DE3514262A1

DE3514262A1 - Objektiv mit austauschbarer linsengruppe zum brennweitenwechsel

Info

Publication number: DE3514262A1
Application number: DE19853514262
Authority: DE
Inventors: Toru Hino Tokio/Tokyo Fujii; Masaki Nagano Imaizumi; Hiroshi Hachiohji Tokio/Tokyo Takase
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1985-10-24
Also published as: JPS60222813A; US4668054A

Description

PATENTANWALT QipJ,_T Pj*y$. RICHARD LUYKEN

. 5·

OLYMPUS OPTICAL CO.LTD oot 7931

2-43-2 Hatagnya, Shlbuyn-ku t9.4·198 5

Tokio/Japan L/bj

Objektiv mit austauschbarer Linsengruppe zum Brennweitenwechsel

Die I'.rfindung be/.ioht sich auf c; i η V otoßr;»'¹ i sehe-, objektiv für Kompaktkameras und insbesondere auf ein Objektiv mit auswechselbarer Linsengruppe für solche Kompaktkameras .

Bekannte fotografische Objektive für Kompakt kameras mit Linsengruppcnaustaiisch sind beispielsweise in den japanischen Of f cnlcgungsschr i V ten 1 3 2 .^ 0 1 / 8 I und 1 43407/^ 1 ei'wJlhnt.. Hol iIIcsimi Objekt Iven Ir« den eiw.'lhn· en Ol Ί <·η-legungsschriften finden drei Linsengruppen Anwendung und zwar eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft, und die Anordnung ist so getroffen, daß die Linsongruppo mit negativer Brechkraft gegen eine andere ausgetauscht wird, während gleichzeitig die erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft entlang der optischen Achse bewegt wird, um die Brennweite des Objektivs zu verändern und gleichzeitig die Bildfläche konstant zu halten.

Bei diesen Objektiven ist eine Linsengruppo mit positiver Brechkraft bildsei tig angeordnet, und daher- ist die Brechkraftvortei1ung anders als die Brechkraft vette i I (mg von Objektiven vom Teletyp, bei denen bi1dseitig ein negatives Linsenglied angeordnet ist. Dies bedeutet, daß der Linsenaufbau der bekannten Objektive nachteilig

RAD ORKaINAL

"'■-■ 35H262

ist in bezug auf eine kurze Baulänge des Objektivs.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv mit Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel anzugeben, das den Brennweitenwechsel ohne Bewegung der Blende ermöglicht und eine kurze Baulänge besitzt.

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

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen Objektivs mit Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel bei kurzer Brennweite,

Fig. 2 ein Schnittbild dieses Objektivs bei langer Brennweite,

Fig. 3 Korrekturkurven des Objektivs entsprechend

Fig. 1,

Fig. 4 Korrekturkurven des Objektivs entsprechend Fig. 2

Das erfindungsgemäße Objektiv enthält eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine dritte Linsengruppe mit negativer Brechkraft.

■·" '■■■ ^: '" — * 35H262

Bei einem Objektiv mit diesem Aufbau werden die Strahlen durch die erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft gesammelt, und dann wird durch die zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft die Sammelwirkung geschwächt. Wenn der Absolutwert der Brennweite der zweiten Linsengruppe mit negativer Brechkraft größer ist, wird die Funkt, ion, dir Snmmr 1 wl rkutift zu schwächen, κ«·ι· i μκ«μ· , und die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe ist niedriger. Wenn daher die Brennweite der zweiten Linsengruppe verändert wird, ändert sich die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe, und es ist möglich, die Brennweite des Objektivs insgesamt zu verändern. Wenn die Stellung des von der zweiten Linsengruppe entworfenen Bildes in Abhängigkeit von der Brennweite der zweiton Linsenßruppo sich ändert, ändert. sich infolgedessen auch die Stellung des von dem Objektiv insgesamt entworfenen Bildes. Es ist möglich, diese Variation der Bildstellung zu vermeiden, wenn die erste Linsengruppe entlang der optischen Achse bewegt wird, um die Gegenstandsstellung für die zweite Linsengruppe zu ändern (Bildstellung des von der ersten Linsengruppe entworfenen Bildes).

Da beide, die zweite und die dritte Linsengruppe negative Brechkraft besitzen, sollte jede dieser Linsengruppen zumindestens ein negatives Linsenglied enthalten. Darüber hinaus sind die Strahlhöhen, da die paraxialen Strahlen durch die erste Linsengruppo gesammelt worden, beim Eintritt in die zweite und dritte I. insengruppe niedrig, und infolgedessen wird die durch die zweite und dritte Linsengruppo verursachte sphärische Aberration geringer als die von der ersten Linsengruppe verursachte sphä-

^: *···-■ 35U262

rische Aberration. Darüber hinaus ist es möglich, wenn zweite und dritte Linsengruppe so ausgebildet sind, daß sie im wesentlichen zur Blende konzentrische Form besitzen, die außeraxialen Aberrationen auch gering zu halten, und daher ist es nicht notwendig, viele Linsenglieder für die zweite und dritte Linsengruppe zur Korrektion der Aberrationen zu verwenden.

