DE2737965A1 - Miniaturisierte telephoto-kameralinseneinheit - Google Patents
Miniaturisierte telephoto-kameralinseneinheitInfo
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- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
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Description
Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha« Tokyo/Japan ffliniaturisierta Telephοto-Kameral insensinhalt
Die Erfindung betrifft eine miniaturisierte Telephoto-Kameralinseneinheit, insbesondere eine kleine Teleskop- oder Telephoto-Linseneinheit mit einem Helligkeitsfaktor oder einer Lichtstärke bzw. f-Zahl von ungefähr 1 :4 und einem Sichtfelduiinkel
mit uieniger als 15 Grad.
Im Hinblick auf einfache Bedienung unterliegt die Itiiniaturisierung einer auswechselbaren Linseneinheit für eine 35 mm-Einzellinsenreflexkamera einer praktischen Grenze bei einer
Brennweite in der Größenordnung von 200 mm.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Teleskop-Linseneinheit dieser
Größenordnung zu miniaturisieren, wobei eine besondere Eigenschaft darin besteht, daß der Abstand zwischen dem höchsten
Punkt der Frontlinse und der Bilderzeugungsoberfläche weniger als das 0.85-fache der Brennweite beträgt.
Die Erfindung ist. eine Weiterentwicklung bzw. Verbesserung der
in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr.3417/1968
beschriebenen Erfindung.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine
miniaturisierte Telephoto-Kameralinseneinheit gelöst, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine erste Linse
mit positiver Brechkraft, eine zweite Linse mit negativer Brennkraft, eine dritte und eine vierte Konvex-Konkavlinse mit
positiver Brennkraft, die jede eine stärkere Krümmung auf der Objektseitenoberfläche als auf der Bildseitenoberfläche aufweisen, eine fünfte Linse mit negativer Brennkraft und eine sechste
Linse mit positiver Brennkraft, die an der fünften Linse anhaftet,
809809/0900
Gemäß der Erfindung enthält also die Telephoto-Linseneinheit.
eine erste Linse mit positiver Brechkraft, eine zweite Linse
mit negativer Brechkraft., eine dritte und eine vierte Konvex-Konkavlinse mit stärkerer Krümmung auf der Objektseite, eine
fünfte Linse mit negativer Brechkraft und eine sechste Linse mit positiver Brennkraft, die an letzterer anhaftet. Die optischen Parameter der Linsenteile und der Einheit, einschließlich
verschiedener zusammengesetzter Brennu/eiten, Abbezahl-Produkte
und Produkte der Brechungsindizes sind so gewählt, daß vorgeschriebene, miteinander in Beziehung stehende mathematische
Bedingungen erfüllt werden, um eine zufriedenstellende optische Leistung mit einer Gesamtlänge der Linseneinheit von weniger als dem 0,85-fachen der Brennweite zu erreichen.
Weitere merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Teleskop-Linseneinheiten nach einem ersten bzw. nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen; und
jeweils für das erste Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bzw. das zweite Ausführungsbeispiel
nach Figur 3.
Eine Ausführungsform einer kleinen Teleskop-Linseneinheit gemäß
der Erfindung ist in Figur 1 gezeigt, wobei die erste Linse positive Brechkraft, die zweite Linse negative Brechkraft aufweist und die dritte und die vierte Linse jeweils Konvex-Konkavlinsen mit positiver Brechkraft sind, deren dem Objekt zugewendete Oberflächen eine stärkere Krümmung aufweisen. Die fünfte
Linse besitzt negative, die sechste Linse positive Brennkraft, wobei erstere an letzterer anhaftet und eine fünfte Linsengruppe
809809/0900
bildet. Die gesamte Linseneinheit besteht also aus sechs Linsen,
die in fünf Gruppen eingeteilt sind.
