DE3108898A1

DE3108898A1 - Zoom-objektiv

Info

Publication number: DE3108898A1
Application number: DE19813108898
Authority: DE
Inventors: Sadao Saitama Okudaira
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-09
Publication date: 1982-01-28
Also published as: GB2072372A; JPS6119015B2; JPS56133713A; US4359270A; GB2072372B; DE3108898C2

Description

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ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokyo / Japan

Zoom-Objektiv

Zoom-Objektive für einäugige Spiegelreflex-Kameras für 35 mm Film haben bereits einen relativ hohen Entwicklungsstand erreicht. Es gibt jedoch nur wenige Zoom-Objektive mit einem großen Brennweiten-Stellbereich zwischen einer Weitwinkelstellung und einer Telephotosteilung, die kompakt sind und über den gesamten Stellbereich hohen Güteanforderungen genügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zoom-Objektiv zu schaffen, das für eine einäugige Spiegelreflex-Kamera für 35 mm Film verwendbar ist, den Stellbereich zwischen einer 36 mm-Weitwinkelbrennweite und einer 132 mm-Telephotobrennweite hat, das kompakt ist und hohen Güteanforderungen entspricht.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Zoom-Objektiv von hoher Güte geschaffen, das von der Objektseite her betrachtet folgenden Linsenaufbau hat: Eine sammelnde erste Linsengruppe mit einer zusammengesetzten oder verklebten Linse, die aus einer zerstreuenden Meniskuslinse in Gestalt einer Konvex-Konkav-Linse und einer sammelnden Meniskuslinse mit stärkerer Krümmung auf der Objektseite besteht, und einer sammelnden Meniskuslinse mit einer Fläche stärkerer Krümmung auf der Objektseite, eine zerstreuende zweite Linsengruppe mit einer zerstreuenden Meniskuslinse, deren Fläche mit stärkerer Krümmung der Bildseite zugewandt ist, einer bikonkaven Linse und einer sammelnden Meniskuslinse, deren Fläche stärkerer Krümmung auf der Objektseite liegt, eine dritte konvergierende Linsengruppe mit einer bikonvexen Linse, eine konvergente vierte Linsengruppe, der eine ver-

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klebte Linse aus einer bikonvexen Linse und einer bikonkaven Linse, eine verklebte Linse aus einer streuenden Meniskuslinse, deren Fläche stärkerer Krümmung auf der Bildseite liegt, und einer bikonvexen Linse und einer zerstreuenden Meniskuslinse, deren Fläche stärkerer Krümmung auf der Objektseite liegt, angehören. In diesem Zoom-Objektiv sind die einzelnen Linsengruppen mechanisch voneinander unabhängig verschiebbar, um die Brennweitenveränderung zu erzielen. Das Zoom-Objektiv genügt folgenden Bedingungen (1) bis (5)

(1) *_3s > 1.5£_3M,

(2) 3.3£_s > X₁ > 2.7£_s,

(3) 0.8f_s > |f₂| > 0.75f_s, £₂ < 0,

(4) 2.7£_s > £3 > 2.2£_s,

(5) 2.2£_s > £₄ > 1.8f_s.

Hierin bedeuten f die Gesamtbrennweite bei äußerster Weitwinkelstellung, -£_ der variable Abstand zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei f , Z^ den Abstand zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei 2,22f_s, f. die Brennweite der ersten Linsengruppe, f₂ die Brennweite der zweiten Linsengruppe, f., die Brennweite der dritten Linsengruppe und f. die Brennweite der vierten Linsengruppe.

Anhand folgend aufgeführter Figuren wird eine nähere Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen im Anschluß durchgeführt. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Zoom-Objektivs;

Fig. 2 bis 4 Diagramme der verschiedenen Aberrationen des Zoom-Objektivs aus Fig. 1 bei kleinster, mittlerer bzw. größter Brennweite;

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs;

Fig. 6 bis 8 verschiedene Aberrationen des Zoom-Objektivs nach Fig. 5 bei kleinster, mittlerer bzw. größter Brennweite.

Die oben aufgeführten Bedingungen werden nun im einzelnen beschrieben.