Andererseits sind für die or.stc Iinsongruppe die Höhon der paraxialen Strahlen, die in diese eintreten, hoch. Darüber hinaus verändert sich die Stellung der Eintrittspupille, da die erste Linsengruppe in bezug auf die Blende bewegt wird. Infolgedessen werden die sphärischen Aberrationen groß, und es tritt eine Variation der außeraxialen Aberrationen auf, wenn die Brennweite groß ist. Um dies zu verhindern, sollte die Zahl der die erste Linsengruppe bildenden Linsenglieder groß sein.

Da die erste Linsengruppe positive Brechkraft besitzen sollte, ist es notwendig, daß sie zumindestens eine positive Linse enthält. Darüber hinaus wird zur Korrektur von chromatischer Aberration eine negative Linse benötigt. Weiterhin ist es notwendig, um sphärische Aberration und außeraxiale Aberrationen in der obenbeschriebenen Weise zu korrigieren, zumindestens die Anordnung so zu treffen, daß die erste Linsengruppe vom Triplet-Typ ist, der zwei positive Linsen und eine negative Linse enthält.

Aus den insoweit beschriebenen Gründen ist das erfindungsgemäße Objektiv mit Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel so ausgebildet, daß die erste Linsengruppo mit positiver Brechkraft /.umindestons zwei positive Linsenglieder und zumindestens ein negatives Linsen-

■" "' ■ '"■···' 35U262

glied, die zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft zumindestens eine negative Linse und die dritte Linsengruppe mit negativer Brechkraft zumindestens eine negative Linse enthält, und es ist aus den nachstehend erläuterten GrUnden vorgesehen, daß die folgenden Bedingungen

(1) 1,0 <f_w/f_I < 2,0 (2)-0,6<f_w/f_II < 0

(3)-i,o< Vf₁₁₁ <. o

erfüllt sind, worin bezeichnen

f_,f_TT und f_TTT die Brennweiten der ersten, zweiten

und dritten Linsengruppe, und f.. die Brennweite des Objektivs für kurze Brennweite.

Wenn der Wert von f_w/f_T den oberen Grenzwert der Bedingung (1) überschreitet, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe zu stark, und die von der ersten Linsengruppe hervorgerufenen Aberrationen können nicht mittels der zweiten und dritten Lln.sengruppe korrigiert worden.

Wenn andererseits f../f_T den unteren Grenzwert der Bedin-

w ι

gung (1) unterschreitet, wird die Neigung der paraxialen Strahlen, die in die zweite Linsengruppe eintreten, zu gering, und dann ist es unmöglich, die Baulänge des Objektivs kurz zu halten.

Wenn f_w/fj_T den oberen Grenzwert der Bedingung (2) überschreitet, wird die Vergrößerung der /.weiten Li nseii^tMippe kleiner als 1, und daher ist es unmöglich, den gewünschten Wert von f.. zu erhalten, wenn der Bedingung (1) genügt ist. Wenn andererseits f../f_TT den unteren Grenz-

W 11

wert der Bedingung (2) unterschreitet, wird die Brech-

BAD

35H262

kraft der zweiten Linsengruppe zu stark. Infolgedessen wird die Petzval-Summe zu klein, und dies ist nachteilig zur Korrektion der Aberrationen.

Wenn f /f _TT den oberen Grenzwert der Bedingung (3)

W i JL A

überschreitet, besitzt das Objektiv nicht mehr den Aufbau vom Teleobjektiv, und infolgedessen ist es unmöglich, es kompakt auszubilden. Wenn andererseits f../f _T den

W 111

unteren Grenzwert der Bedingung (3) unterschroitot, wird die negative Brechkraft der dritten Linsengruppe zu stark, und es ergibt sich kissenförmige Verzeichnung durch außeraxiale Strahlen größer Höhe.

Da erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die erste, die zweite und die dritte Linsengruppe positive, negative und negative Brechkraft besitzen, ist es möglich, die flr<«chkf.'in. dor au.s/iit.ansehenden I. i nseiittiiippe η I tn\v I μ,ον zu halten, als bei einem Objektiv, das positive Brechkraft, negative Brechkraft und positive Brechkraft besitzt. Daher ist es möglich, die Variation der Aberrationen, die beim Brennweitenwechsel auftritt, relativ
gering zu halten.

Im folgenden werden die Daten eines erfindungsgemäßen Objektivs mit Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel angegeben.

