DE2738365B2 - Miniaturisiertes Teleobjektiv - Google Patents
Miniaturisiertes TeleobjektivInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
Rückwärtige Schnittweite = 40,40,
/1.2.3 =//1,597 = 62,60,
/■.2.3.4 =//2,279 = 43,89,
Petzvalsche Summe = 0,020,
/1.2.3 =//1,597 = 62,60,
/■.2.3.4 =//2,279 = 43,89,
Petzvalsche Summe = 0,020,
worin
w der halbe Bildfeldwinkel,
1:3,5, ω = ± 8,2°
dt = 3,54 Vi = 1,51112/60,5
d2 = 1,41
d3 = 1,33 Ti2I1V1 = 1,80518/25,4
<4 = 0,07
4s = 3,87 B3M = 1,51633/64,1
df, = 23,99
</, = 1,21 TiJr4. = 1,72825/28,5
<4 = 2,72
dq = 0,80 Bj/j-5 = 1,65160/58,6
/ die Brennweite des Objektives,
/, 2 , die Brennweite der ersten bis i-ten Linse,
rk der Radius der Krümmung der fe-ten Oberfläche,
dk der ic-te Linsenflächenabstand,
n, der Brechungsindex der i-ten Linse und
ι·,· die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
n, der Brechungsindex der i-ten Linse und
ι·,· die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
Die Erfindung bezieht sich auf ein miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer relativen öffnung von 1:3,5
oder 1:2,8 und einem Bildfeldwinkel in der Größenordnung
von 16° bis 20° gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 3.
Teleobjektive im 100-mm-Bereich werden häufig für allgemeine photographische Zwecke verwendet,
und ihre Miniaturisierung ist deshalb wichtig für eine leichte Handhabung und Auswechselbarkeit. In der
Vergangenheit wurden aber keine besonderen Anstrengungen in bezug auf die Vergrößerung des TeIeverhältnisses
(d. h. dem Verhältnis Baulänge plus rückwärtige Schnittweite) gemacht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gut korrigiertes miniaturisiertes Teleobjektiv mit großem Televerhältnis
und großer relativer öffnung zu schaffen und insbesondere die in der japanischen Patentschrift
Nr. 3417/1968 beschriebene Linsenanordnung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch Ausbildung des Teleobjektivs der genannten Art gemäß einer der in den
Kennzeichen der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 3 aufgeführten Datentabcile gelöst. Bei den erfindungsgemäßen
Objektiven ist eine positive Linse, eine negative Linse und eine positive Meniskuslinse,
deren objektseitige Oberfläche eine größere Krümmung aufweist als die bildseitige Oberfläche, vorgesehen.
Diese erste, zweite und dritte Linse sind relativ nahe beieinander angeordnet. Die vierte Linse
ist auch eine positive Meniskuslinse mit einer höheren objektseitigen Krümmung und ist relativ weit von der
dritten Linse entfernt angeordnet. Die fünfte Linse ist eine negative Meniskuslinse, die relativ nahe zur
vierten Linse angeordnet ist und eine höhere objektseitige Krümmung aufweist. Bei einem im folgenden
noch beschriebenen Objektiv 1 ist das Televerhältnis kleiner als bei den bekannten Objektiven, während
sich für die Objektive 2 und 3 ein erößeres Telever-
hältnis bei geringer Verkleinerung des Bildfeldes ergibt. Die Konstruktionsparameter der Objektive
sind so gewählt, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllen:
(D m,*<fw<mx
(2) //2,5</1,2,3,4<//l,85,
(3) 0,22/< «4 < 0,32/,
(4) )·2<28,
(5) V1 ■ V3
> SS,
(6) H5 > 1,62 und
(7) 0,015/< d,
< 0,065/,
worin
worin
/ die Brennweite des Objektivs,
Z12 ,die Brennweite der ersten bis i-ten Linse,
<L der'ft-te Linsenflächenabstand.
