DE3009092C3

DE3009092C3 - Hochleistungsfernobjektiv

Info

Publication number: DE3009092C3
Application number: DE3009092A
Authority: DE
Inventors: Sadao Saitama Okudaira
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1982-01-28
Also published as: GB2045455A; JPS6048011B2; US4293197A; DE3009092A1; DE3009092B2; GB2045455B; JPS55121417A

Description

Teleobjektive bestehen aus zwei Linsengruppen, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen, wobei die vordere Linsengruppe eine beträchtliche positive Brechkraft und die hintere Linsengruppe eine beträchtliche negative Brechkraft aufweist. Je größer die Entfernung zwischen den Linsengruppen und je größer die Absolutwerte der Brechkräfte der beiden Linsengruppen sind, desto kleiner wird das Televerhältnis. Jedoch werden verschiedene Linsenfehler, wie Farbvergrößerungsfehler, die Krümmung des Bildfeldes und die Verzeichnung größer, was von Nachteil ist.

Aus der US-PS 38 04 494 ist ein Fernobjektiv der eingangs genannten Art bekannt, welches ein relatives Öffnungsverhältnis von 1 :5 aufweist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fernobjektiv zu schaffen, bei dem die obengenannten Linsenfehler gut korrigiert sind und das eine größere relative öffnung als das aus der US-PS 38 04 494 bekannte Objektiv aufweist.

Das Fernobjektiv besteht aus acht Linsen, die in sieben Linsengliedern angeordnet sind. Es weist ein erstes Linsenglied, das aus einer einzelnen positiven Linse besteht, deren Fläche mit dem größeren Absolutwert der Krümmung an der Gegenstandsseite liegt, ein zweites Linsenglied, das eine einzelne positive Meniskuslinse darstellt, deren konvexe Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist, ein drittes Linsenglied, das eine bikonkave Linse ist, deren Oberfläche mit dem größeren Absolutwert der Krümmung an der Bildseite liegt, ein viertes Linsenglied, daß eine einzelne positive Meniskuslinse darstellt, deren konvexe Oberfläche der Gegenstandsseite zugewandt ist, auf, wobei das erste, zweite, dritte und vierte Linsenglied eine positive, vordere Linsengruppe des Fernobjektivs bilden. Ferner ist ein fünftes Linsenglied vorhanden, das zwei verkittete Linsen aufweist, nämlich eine bikonkave Linse, die gegenstandsseitig angeordnet ist, sowie eine positive, bÜdseitig angeordnete Linse, wobei die beiden verkitteten Linsen eine negative mittlere Linsengruppe des Fernobjektivs bilden, ein sechstes Linsenglied, das aus einer einzelnen negativen Linse besteht, deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung in der GegrasUndiseite liegt, und ein siebtes

Linsenglied, das eine positive Linse ist, deren Oberfläche mit größerem Absolutwert der Krümmung an der Bildseite liegt, wobei das sechste und siebte Linsenglied eine hintere Linsengruppe der Fernobjektivs bilden. Die hintere Linsengruppe hat eine extrem kleine Brechkraft Die vordere, mittlere und hintere Linsengruppe liegen in ausreichendem Abstand voneinander, um das Fernobjektiv zu bilden.

Das sechste und siebte Linsenglied können miteinander verkittet sein, so daß ein Objektiv gebildet wird, das aus acht Linsen besteht, die in sechs Linsengliedern unterteilt sind. Bei diesen Ausführungsformen des Fernobjektivs wird ein extrem kleines Televerhältnis durch ein Linsensystem erhalten, das durch die vordere und mittlere Linsengruppe gebildet wird. Ein derartiges Televerhältnis wird durch die hintere Linsengruppe kleiner Brechkraft auf einem konstanten Wert gehalten, so daß hierdurch die Aberrationen eines schrägverlaufenden Strahls kompensiert werden. Eine Blende ist in der Nachbarschaft der mittleren Linsengruppe angeordnet. Bei einem derartigen Aufbau gelangen schrägyerlaufende Strahlen, die an der ersten Linse des Objektivs maximaler Einfallshöhe aufweisen, jeweils durch Randbereiche der effektiven Linsenöffnung der mittleren Linsengruppe.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schnittbild des Objektivs, gemäß den Ausführungsbeispielen 1,2 und 3,

F i g. 2,3 und 4 die Aberrationen der Objektive gemäß den Ausführungsbeispielen 1,2 und 3,

Fig.5 ein Schnittbild eines Objektivs gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 und

Fig.6 die Aberrationen des Objektivs gemäß dem Ausführungsbeispie! 4.