" - ■'"·-'■ 35H262

- 11 bei kurzer Brennweite

f-39,33, t«3,6

r. = 14,784

d =3,6 η -1,7725 ν »49,7 r₂=31,9

² d =1,97

r,=-57,494

⁶ d =1 n₂.l,7847 ν -26,2

r -24,607 ^{3 Z 2}

⁴ d.-2,8

r «=28,691 ⁴

* d_c-3,72 n,-1,8061 v.-41,0

r₆=-49,393 ^{5 J J}

¹ ' D,=4,23 N,=1,883 V =40,8 R =-19,461

* D,=0,78
R-=-12,39 ^ό

⁶ ϋ_Α=0,86 N₂-I,5927 ' V₂-35,3 R.-737.388 ⁴ *

⁴ 0.-3,37

r—20,157 *

^{7 d}n-^l»5 η -1,50137 ν -56,4 r₈ — 20,952 ^{4 4}

Stellung der Blende:0,46 von der Oberfläche r^

bei langer Brennweite

f-48,25, 1:4

r -14,784

¹ dj-3,6 nj-1,7725 Vj-49,7

² ' d_=l,97 r,=-57,494

⁰ d.=l η -1,7847 ν =26,2 r.=24,607 3 2 2

⁴ d =2,8

r =28,691 ⁴

⁵ d.-3,72 η -1,8061 ν,-41,0 r_n—49,393 SJ ό

° D' -10,81

R·,—8,93

D' -1 Ν· -1,50137 V·,-56,4

R' —12,917

D' -4,1 r =-20,157 ^J

¹ ^d6^sl'⁵ η »1,50137 ν -56,4

Stellung der Blende:3,18 von der Oberfläche r<

- 12 Γη der Tabelle bezeichnen:

r bis r«, bzw.

R bis R ,R' und R' die Krümmungsradien der Linsen»

d bis d,, bzw.

D₁ bis D-,D' ,D' und D' die Dicken der Linsen bzw.Luftabstände

zwischen den Linsen,

n. bis η., bzw.
1 4

N ,N_ und N' die Brechzahlen,

v. bis ν , bzw.

Vj₁V- und V die Abbe-Zahlen.

Bei diesem Objektiv ist der Aufbau für kur/.o Brennweite in Fig. I gezeigt. Das %# ißt-, bei kurzer Brennweite enthält die erste I. i nsengruppe I ein positives linscnjL» I ί «*f I, ο I η iii'nal I vcs 1.1 ns<<ng I I «<tl und «in positives Mnsenglied, die zweite Linsengruppe II ein positives Linsenglied und ein negatives Linsenglied und die dritte Linsengruppe III ein negatives Linsenglied. Um den Brennweitenwechsel von diesem Zustand in den Zustand mit langer Brennweite vorzunehmen, wird die zweite Linsengruppe II gegen eine andere zweite Linsengruppe II' ausgetauscht, die aus einer negativen Linse besteht, wobei sich der in Fig. 2 gezeigte Zustand ergibt, in dem die zweite Linsengruppe II' auf der optischen Achse der ersten Linsengruppe angeordnet und die dritte Linsengruppe III und gleichzeitig die erste Linsengruppe I entlang der optischen Achse zur Gegenstandes«ite bewegt werden, so daß die Bildfläche in konstanter Entfernung von dor dritten Linsengruppe ITT gehalten wird. Dabei wird die Stellung der Blende in bezug auf die Bildstel lung festgehalten. Die Brennweitenverhältnisse der Lin-

BAD O

■ 35U262

sengruppen bei diesem Objektiv sind wie folgt:

f_w/fj . 1,174 V^fII-W =-°

V^fii-T=-°'^{624 f}w/^fiii -°'^O14

darin bezeichnen

f_TT die Brennweite der zweiten Linsengruppe II beim

kurzbrennweitigen Objektiv und
f_T_ _T die Brennweite der zweiten Linsengruf»pe II¹ beim

langbrennweitigen Objektiv.

Durch Verteilung der Brennweiten der einzelnen Linsengruppen in der obenerwähnten Weise ist. es möglich, das Ausmaß der Bewegung der ersten Linsengruppe auf einen Wert von weniger als 3 mm zu beschränken, und dadurch daß die Stellung der Blende in bezug auf die Bildfläche festgehalten wird, wird es möglich, die Variation der Aberrationen, dio sich bo I dor Variation der Stellung der Eintrittspupille ergibt, auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Wie sich daraus ergibt, ist das erfindungsgemäße Objektiv mit Linsengruppenaustausch so ausgebildet, daß die Brennweitenänderung durch Austausch der Linsengruppe mit negativer Brechkraft erfolgt, während gleichzeitig die Bildstellung unverändert bleibt, selbst wenn sich die Brennweite des Objektivs verändert, indem die erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft entlang der optischen Achse verstellt wird. Auf diese Weise kann das Objektiv klein in den Ausmaßen gehalten werden, und die Variation der Aberrationen ist gering. Darüber hinaus ist es, da die Blende zwischen erster und zweiter Linsengruppe angeordnet ist, nicht notwendig, die Blende zu bewegen, selbst wenn die erst.»¹ I.i nscngruppe bewegt, und die zweite Linsengruppe ausgetauscht sind, und daher kann der Blendenmechanismus einfach gehalten werden.