«, der Brechungsindex der i-ten Linse und
V1 die Abbesche Zahl der i-ten Linse ist.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1, 3 und 5 Schnittbilder der erfindungsgemäßen
Objektive 1, 2 und 3 und
F i g. 2,4 und 6 Abberrationskurven für die Objektive
1, 2 und 3.
Bezüglich der einzelnen Linsencharakteristiken und der sieben speziellen Bedingungen, die oben angegeben
worden sind, ist die erste Bedingung zur Vergrößerung des Televerhältnisses erforderlich und hängt eng mit
den Bedingungen (2) bis (S) zusammen.
Bei dem Objektiv wird zum Vergrößern des Televerhältnisses in erster Linie die positive Brechkraft
der ersten bis vierten Linse vergrößert, es ist aber auch notwendig, die Brechkraft der ersten bis dritten Linse
in einem gewissen Ausmaß zu vergrößern, und die Bedingung (1) bezieht sich auf diese Betrachtung.
Wenn./i,2.3 kleiner als die untere Grenze von//1,8 ist,,
dann ist die Korrektionslast für die erste und dritte Linse jeweils größer. Aus diesem Grund wird der
Wert/t.2,3 für das erste später beschriebene erfindungsgemäße
Objektiv auf //1,28 festgesetzt, damit ein großer Bildfeldwinkel erreicht wird und bei einem
dritten erfindungsgemäßen Objektiv, bei dem ein großer Bildfeldwinkel nicht erforderlich ist, wird der
Wert Z1 2.3 auf //1,60 festgesetzt. Ist dagegen /1-2.3
größer als die obere Grenze von//1,2, dann ist eine Miniaturisierung schwierig und die Anforderung an
die vierte Linse größer. Wenn in diesem Fall die astigmatische Wirkung der siebenten Oberfläche benutzt
werden soll, dann wird der positive Astigmatismus der achten Oberfläche größer. Ein Wert von/12.3 größer
als die obere Grenze ist daher nicht geeignet, und daher haben in allen nachfolgenden Beispielen die
vierten Linsen annähernd die gleichen Brechkräfte.
Die Bedingung (2) bestimmt die Brechkraft der vierten Linse im Verhältnis zur Bedingung (1). Wie
oben ausgeführt, zeigt die Bedingung (2) die Notwendigkeit dafür, daß alle vierten Linsen annähernd
die gleichen Brechlcräfte haben. Wenn der Wert
Λ j,3,4 kleiner als die untere Grenze von//2,5 ist, dann
kann das Televerhältnis effektiv vergrößert werden, aber die Petzvalsche Summe wird größer, weil der
positive Astigmatismus größer wird, wodurch der Aberrationsausgleich verschlechtert wird. Ist im Gegensatz
dazu/la3(i größer als die obere Grenze von
//185, dann wird die Miniaturisierung des Objektivs stark beeinträchtigt. Zusätzlich wird die Petzvalsche
Summe größer, was bezüglich der Korrektur der Aberration nachteilig ist
Wird angenommen, daß das Linsensystem keinen Astigmatismus aufweist, so sollte günstigerweise die
Petzvalsche Summe Null, jedoch nicht kleiner als Null gemacht werden. Da es jedoch schwierig ist, eine
Linse ohne Astigmatismus zu konstruieren, wird zuerst eine optimale Petzvalsche Summe unter Berücksichtigung
des Grades des Astigmatismus bestimmt, und danach muß die Petzvalsche Bildebene bestimmt
werden. Demnach ist es bei optischen Linsen nicht immer günstig, die Petzvalsche Summe zu verkleinern,
und es ist notwendig, die Petzvalsche Summe auf denn festgesetzten Optimalwert zu halten, um ein gutes
Gleichgewicht mit dem Astigmatismus zu halten.