Die Bedingung (1) ist erforderlich, um einen Verschiebungsbereich der dritten Linsengruppe gegenüber der vierten Linsengruppe zu definieren, damit über den gesamten Zoom-Bereich eine gute Kompensation der sphärischen Aberration erreicht wird. Diese Bedingung ist wichtig, um ein Zoom mit hohem Verstellbereich zu bekommen gemäß einer der Erfindung zugrundeliegenden Forderung. Das heißt, die Veränderung der sphärischen Aberration zwischen äußerster Weitwinkelstellung und äußerster Telephotostellung zu verringern, ist ein schwierig zu lösendes Problem bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines großen Brennweitenstellbereiches und der geforderten Kompaktheit. Die sphärische Aberration hängt hier hauptsächlich von der dritten und vierten Linsengruppe ab. Wenn die dritte und vierte Linsengruppe die Bedingung (1) nicht erfüllen, dann erhöht sich die Veränderung der sphärischen Aberration zwischen Weitwinkelstellung und Telephotostellung, was zu schlechten Objektiveigenschaften führt.

Die Bedingung (2) ist von der Brennweite f. der ersten Linsengruppe abhängig. Wenn die Brennweit f. den Wert 3,3 f

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übersteigt, so wird die für die erste Linsengruppe bei der Scharfeinstellung benötigte Verschiebungsstrecke vergrößert, so daß dann zum Ausgleich der Durchmesser der Frontlinse vergrößert werden muß. Ist dagegen die Brennweite kleiner als 2,7 f , dann dringen verschiedene Aberrationen in den Vordergrund, und speziell bei langen Brennweiten des Objektivs wird die durch die erste Linsengruppe hervorgerufene chromatische Aberration groß. Es ist sehr schwierig, diese Aberration mit den hinteren Linsengruppen auszugleichen.

Die Bedingung (3) bezieht sich auf die Brennweite f₂ der zweiten Linsengruppe, die hauptsächlich als Veränderer im Zoom-Objektivsystem wirkt. Wennff-I größer als 0,8 f ist, damit das gewünschte hohe Zoom-Verhältnis erreicht wird, dann müssen die Verschiebungen der zerstreuenden Linsengruppen erhöht werden. Das bedeutet, daß die Länge des Zoom-Objektivs vergrößert werden muß. Ist hingegen(f-l kleiner als 0,75 f , dann wird es schwierig, den Astigmatismus und die Lichthofaberration für den Weitwinkelbereich zu kompensieren.

Die Bedingung (4) betrifft die Brennweite f., der dritten Linsengruppe, die in Zusammenhang steht mit der Bedingung (1). Wenn die Brennweite f-, größer als 2,7 f ist, um auf diese Weise eine Kompensation der sphärischen Aberration bei jeder Brennweite des Gesamtobjektivs zu erzielen, dann steigt damit die Verschiebungsstrecke der dritten Linsengruppe gegenüber der vierten Linsengruppe, was hinsichtlich der Objektivfassung oder der Außenabmessungen des Objektivs unerwünscht ist. Ist dementgegen die Brennweite f₃ kleiner als 2,2 f , dann wird, obgleich es dadurch möglich ist, die sphärische Aberration mit einer geringeren Verschiebung der dritten Linsengruppe zu reduzieren, die Schwankung der axialen chromatischen Aberration merklich.

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Die Bedingung (5) betrifft die Brennweite f. der vierten Linsengruppe. Wenn die Brennweite größer als 2,2 f ist, damit der gewünschte Zoom-Bereich abgedeckt wird, dann muß die Verschiebung der vierten Linsengruppe erhöht werden, was eine Verlängerung des Zoom-Objektivs bedeutet. Ist hingegen die Brennweite f. kleiner als 1,8 f , dann verstärken

^i S

sich verschiedene Aberrationen, besonders der Absolutwert der sphärischen Aberration im Telebereich.