Claims

PATENTANWALT Dipl.-Phys. RICHARQ LUYKEN *··' : "-■-" 35U262 OLYMPUS OPTICAL CO.LTD oot 7931 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku 19.4.1985 Tokio/Japan L/bj PATENTANSPRÜCHE

1. Objektiv mit Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel, gekennzeichnet ourch eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine dritte Linsengruppe mit negativer Brechkraft, wobei der Linsengruppenaustausch zum Brennweitenwechsel durch Austausch dor /weiten Linsongruppo gegen ο i im mit anderer Konfiguration erfolgt und gleichzeitig die erste Linsengruppe in Richtung der optischen Achse bewegt wird, um die Bildstellung unverändert zu halten, wobei die erste Linsengruppe zumindestens zwei positive Linseng]ioder und zumindestens ein negatives Linsengliod enthalt und beide zweite Linsengruppen zumindestens ein negatives Linsengliod aufweisen, während die dritte Lins<.^>ngiⁱii|ipi^> aus mindestens einem negativen Linsengliod besteht., und die folgenden Bedingungen (1) bis (3) erfüllt sind:

(1) 1,0 <f_w/fj < 2,0

(2) -0,6 *f_w/f_Ii: < 0

(3) -1,0 -f_w/

worin bezeichnen
f_T,f__T,f__TT die Brennweiten der ersten, zweiten und

dritten Linsengruppe und
f_w die Brennweite des Objektivs bei kurzer

Brennweite.

BAD ORKaINAL

35H262

—■ 2 —

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsengruppe ein positives Linsenglied, ein negatives Linsenglied und ein positives Linsenglied, die zweite Linsengruppe ein positives Linsenglied und ein negatives Linsenglied, die durch eine andere zweite Linsengruppe aus einem negativen Linsenglied austauschbar sind, und die dritte Linsengruppe ein negatives Linsenglied enthält und folgende Daten +_ S% aufweist:

bei kurzer Brennweite 33, f-39, ^Γ1 = 14,784 97 ^Γ3- 31,9
-57,494 dj = 3,
d₂»l, 8 r . ■ 24,607 d₃-i
d. = 2,

1x3,6

nj-1,7725 Vj-49,7

n₂-l,7847 v₂-26,2

d,=2,8

r.=28,691 ⁴

⁵ d «3,72 n.,-1,8061 v--41,0

r_A=-49,393 ^{5 3 J}

Dj-3,94

R₁-166,151

¹ ~ ' -- " ',883 ν,-40,8

R =-19,461

^Δ D₁-O,78

R,— 12,39 ^ά

³ D.-O,86 N₉-I,5927 " V »35,

3 R.=737,388 ^{4 2 2}

⁴ D.-3,37 r_=-2O,157 ⁵

⁷ ^dA"^l»5 η -1,50137 ν »56,4

r_g — 20,952 ^{4 4}

Stellung der Blendet0,46 von der Oberfläche r.

bei langer Brennweite

f-48,25, 114

r =14,784

¹ d =3,6 η -1,7725 ν =49,7 r =31,9

¹ d_=l,97 r_t=-57,494

ⁱ d.=l η «1,7847 v₂=26,2

r =24,607 ^J

⁴ d₄=2,8

r -28,691 ⁴

* d.,-3,72 n.-l,806l v,-41,0

rv — 49,393 ^ ^{J J}

D',-10,81

R",—8,93

D·,-1 N· «1,50137 V· -56,4 R' —12,917

D' -4,1 r—20,157 ^J

¹ ^a<<^mi>5 η -1,50137 ν -56,4

r₈ — 20,952 04 4

Stellung der Blende:3,18 von der Oberfläche r_A

3 5 U 2 6

darin bezeichnen:

r« bis r_Q, bzw.

1 ο

R bis R., R¹ und R' die Krümmungsradien der Linsen,

dj bis d,, bzw.

D bis D_, D',D' und D¹- die Dicken der Linsen bzw.Luftabstände

zwischen den Linsen,

η bis η , bzw. ^

Ν.,N«,und N'_t die Brechzahlen,

V₁ bis v., bzw.

1

4 V ,V„ und V' die Abbe-Zahlen.