Die Bedingung (3) ist ein anderes wichtiges Kriterium für die Miniaturisierung. Ist d6 kleiner als die
is untere Grenze von 0,22/und die Bedingung (1) doch
erfüllt, dann kann die Miniaturisierung verlorengehen. Um das zu verhindern, ist es notwendig, den Wert von
d8 größer als die obere Grenze der Bedingung (7) zu
machen. In diesem Fall nimmt die Petzvalsche Summe im Zusammenhang mit den Bedingungen (1) und (2)
jedoch ab. Darüber hinaus kann es schwierig werden, den passenden Wert des Astigmatismus der siebenten
Oberfläche zu erreichen und den negativen Astigmatismus und die negative sphärische Aberration der
neunten Oberfläche zu korrigieren, übersteigt d6 dagegen
die obere Grenze von 0,32/, dann ist das für die Miniaturisierung vorteilhaft, es besteht aber die Gefahr,
daß die Petzvalsche Summe noch weiter in Richtung negativer Werte geht und der Aberrationsausgleich
verschlechtert wird.
Die Bedingung (4) korrigiert die Farbaberration der ersten bis dritten Linse und macht die Bedingung
(3) wirksamer. Die Bedingung (4) hat auch eine enge Beziehung zur Bedingung (5). Um ein weiteres Absinken
der Petzvalschen Summe mit der ersten bis dritten Linse in negative Werte zu verhindern, ist es
wünschenswert, die Brechkraft jeder Linse zu verkleinern, was die Bedingungen (4) und (5) erforderlich
macht. Dieses sind also Hilfsbedingungen, um die Bedingungen (1) bis (3) wirksam zu machen.
Die Bedingung (6) verhindert, daß die Petzvalsche Summe kleiner wird als der vorausberechnete Optimalwert,
wenn die Miniaturisierung durch die Bedingungen (1), (2) und (3) erreicht wird.
Wie in der obengenannten japanischen Patentschrift Nr. 3417/1968 beschrieben, wird die Achromasie
hauptsächlich durch die erste bis dritte Linse erreicht, und die Korrektur ist ziemlich übermäßig.
Die Korrektion des Farbvergrößerungsfehlers mit der vierten Linse ist daher unzureichend. Wie aus der Bedingung
(7) ersichtlich ist, ist der Abstand zwischen der vierten und der fünften Linse verhältnismäßig
klein, und es ist daher notwendig, eine vierte Linse zu verwenden, deren »-Wert verhältnismäßig klein ist
Um die Abnahme der Petzvalschen Summe in negative Werte auf das Minimum zu senken, wird vorzugsweise
ein Glasmaterial mit einem hohen Brechungsindex wie Flintglas oder schweres Flintglas verwendet Im
Beispiel 1 ist es unmöglich, die Petzvalsche Summe klein zu machen, und es wird eine passende Gegenmaßnahme
an getrennter Position getroffen, und es wird deshalb Flintglas verwendet, dessen Brechungsindex
gerade unter dem von schwerem (dichtem) Flintglais liegt
Ist die Bedingung (3) wirksam und die Achromasie ausreichend, dann kann eine weitere Abnahme der
Petzvalschen Summe durch eine fünfte Linse, deren Abbesche Zahl größer ist verhindert werden. Vor-
7 8
zugsweise wird aber Glas verwendet, dessen Brechungs- die Farbaberration zu korrigieren, und zusätzlich sind
index größer als 1,62 ist, um ein weiteres Abnehmen Toleranzen bei der Herstellung für die Anordnung der
der Petzvalschen Summe in negative Werte zu ver- vierten und fünften Linse maßgebend,
hindern. Im folgenden sind die in den F i g. 1, 3 und 5 dar-
Hinsichtlich Bedingung (7) sollte dg kleiner als 5 gestellten Objektive 1, 2 und 3 die Werte der Konstruk-
0,065/ im Zusammenwirken mit Bedingung (6) sein, . tionsparameter angegeben,
damit die Abnahme der Petzvalschen Summe in Hierbei ist
negative Werte so klein als möglich gemacht wird. Ist ω der halbe Bildfeldwinkel und
d8 kleiner als 0,015/, dann wird es jedoch schwierig, r, der Radius der i-ten Linsenfläche.