Bei den erfindungsgemäßen Objektiven ist für den schrägverlaufenden Strahl die mittlere Höhe in der hinteren Linsengruppe ziemlich groß im Vergleich zu einem Strahl auf der optischen Achse. Dieses Merkmal ist bei Fernobjektiven des Standes der Technik nicht vorhanden. Wegen der relativ großen mittleren Höhe, können Aberrationen des verlaufenden Strahls in der hinteren Linsengruppe kompensiert werden. Femer werden Strahlen mit großen bzw. kleinen Schnitthöhen an den Linsen der ersten Linsengruppe jeweils zu Strahlen, die an den Linsen der hinteren Linsengruppe eine kleine bzw. große Schnitthöhe aufweisen. Die erstgenannten bzw. letztgenannten Strahlen werden hauptsächlich in der vorderen bzw. hinteren Linsengruppe jeweils beeinflußt. Daher ist es möglich, ihre Aberrationen unabhängig zu korrigieren. Dies ist der Grund, warum das Objektiv eine vordere, mittlere und hintere Linsengruppe aufweist.

Das erfindungsgemäße Objektiv erfüllt die folgenden Bedingungen, die vorgesehen werden sollten, um eine gute Aberrationskompensation zusammen mit den vorausgehend beschriebenen Forderungen zu ergeben.

-1.2 <(re + rs)/(r₆ -/i)<-0.7.

6.7<|//r₉|<7.6. und

(1) (2) (3)

wobei r/den Krümmungsradius der /-ten Linsenoberfläche und /"die Objektivbrennweite darstellen.

Die Bedingung (1) ist erforderlich, um sphärische Aberration, chromatische Aberration und Astigmttis-

mus zu kompensieren. Wird die obere Grenze überschritten, so wird die sphärische Aberration überkompensiert, die chromatische Aberration unterkompensiert und der Astigmatismus überkompensiert. Wird andererseits die untere Grenze überschritten, so wird die sphärische Aberration unterkompensiert und die chromatische Aberration überkompensiert

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 den Astigmatismus zu kompensieren. Wird die obere Grenze überschritten, so werden die sphärische Aberration, die chromatische Aberration und der Astigmatismus überkompensiert, während, wenn der gewünschte Wert unter der unteren Grenze liegt, aüe vorausgehend beschriebenen Aberrationen unterkompensiert werden.

Sind die Bedingungen (1) und (2) erfüllt, so kann der Hauptteil der in der vorderen Linsengruppe erzeugten Aberrationen durch die mittlere Linsengruppe 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 Objektiv derart ausgeführt, daß der schrägverlaufende Strahl durch den Endabschnitt der hinteren Linsengruppe von der optischen Achse entfernt verläuft, so ist die Fähigkeit zur Kompensation für von der optischen Achse abweichende Strahlen größer als für Strahlen auf der Achse. Diese Tendenz ist besonders deutlich in bezug auf die Kompensation von Verzeichnungen.

Wird die untere Grenze der Bedingung (3) nicht eingehalten, so ist die Wirkung dieser Verzeichnungskompensation zu schwach und die Gesamtverzeichnung wird stark positiv. Ein derartiger Mangel ist Fernobjektiven eigen. Wird umgekehrt die obere Grenze überschritten, so ist der Astigmatismus-Koeffezienl dritter Ordnung zu gering, so daß die Kompensation auf der Bildoberfläche, abgesehen von der optischen Achse, unmöglich ist

Es werden nun die Objektive gemäß der Erfindung beschrieben, wobei η der Krümmungsradius der /-ten Linsenoberfläche, d, die Entfernung zwischen der /-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und v, die Abbesche Zahl der /-ten Linse ist

