Krümmungsradius Rb groß gehalten sein. Infolgedessen wird die Form der
Luftlinse zwischen erstem und zweitcm Linsenglied nicht konzentrisch, und dies ist
,ir Korrektur der Aberrationen nachteilig.
-
Wenn die Bedingung (2) nicht erfüllt ist, wird die Form der Luftlinse
zwischen zweitem und drittem Linsenglied aus dem gleichen Grunde nicht konzentrisch,
und dies ist nicht vorteilhaft für die Korrektion der Aberrationen.
-
Es werden nun vorteilhafte Linsensysteme nach der vorfegenden Erfindung
beschrieben, die den in Fig.1 gezeigten Aufbau besitzen, und die folgenden Daten
aufweisen
Tabelle 1
| r1= 13,9919 |
| d1=4,7762 n1=1,7859 v1= 44,18 |
| r2=38,8812 |
| d2=1,3465 |
| r3=-67,7166 |
| d3=1,781 n2=1,7552 v2= 27,51 |
| r4= 13,2067 |
| I{ d4=1,53 |
| r5= 72,5214 |
| d5=0,9556 n3=1,60342 v3= 38,01 |
| r6= 14,7397 |
| d6=3,4528 n4=1,8061 v4= 40,95 |
| r7=-31,4112 |
| d7=0,9447 |
| r8 = # (Blende) |
| d8=0,7337 |
| r9=881,484 |
| d9=1 n5=1,7725 v5= 49,66 |
| r10=24,9876 |
| d10=0,5602 |
| r11=19,7013 |
| II{ d11=3 n6=1,59551 v6=39,21 |
| r12=-14,4023 |
| d12=0,9672 |
| r13=-13,0117 |
| d13=1 n7=1,7859 v7= 44,18 |
| r14=-1157,027 |
Objektiv f= 41,4 1:2,85 T= 1,116 Objektiv plus Konverter f= 67,55 1:4,66 T= 0,947
Tabelle
2
| r1 = 13,184 |
| d1 = 4,87 n1 = 1,7725 v1 = 49,7 |
| r2 = 36,500 |
| d2 = 1,12 |
| r3 = -50,684 |
| d3 = 1,88 n2 = 1,68893 v2 = 31,1 |
| r4 = 11,865 |
| # d4 = 1,20 |
| r5 = 69,426 |
| d5 = 0,86 n3 = 1,59270 v3 = 35,3 |
| r6 0 12,720 |
| d6 = 3,00 n4 = 1,80610 v4 = 41,0 |
| 7 = 0,72 |
| r8= # (Blende) |
| d8=0,90 |
| r9=272,114 |
| d9=1,00 n5 = 1,79952 v5 = 42,2 |
| r10=33,823 |
| r11=25,233 |
| II# d11=3,00 n6= 1,59551 v6= 39,2 |
| r12 = -13,008 |
| d12 = 0,60 |
| r13= -12,376 |
| d13= 1,00 n7 = 1,78590 v7 = 44,2 |
| r14 = # |
(Objektiv) f= 36,72 1:2,9 T = 1,119 (Objektiv plus Konverter) f= 50,18 1:3,96 T
= 1,015
darin bezeichnen r1 bis r14 die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,
d bis d13 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände dazwischen n bis n7 die Brenchungsindizes
bis V7 die Abbe-Zahlen der Linsen t die Brennweite T das Televerhältnis Bei diesen
Linsensystemen ist der Konverter II so ausgebildet, daß er ein aus einer negativen
Linse bestehendes erstes Linsenglied, ein aus einer positiven Linse bestehendes
zweites Linsenglied und ein aus negativen Linse bestehendes drittes Linsenglied,
wie Fig. 1 zeigt, aufweist, so daß die Aberrationen in gut ausgeglichenem Zristand
gehalten werden können. Darüber hinaus ist die Anordnung so getroffen, daß das als
negative Linse ausgebildete erste Linsenglied bildseitig konkav ist, daß das zweite
Linsenglied eine bikonvexe Linse ist', und daß das dritte Linsengiied als negative
Linse mit blendenseitig konkaver Oberfläche ausgebildet ist.
-
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Luftlinse zwischen erstem und
zweitem Linsenglied eine Form besitzt, die konzentrisch zum Konvergierungspunkt
der paraxialen Strahlen ist, und daß die Luftlinse zwischen zweitem und drittem
Linsenglied eine zur Blende konzentrische Form besitzt.