Objektiv 1
/ = 100, | di | 1 :2,8, | w = ± 10,2° | |
r\ = | 38,98 | d2 | = 4,86 | K1/.', = 1,51821/65,0 |
r2 = | 145,48 | d3 | = 3,19 | |
r3 = | -112,72 | dt | = 1,68 | It2Zv2 = 1,80518/25,4 |
r4 = | 209,73 | ds | = 0,08 | |
's = | 30,94 | df, | = 5,81 | U3Zr3 = 1,55963/61,2 |
r6 = | 134,14 | di | = 28,84 | |
r? = | 30,61 | A | = 2,88 | HJv4. = 1,80518/25,4 |
r* = | 53,93 | 4» | = 4,86 | |
r9 = | -20,54 | = 1,26 | IuJv5 = 1,80610/40,9 | |
r10 = | -56,03 | |||
Rückwärtige Schnittweite = 35,52 /1.2.3 =//1,283 = 77,97
Λ.2.3.4 =//1,896 = 52,73
Petzvalsche Summe = 0,170.
Λ.2.3.4 =//1,896 = 52,73
Petzvalsche Summe = 0,170.
/ = | 100, | di | Objektiv 2 | ID = | 100, | di | Summe = ( | 3,018. | ±9,0° | |
35,11 | d2 | 1 :3,5, | ItJv1 | d2 | Objektiv 3 | = 1,51633/64,1 | ||||
η = | 308,89 | = 4,19 | 1:3,4, | (Il = | ||||||
r2 = | -130,89 | dt | = 1,81 | It7Jv1 | d* | = 3,54 | Itji'i | = 1,78470/26,2 | ||
120,83 | ds | = 1,33 | ds | = 1,41 | ||||||
T4 = | 20,95 | de | = 0,08 | It3Ir3 | de | = 1,33 | It2Iv2 | = 1,51821/65,0 | ||
rs — | 49,51 | d, | = 4,61 | = 0,07 | ||||||
r6 = | 26,73 | ds | = 23,44 | ItJv4 | ds | = 3,87 | It3Iv3 | = 1,72825/28,5 | ||
Γη = | 47,51 | d, | = 1,93 | = 23,99 | ||||||
r8 = | -15,46 | = 2,48 | It5Iv5 | = 1,21 | ItJv4 | = 1,64000/60,2 | ||||
r9 = | -52,20 | = 0.90 | = 2,72 | |||||||
^O = | Rückwärtige Schnittweite = | = 0,80 | IuJv5 | 40,31 | ||||||
/ι.2.; | ||||||||||
> =flU | ||||||||||
550 = 64,53 | ||||||||||
/..2.3.4 =//2,186 = 45,75 | ±8,2° | |||||||||
Petzvalsche | = 1,51112/60,5 | |||||||||
n = | ||||||||||
r2 = | / = | = 1,80518/25,4 | ||||||||
r3 — | 33,81 | |||||||||
r4 = | 428,55 | = 1,51633/64,1 | ||||||||
's = | -145,86 | |||||||||
118,64 | = 1,72825/28,5 | |||||||||
T1 = | 20,57 | |||||||||
»8 = | 45,19 | = 1,65160/58,6 | ||||||||
T9 = | 27,41 | |||||||||
Γιο = | 55,22 | |||||||||
-15,87 | ||||||||||
-67,11 | ||||||||||
Rückwärtige Schnittweite = 40,40 /1.2.3 =//1,597 = 62,60
/ijj.4 =/A279 = 43,89
Petzvalsche Summe = 0,020
/ijj.4 =/A279 = 43,89
Petzvalsche Summe = 0,020
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer positiven Linse L1, einer negativen Linse L2 und einer
positiven Meniskuslinse L3, von denen jede eine 5 größere objektseitige Krümmung hat, wobei die
erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander angeordnet sind, sowie mit einer positiven
Meniskuslinse L4., bei der die objektseitige Krümmung
größer ist als die bildseitige Krümmung und 10
/=100, 1:2,8,
einer negativen Meniskuslinse L5, bei der die
objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse
einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die fünfte Linse relativ
nahe zur vierten Linse angeordnet ist, gekennzeichnet
durch folgende Konstruktionsdaten:
ω = ± 10,2°
= -56,03
dt = 4,86
O2= 3,19
d3 = 1,68
U4= 0,08
du, = 5,81
d6 = 28,84
d, = 2,88
dg = 4,86
dg = 1,26
= 1,51821/65,0
= 1,80518/25,4
= 1,55963/61,2
= 1,80518/25,4
= 1,80610/40,9
Rückwärtige Schnittweite = 35,52, /i« =//1.283 = 77,97,
/1.2.3.4 =//1,896 = 52,73, 35
Petzvalsche Summe = 0,170,
worin
worin
ω der halbe Bildfeldwinkel,
/ die Brennweite des Objektives,