Es werden anschließend mit Bezug auf die folgenden Tabellen spezielle Beispiele von nach den erfindungsgemäßen Merkmalen konstruierten Zoom-Objektiven beschrieben, wobei in den Tabellen mit f die Gesamtbrennweite, mit r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche, mit d. die Linsendicke oder der Abstand zwischen benachbarten Linsen, mit N. der Brechungsindex der i-ten Linse und mit υ. die Abbe-Zahl der i-ten Linse angegeben sind.

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	f	« 35	- 1	1	2 -	F No.	1 : 4	.1
	r 115	• .000	'BEISPIEL	1	I	^Ni .84666	V 23	.9
	67	.312	.97^ 132		.61800	63	.4
1	388	.000	^di 1.80	1
2	75	.596	8.20		.67000	57	.3
3	325	.500	0.10	1
4	1370	.000'	6.22		.74100	52	.7
5	20	.382	¹I -	1
6	-108,	.316	1.11		.64328	47	.9
7	49,	.832	6.16	1
δ	35,	.571	1.00		.84666	23	.9
9	126.	,000	2.39	1
10	104.	,599	3.28		.77250	49.	.er
11	-225.	.000	h	1,
12 .	20.	500	2.31	1.	.54072	47.	,2
13	-45.	300	h		.80518	25.	4
14	60.	078	8.07	1.
15	56.	850	1.21	1.	,84666	23.	9
16	25.	920	11.01		66446	35.	8
17	-28.	750	2.10	1.
18	-16.	827	5.63		88300	40.	8
19	-39.	006	3.37
20			1.20
21

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Gesarat- Brennweite	35.97	50.00	80.00	100.00	132.00
^£1	1.47	14.79	28.04	33.34	45.64
h	34.35	26.72	15.52	10.41	4.34
	5.80	3.35	1.08	0.39	1.59

£,_c = 5.80 = 5.375.™ 3b -- 3M

£_Ί = 109.39 = 3.04f \fj\ = 27.98 = 0.78£₍ = 92.72 " 2.58£

£₄ = 68,38- 1.90£_£

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• BEISPIEL II 20 £"'■ 36.00 -ν 132 F No. 1 :

	^ri.	• ι	^Wi	r	1.67000	^Vi
1	. 117.780	1.80	1.84666		.23.9
2	68.597	8.24	1.61800	1.74100	63.4
3	435.054	0.10
4	77.697	6.13	1.64328	57.3
5	344.587
6	850.409	1.11	1.84666	52.7
7	20.382	6.23
8	-106.775	1.00	1.77250	47.9
9	49.710	2.13
10	35.200	3.31	1.54072	23.9
11	127.275	I₂	1.80518
12	98.500	2.15		49.6
13	-208.360	I₁	1.84666
14	20.253	6.60	1.66446	47.2
15 ·	-46.218	1.21		25.4
16	61.360	12.69	1.88300
17	55.409	2.10		23.9
18	25.647	5.55	35.8
19	-28.799	3.39
20	-16.827	1.20	40.8
21	-43.089

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Gesamt- "Brennweite	36.00	50.00	80.00	100.00	132.00
¹I	1.38	13.43	26.99	35.77	47.01
H ■ .	34.36	26.13	15.14	10.77	4.29
^Ä3	5.97	2.89	0.53	0.46	1.19

= 5.97 - ll_.26Jt

_3M

= 110.227 = 3.06f

£₂| -» 28.26 .- 0.79£_s

£₃ = 86.84 = 2.41f_s £₄ = 71.73 = 1.99£₅

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Claims

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ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA,-Tokyo / Japan