N,

10 11 12 13 14 15 16

7.12

-29.56 -15.42

-178.50

56.84

-16.86

1.81 11.71 0.76 0.64 1.87

1.59270 1.H8300 1.69895

= -0.85

Objektiv

1:4 /=100 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4.5° Televerhältnis 0.60

	η	28.23	d,	N₁	ν,-
1	-463.77	3.79	1.49700	813
2	24.28	0.03
3	90.78	2.77	1.49700	81.3
4	7884.48	2.07
5	24.47	1.68	1.80610	40.9
6	13.93	0.03
7	48.20	3.56	1.49700	81.3
8	-13.28	15.05
9	7.28	1.05	1.79952	42.2
10	7.28	0
11	-25.68	1.80	1.59270	353
12	-17.38	11.48
13	95.97	0.69	1.88300	40.8
14	39.97	0.59
15	-16.77	1.60	1.69895	30.1
16	*6 + r_s* _ _, _ηι**
		7 S3

.Λ-1/r,« + Vr₁₅) = 1.46

Objektiv

1:4 /=100 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4.5° Televerhältnis 0.59

V/UJtfl 1:4	UV 1 /= 100 Maximal	η	28.45	nutzbarer	Bildwinkel	±4.5°	55	1	r,	28.87	■ di	N₁	v,-
Televerhältnis 0.60		-373.8				2		-336.14
	27Jl				3	2535	3.79	1.49700	81.3
	162.76				4	123.26	0.03
	-335.17	di	Ni	V/	60 5	-595.13	2.77	1.49700	813
	27.03				6	24.55	2.07
1	14.07	3.79	1.49700	813	7	14.33	1.68	1.80610	40.9
I 2	46.93	0.03			8	54.26	0.03
I 3	-13.97	3.08	1.49700	81J	9	-14.66	3.56	1.49700	813
I 4	1.88			65 10	8.14	15.05
I 5	1.64	1.80610	40.9	11	8.14	1.05	1.77250	49.6
I 6	0.03			12	-2732	0
I 7	3.79	1.49700	813	13	-1333	1.80	1.58144	40.7
I s	14.96			11.48
I 9	1.11	1.79952	422	0.69	1.81600	46.6

r.

N₁

-381.73

45.68

-21.49

0.59 1.60

1.71736

= -0.92 I ,///-,,I = 6.82 4 + l/r,₅) = 2.45

Objektiv 4

1:4 /= 100.25 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4.5° Televerhältnis 0.60

d,

N₁

27.638 -489.625

3.94 0.03

1.49700

3 23.812

■> 4 98.143

5 -1647.706

6 24.546

7 14.079

8 43.692 ι» 9 -14.680

10 5.635

11 5.635

12 -25.015

13 -9.497 14 -20.143

15 -20.143

16 -9.089

^rA±lL = -0.97

-Ό n, - /5

./-(-IZr₁₄ + IZr₁₅) =

N,

3.18	1.49700	81.3
1.69
1.44	1.80610	40.9
0.03
4.10	1.49700	81.3
15.25
1.20	1.79952	42.2
0
2.30	1.59270	35.3
9.74
0.69	1.88300	40.8
0
2.80	1.69895	30.1
I///-9I	= 6.83

Hierzu 3 Blatt Zeichnunizen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochleistungsfernobjektiv mit kleinem Televerhältnis, das aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengliedern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise eine positive Linsengruppe, eine aus einem negativen Kittglied bestehende Linsengruppe und eine negative Linsengruppe aufweisende Teleobjektiv hinsichtlich seiner Linsen folgende Bedingungen erfüllt:

1:4 /= 100 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4.5° Televerhältnis 0.60

10

28.45 d, 1.49700 v, 1 -373.8 3.79 81.3 2 27.31 0.03 1.49700 3 162.76 3.08 81.3 4 -335.17 1.88 1.80610 5 27.03 1.64 40.9 6 14.07 0.03 1.49700 7 46.93 3.79 81.3 8 -13.97 14.96 1.79952 9 7.12 1.13 42.2 10 7.12 0 1.59270 11 -29.56 1.81 35.3 12 -15.42 11.71 1.88300 13 -178.50 0.76 40.8 14 56.84 0.64 1.69895 15 -16.86 1.87 30.1 16

30

35

wobei r,der Krümmungsradius der /-ten Linsenoberfläche ist, di die Entfernung zwischen der /-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und v/die Abbesche Zahl der /-ten Linse.