/1.2. ···..· die Brennweite der ersten bis /-ten Linse, 40 rk der Radius der Krümmung der ic-ten Oberfläche, dk der fc-te Linsenflächenabstand,
Πι der Brechungsindex der i'-ten Linse und t>, die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
/ die Brennweite des Objektives,
/1.2. ···..· die Brennweite der ersten bis /-ten Linse, 40 rk der Radius der Krümmung der ic-ten Oberfläche, dk der fc-te Linsenflächenabstand,
Πι der Brechungsindex der i'-ten Linse und t>, die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
2. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer posi- 45 tiven Linse L1, einer negativen Linse L2 und einer
positiven Meniskuslinse L3, von denen jede eine
größere objektseitige Krümmung hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander
angeordnet sind, sowie mit einer positiven Meniskuslinse L4, bei der die objektseitige Krümmung
größer ist als die bildseitige Krümmung und einer negativen Meniskuslinse L5, bei der die
objekiseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse
einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die fünfte Linse relativ
nahe zur vierten Linse angeordnet isl, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:
Rückwärtige Schnittweite = 40,31,
/1.2.3 =//1,550 = 64,53,
/uai =//2,186 = 45,75,
Petzvalsche Summe = 0,018,
worin
worin
ω der halbe Bildfeldwinkel,
/ die Brennweite des Objektives,
/ die Brennweite des Objektives,
/i j ; die Brennweite der ersten bis /-ten Linse,
rk der Radius der Krümmung der fc-ten Oberfläche,
dk der Jfc-te Linsenflächenabstand,
n,- der Brechungsindex der i-ten Linse und
ν,- die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
n,- der Brechungsindex der i-ten Linse und
ν,- die Abbesche Zahl der i-ten Linse sind.
3. Miniaturisiertes Teleobjektiv mit einer positiven Linse Li, einer negativen Linse L2 und einer
positiven Meniskuslinse L3, von denen jede eine
größere objektseitige Krümmung hat, wobei die erste, zweite und dritte Linse relativ nahe zueinander
angeordnet sind, sowie mit einer positiven Meniskuslinse L4, bei der die objektseitige Krümmung
größer ist als die bildseitige Krümmung und einer negativen Meniskuslinse L5, bei der die
objektseitige Krümmung größer ist als die bildseitige Krümmung, und wobei die vierte Linse
einen verhältnismäßig großen Abstand von der dritten Linse aufweist und die iünfte Linse relativ
nahe zur vierten Linse angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10195776A JPS5327421A (en) | 1976-08-26 | 1976-08-26 | Small telephotographic lens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2738365A1 DE2738365A1 (de) | 1978-03-02 |
DE2738365B2 true DE2738365B2 (de) | 1978-11-23 |
DE2738365C3 DE2738365C3 (de) | 1979-08-02 |
Family
ID=14314342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2738365A Expired DE2738365C3 (de) | 1976-08-26 | 1977-08-25 | Miniaturisiertes Teleobjektiv |
Country Status (4)
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---|---|
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JP (1) | JPS5327421A (de) |
DE (1) | DE2738365C3 (de) |
GB (1) | GB1584416A (de) |
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