Die optischen Parameter der Linseneinheit müssen die folgenden
Bedingungen erfüllen:
(1)
(2) 1]2[3i4
(3) 58 <v>,, . V3V
(4) V2 ^.30 ,
(5) 55 < ^4 . n4 <£ 1,55 ,
(6) In5 - n6l ^l 0,1 , und
(7) 1,65^1 n5 . n6 ,
worin: F die Brennweite des Gesamtlinsensystems,
sten bis j-ten Linsen,
n. der Brechungsindex an der d- oder Oberflächenabstandslinie der i-ten Linse, und
die Abbezahl der i-ten Linse bedeuten.
Bedingung (1) ist eines der llliniaturisierungskriterien für die
Linseneinheit und ist mit Bedingung (2) eng verbunden.
Wenn F1 ~ , langer ist als F/1.2, so muß diese überschüssige
Länge in der vierten Linse kompensiert werden, um die Ifliniaturisierung einzuhalten. Eine Verkleinerung des Abfalls im Astigmatismus der siebenten Oberfläche vergrößert jedoch den positiven Astigmatismus der achten Oberfläche, und dies ist optisch
unzweckmäßig bzw. unzulässig. U/enn F1 2 3 kürzer ist als F/1.B,
so kann zwar die angestrebte Dliniaturisierung erzielt werden, es wird jedoch die Petzval-Summe verkleinert, und es ist schwie
rig, die Farbaberration der ersten bis dritten Linse auf einen akzeptablen Wert zu begrenzen.
Bedingung (2) ist ebenfalls für Miniaturisierung erforderlich
und bestimmt die Brechkraft der vierten Linse bezüglich
809809/0900
Bedingung (1). tüenn F1 n _ . kürzer ist als Γ/2.3, so werden
die Anforderungen an die vierte Linse übermäßig, was zu dem
bereits erwähnten Nachteil des Astigmatismus und zu einer Verkleinerung der Petzval-Summe führen kann. USenn da? Glasmaterial der fünften und der sechsten Linse so gewählt wird,
daß ein derartiger Abfall der Petzval-Summe verhindert wird,
so ist es schwierig, Bedingung (7) zu erfüllen. U/enn hingegen
*~i ο ι α länger ist als F/1.8, so ist es unmöglich, eine Rliniaturisierung zu erreichen. Das Teleskopverhältnis kann vergrössert werden durch Vergrößern des liiertes von dfl, dies führt
jedoch zu einem Abfall der Petzval-Summe.
Bedingung (3) ergibt eine geeignete Größe der Farbaberration für die erste bis dritte Linse in Verbindung mit Bedingung (4).
Wenn der V-UJert der ersten und dritten Linse kleiner ist als 58, so kann die Farbaberration auf einen geeigneten U/ert beibehalten werden, indem die Brechkraft der zweiten Linse verstärkt wird, dies ergibt jedoch einen Abfall der Petzval-Summe.
Um die Brechkraft der zweiten Linse möglichst klein zu machen und ein geeignetes Gleichgewicht mit den anderen Aberrationen
beizubehalten, ist es daher erforderlich,V2 kleiner als 30
zu machen. Bedingung (3) ist somit für die Abbezahlen ιλ. und
V, der Linsen mit positiver Brechkraft erforderlich, mährend
Bedingung (4) für die Abbezahl V„ der Linse mit negativer Brechkraft erforderlich ist.
Bedingung (5) ist eines der besonderen Merkmale der Erfindung. U/enn die Brennweite kürzer ist als F/1.B, so muß im allgemeinen
in Bedingung (2) zur Vergrößerung des Teleskopverhältnisses der Abstand d„ relativ kurz sein, um einen Abfall der Petzval-Summe zu verhindern, und das material für das Glas der vierten
Linse darf keinen niedrigen Brechungsindex aufweisen. Dies vergrößert jedoch den negativen Astigmatismus der siebenten Oberfläche und verhindert ein Ansteigen des positiven Astigmatismus
der achten Oberfläche, wie in der veröffentlichten japanischen
Patentanmeldung Nr. 3417/1968 beschrieben ist. Ausgehend von der Erkenntnis dieses Nachteils wird bei der Erfindung ein Glas-
809809/0900
material mit niedrigem Brechungsindex verwendet, um einen Abfall
in der Petzval-Summe zu verhindern, und die angestrebte Miniaturisierung zu erzielen. Oa aer Abstand dß relativ groß
ist, muß die Korrektur der Farbaberration unzureichend sein. Daher soll die vierte Linse eine große Abbezahl ν aufweisen,
u/ie Bedingung (5) verlangt.