2. Hochleistungsfernobjektiv mit kleinem Televerhältnis, das aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengliedern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise eine positive Linsengruppe, eine aus einem negativen Kittglied bestehende Linsengruppe und eine negative Linsengnippe aufweisende Teleobjektiv hinsichtlich seiner Linsen folgende Bedingungen erfüllt:

1:4 /= 100 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4,5° Televerhältnis 0.60

50

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

28.23

-463.77

24.28

90.78

7884.48

24.47

13.93

48.20

-13.28

7.28

-25.68

-17.38

95.97

3.79
0.03
2.77
2.07
1.68
0.03
3.56

15.05
1.05
0
1.80

11.48
0.69
0.59

Ν,

1.49700 1.49700 1.80610 1.49700 1.79952 1.59270 1.88300

60

81.3

40.9

81.3

42.2

35.3 _b5

40.8

39.97
-16.77

1.60 1.69895 30.1

wobei rider Krümmungsradius der /-ten Linsenoberfläche ist, di die Entfernung zwischen der /-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und v/die Abbesche Zahl der /-ten Linse.

3. Hochleistungsfernobjektiv mit kleinem Televerhältnis, das aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengliedern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise eine positive Linsengruppe, eine aus einem negativen Kittglied bestehende Linsengruppe und eine negative Linsengruppe aufweisende Teleobjektiv hinsichtlich seiner Linsen folgende Bedingungen erfüllt:

1 :4 /= 100 Maximal nutzbarer Bildwinkel ±4,5° Tcleverhältnis 0,59

η 28.87 di Ni ν, 1 -336.14 3.79 1.49700 81.3 2 25.35 0.03 3 123.26 2.77 1.49700 81.3 4 -595.13 2.07 5 24.55 1.68 1.80610 40.9 6 14.33 0.03 7 54.26 3.56 1.49700 81.3 8 -14.66 15.05 9 8.14 1.05 1.77250 49.6 10 8.14 0 11 -27.32 1.80 1.58144 40.7 12 -13.33 11.48 13 -381.73 0.69 1.81600 46.6 14 45.68 0.59 15 -21.49 1.60 1.71736 29.5 16

wobei r/der Krümmungsradius der /-ten Linsenoberfläche ist, di die Entfernung zwischen der /-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und v,die Abbesche Zahl der /-ten Linse.

4. Hochleistungsfernobjektiv mit kleinem Televerhältnis, das aus acht Linsen besteht, die in sieben Linsengliedern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise eine positive Linsengruppe, eine aus einem negativen Kittglied bestehende Linsengruppe und eine negative Linsengruppe aufweisende Teleobjektiv hinsichtlich seiner Linsen folgende Bedingungen erfüllt:

1:4/= 100.25 Maximal nutzbarer Bildwinkel
±4.5° Televerhältnis 0.60

27.638

-489.625

23.812

98.143

-1647.706

3.94
0.03
3.18
1.69
1.44

1.49700
1.49700
1.80610

81.3
81.3
40.9

Fortsetzung

d,

6 24.546 0.03 1.49700 313 7 14.079 4.10 8 43.692 15.25 1.79952 42.2 9 -14.680 OO 10 5.635 0 1.59270 353 11 5.635 2J0 12 -25.015 9.74 1.88300 40.8 13 -9.497 0.69 14 -20.143 0 1.69895 30.1 15 -20.143 2.80 16 -9.089

wobei r/der Krümmungsradius der Men Linsenoberfläche ist, di die Entfernung zwischen der /-ten Linsenoberfläche und der nächstfolgenden Linse und v/die Abbesche Zahl der /-ten Linse.