-
Wenn die Luftlinse eine Form wie die Luft linse zwischen erstem und
zweitem Linsenglied bei diesen Linsensystemen besitzt, st die verursache sphäärische
Aberration ering. Da jedoch die Linse konvex zur Blende ist, ist es schwierig, die
außeraxialen Aberrationen klein zu halten. Daher wird in diesen
Linsensystemem
eine Luftlinse mit dieser Form an der Objektivseite angeordnet, d. h. zwischen erstem
und zweitem Linsen gl i <.d, so daß die Höhen der aiißeraxialen Strahlen bei
dieser Luftlinse niedrig werden und die dadruch verursachten außeraxialen Aberrationen
gering sind. In diesem Fall werden die Höhen der paraxialen Strahlen an der Luftlinse
groß. Da jedoch die verursachte sphärische Aberration, wie oben erwähnt, gering
ist, ist es möglich, mittels der Luftlinse zwischen zweitem und drittem Linsenglied
diese ausreichend zu beseitigen.
-
Die Luftlinse zwischen zweitem und drittem I.instngl ied ist konzentrisch
zur Blende. Im Falle einer solchen Luftlinse werden die verursachten außeraxialen
Aberrationen gering.
-
Da jedoch die Auftreffwinkel der paraxialen Strahlen hoch sind, kann
leicht sphärische Aberration höherer Ordnung aiiftreten. Daher hat in den Linsensystemen
die Luftlinse die oben erwähnte Form und ist bildseitig angeordnet (zwischen zweiten
und drittem Linsenglied) so daß die Höhen der paraxialen Strahlen an diesen Luftlinsen
niedrig sind.
-
Da nämlich die Höhen der außeraxialen Strahlen groß sind, werden leicht
außeraxiale Aberrationen durch diese Luftlinsen hervorgerufen. Da jedoch die außeraxialen
Aberrationen, wie oben erwähnt, nicht so groß sind, ist es möglich, die Anordnung
so zu treffen, daß die außeraxialen Aberrationen an der Luftlinse durch die außeraxialen
Aberrationen an der Luftlinse zwischem erstem und zweitem Linsenglied ausgeglichen
werden.
-
Wie somit beschrieben, hat die Luftlinse. in diesen Linsensystemen
mit einer Form, die leicht außeraxiale Aberrationen hervorruft, eine Anordung, die
näher am Objektiv liegt, um
die außeraxialen Aberrationen zu reduzieren
und die Luftlinse mit einer Form, die leicht sphärische Aberration verursacht ist
näher zur Bildseite angeordnet, so daß die sphärische Aberration reduziert wird,
während die Anordnung so getroffen wird, daß die außeraxialen Aberrationen und die
sphärische Abberation, die bei den entsprechenden Luftlinse hervorgerllLerl wird
, so relativ gering gehalten und in einem Maß einander auslöschen, daß die restlichen
Aberrationen gering werden und die erhaltene Bildqualität gut ist.
-
In d(m System 2 ist die bildseitige Oberfläche des dritten Linsenglieds
als ebene Fläche ausgebildet.
-
Wie somit dargestellt worden ist, enthält in dem fotographischen Linsensystem
nach der vorliegenden Erfindung der Konverter eine geringe Anzahl von Linsen und
ist sehr kompakt ausgebilniet. Daher ist es möglich, den Konverter zusammen mit
dem Objektiv an dem Kamerakörper zu befestigen, und es ist, weiter möglich, den
Konverter leicht anzubringen und zu lösen aus seiner Stellung zwischen dem Objektiv
und der Bildfläche, Darüber hinaus ist es, da der Konverter aus einer negetiven,
einer postiven und einer nagativen Linse besteht, möglich, d i e Aberrationen in
gut ausgeglichenem Zustand zu halten und ein Varioverhältnis von 1,6 zu erhalten,
was größer ist als bei den bekannten Linsensystem. Darüber hinaus ist dadurch, daß
der Konverter, wie bereits erwähnt, sehr kompakt ausgeb bildet ist, das fotografische
Linsensystem insgesamt sehr kompakt und mehr als 10 % kleiner verglichen mit einem
üblichen Varioobjektiv, daß zwei Linsengruppen enthält.