Bedingung (6) verhindert, eine Aberration an der Grenzschicht
zwischen der fünften und sechsten Linse. Das Anhaften der fünften an der sechsten Linse gleicht die Farbaberration aus. Wenn
diese Linsen verschiedene Brechungsindizes aufweisen, d.h. wenn rir ) n<-, so neigt die Verzerrung des Bildes dazu, in positiver
Richtung zuzunehmen. Wenn hingegen n5>^ nfi, so muß ein Effekt
auftreten, der ähnlich demjenigen ist, der bei der Beherrschung der Koma—Aberration an allen Oberflächen nach der siebenten angetroffen
wird, wodurch das Gleichgewicht mit den anderen Oberflächen gestört wird. Daher soll im wesentlichen kein Unterschied
im Brechungsindex zwischen der fünften und der sechsten Linse bestehen, und Bedingung (6) bestimmt, daß der Absolutwert
dieser Differenz weniger als 0.1 beträgt.
Bedingung (7) verhindert einen Abfall der Petzval-Summe und
führt zu einer Bevorzugung von Glas mit einem hohen Brechungsindex für die fünfte und die sechste Linse. Uienn n,- . nß kleiner
ist als 1.65, so wird die Brechkraft der Einheit aus der fünften und der sechsten Linse negativ, und es wird schwierig, ein
Ansteigen der Verzerrungen zu verhindern, die an der elften Oberfläche auftreten.
Spezifische optische Parameter für zwei Telephoto-Linseneinheiten
gemäß der Erfindung sind im folgenden als Beispiele angegeben; dabei sind:
r . der j-te Krümmungsradius,
d. der k-te Oberflächenabstand,
JT die Petzval-Summe und
^P
w der halbe Sichtfeldwinkel.
^P
w der halbe Sichtfeldwinkel.
809809/0900
-JiO -
Γ = 100mm, f = 1 :4,0, U. =
o1
29,87
215,57
-195,99 90,38 28,32 76,39 20,96 26,26
-13,39 308,99
-26,98
3,53
10
4 | ,20 | |
1 | ; | 03 |
0 | ; | 05 |
3 | » | 27 |
16 | 58 | |
1 | t | 75 |
14 | j | 80 |
1 | t | 00 |
= 2,06
= 1 | ,51633/64,1 | |
r>2/v2 | = 1 | ,76182/26,6 |
n3/v3 | = 1 | .51633/64,1 |
H4A4 | = 1 | .51874/64,5 |
nsA5 n 6/V6 |
3 1 = 1 |
.76200/40,2 .80518/25,4 |
F1 2 3 = Γ/1·449 * 69/°
-0,20
809809/0900
F = 100mm, f = 1:4,Π, Wa ^ 6.2
29,91
215,86
-196,26
90,50
28,36
76,49
26,69
36,87
-14,18
154,71
-27,07
'10
= 3,53 4,20
= 1,03
= 0,05 3,27
= 16,61 1,75
= 14,34 1,44 2,06 η,/ν
2/v2
'3'V3
1,51633Z64,1 1,76182Z26,6 1,51633Z64,1 1,51633Z64,1
1,76200Z40,2 1,76182Z26,6
1.2.3
1.2.3.4
1.2.3.4
FZ1.449 = 69,0 = FZ1.815 β 55,1
= -0,06
809809/0900
Claims (2)
1. miniaturisierte Telephoto—Kameralinseneinheit, gekennzeichnet
durch der Reihe nach eine erste Linse mit positiver Brechkraft, eine zu/eite Linse mit negativer Brennkraft, eine dritte
und eine vierte Konvex-Konkavlinse mit positiver Brenrkraft, die jede eine stärkere Krümmung auf der Objektseitenoberfläche
als auf der Bildseitenoberfläche aufweisen, eine fünfte Linse
mit negativer Brennkraft, und eine sechste Linse mit positiver Brennkraft, luobei die fünfte und sechste Linse aneinander anhaften,
u/ob ei die Linseneinheit die folgenden Bedingungen erfüllt:
(1) F/1.B <F1 2 3
(2) F/2.3<Fi;2;3e4
<F/1.B,
(3) 5B<V1 . V3 ,
(4) V2 <30 ,
(5) 55 <V4 . n4
<1,55 ,
(6) |n5 - n6j <0,1 ,
(7) 1,65 <. rir . nß , und
(B) Gesamtlänge < 0;85F,
(B) Gesamtlänge < 0;85F,
worin:
F die Brennweite der gesamten Linseneinheit, F1 o . die zusammengesetzte Brennweite der ersten bis
i-ten Linse,
n. der Brechungsindex an der Oberflächenabstandslinie
n. der Brechungsindex an der Oberflächenabstandslinie
der i-ten Linse und
V1 die Abbezahl der i-ten Linse und
V1 die Abbezahl der i-ten Linse und
8U9809/Q9QÖ
100mm, f = 1:4,0, U= £ 6,2
i
-26,98
worin:
1 2
= -ο»20
r. der j-te Krümnu
n^V! = 1,51633/64,1
π2/ύ2 = 1,76182/26,6
η3/ν3 = 1,51633/64,1
η4Λ>4 = 1,51874/64,5
η5Λ5 = 1,76200/40,2
n6/u>6 = 1,80518/25,4
d, der k-te Oberflächenabstand,
£ die Petzval-Summe und
oo den halben Sichtfeldwinkel bedeuten.
oo den halben Sichtfeldwinkel bedeuten.
2. miniaturisierte Telephoto-Kameralinseneinheit, gekennzeichnet
durch in der Reihenfolge eine erste Linse mit positiv/er Brechkraft, eine zweite Linse mit negativer Brechkraft, eine dritte
und eine vierte Konvex-Konkavlinse mit positiver Brennkraft, von denen jede eine stärkere Krümmung an der Objektseitenoberfläche als an der Bildseitenoberfläche aufiueist, eine fünfte
Linse mit negativer Brechkraft und eine sechste Linse mit positiver Brennkraft, uiobei die fünfte und die sechste Linse
aneinander anhaften und wobei die Linseneinheit die folgenden Bedingungen erfüllt:
8U9809/0900
(3) 58 <vr v
(4) V 2 <30 ,
(5) 55 <V4 . „4
(6) Jn5 - n6|<
0,1 ,
(7) 1,65 < n5 . n6 , und
(8) Gesamtlänge <C 0,85F,
1,55
worin:
F die Brennweite der gesamten Linseneinheit, F1 ry . die zusammengesetzte Brennweite der erster
bis i-ten Linse,
n. der Brechungsindex an der Oberflächenabstandelinie
n. der Brechungsindex an der Oberflächenabstandelinie
der i-ten Linse und
γ?. die Abbezahl der i-ten Linse sind, und
γ?. die Abbezahl der i-ten Linse sind, und
F a 100mm, f = 1:4.0, \ 6,2
= 29,91 s 215,86 = -196,26
= 90,50 = 28,36 76,49 = 26,69 = 36;87
= -14,18 = 154,71 = -27,07
'10
η-,/V-, = 1,51633Z64,1
n2Z\>2 = 1.76182Z26,6
n3Zv3 a 1,51633Z64,1
= 1,51633Z64,1
1,76200Z40,2 1,76182Z26,6
1 2
Ύ1.449 * 69,0
Fi.2.3.4 ■
f » -0.06 C(P
809809/0900
worin:
r. der j-te Krümmungsradius,
d. der k-te Oberflächenabstand,
die Petzval-Summe und
j der halbe Sichtfelduiinkel sind.
809809/0900
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ID=14314368
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