Zoom-Objektiv
PATENTANSPRÜCHE

1. Zoom-Objektiv, gekennzeichnet durch in der Reihenfolge von der Objektseite her folgende Linsenzusammensetzung: eine sammelnde erste Linsengruppe, die sich aus einer zusammengesetzten ersten Linse, welche aus einer streuenden Konvex-Konkav-Linse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung der Bildseite zugewandt ist, und einer ersten sammelnden Konvex-Konkav-Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung der Objektseite zugewandt ist, besteht, und einer zweiten sammelnden Meniskuslinse mit zur Objektseite gerichteter Oberfläche stärkerer Krümmung zusammensetzt; eine zerstreuende zweite Linsengruppe, bestehend aus einer zerstreuenden Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Bildseite weist, eine Bikonkavlinse und einer sammelnden Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Objektseite gerichtet ist; eine konvergente dritte Linsengruppe mit einer bikonvexen Linse; und eine zerstreuende vierte Linsengruppe, welche aus einer zusammengesetzten Linse, die aus einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse aufgebaut ist, einer weiteren zusammengesetzten Linse, die aus einer zerstreuenden Meniskuslinse (konvex-konkav) mit ihrer Oberfläche größerer Krümmung in Richtung zur Bildseite und einer bikonvexen Linse zusammengefügt ist, und einer negativen Meniskuslinse,, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Objektseite hin liegt, gebildet ist, wobei sämtliche Linsengruppen mechanisch voneinander unabhängig gehaltert sind, so daß sie zur Brennweitenverstellung verschiebbar sind, wobei folgende Bedingungen eingehalten sind:

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f = 35 i .97^ 132 • 1 F No. 1 : 4 ^Ni V .1 r .000 ^di 1 .84666 23 i 1 115 .312 1.80 .61800 63 .9 2 67 .000 8.20 1 .4 3 388 .596 0.10 .67000 57 4 75 .500 6.22 1 .3 5 325 .000 I₁ _. .74100 52 6 1370 .382 1.11 1, .7 7 20 .316 6.16 .64328 47 8 -108 .832 1.00 1. .9 9 49 .571 2.39 ,84666 23 10 35 .000 3.28 1. .9 ιί 126, .599 H ,77250 49 12 104, .000 2.31 1. .6 13 -225. ,500 h 1. 54072 47, 14 20. ,300 8.07 80518 25, .2 15 -45. ,078 1.21 1. .4 16 60. 850 11.01 1. 84666 23. 17 56. 920 2.10 66446 35. ,9 18 25. 750 5.63 1. ,8 19 -28. 827 3.37 88300 40. 20 -16. 006 1.20 8 21 -39.

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Gasamt-
Brennweite 35.97 50.00 80.00 100.00 132.00 ¹I 1.47 14.79 28.04 33.34 45.64 ^Z2 34.35 26.72 15.52 10.41 4.34 ^A3 5.80 3.35 1.08 0.39 1.59

5.80 - S.37A_3M

f, = 109.39 « 3.04f

JL ο

|f,| = 27.98 = 0.78f

= 92.72 ⁼ 2.58£

f₄ = 68,38= 1.90f_s

wobei r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche, d. die Linsendicke oder der Abstand zwischen benachbarten Linsen, N. der Brechungsindex der i-ten Linse, V^ die Abbe-Zahl der i-ten Linse, f die Gesamtbrennweite des Zoom-Objektivs bei kürzester Brennweitenstellung, ^₃₃ der Abstand zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei f_g und £,„ der Abstand zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei 2,22f sind.

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2. Zoom-ObjektiV/ gekennzeichnet·durch in der Reihenfolge von der Objektseite her folgende Linsenzusammensetzung: eine sammelnde erste Linsengruppe, die sich aus einer zusammengesetzten ersten Linse, welche aus einer streuenden Konvex-Konkav-Linse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung der Bildseite zugewandt ist, und einer ersten sammelnden Konvex-Konkav-Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung der Objektseite zugewandt ist, besteht, und einer zweiten sammelnden Meniskuslinse mit zur Objektseite gerichteter Oberfläche stärkerer Krümmung zusammensetzt; eine zerstreuende zweite Linsengruppe, bestehend aus einer zerstreuenden Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Bildseite weist, eine Bikonkavlinse und einer, sammelnden Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Objektseite gerichtet ist; eine konvergente dritte Linsengruppe mit einer bikonvexen Linse; und eine zerstreuende vierte Linsengruppe, welche aus einer zusammengesetzten Linse, die aus einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse aufgebaut ist, einer weiteren zusammengesetzten Linse, die aus einer zerstreuenden Meniskuslinse (konvex-konkav) mit ihrer Oberfläche größerer Krümmung in Richtung zur Bildseite und einer bikonvexen Linse zusammengefügt ist, und einer negativen Meniskuslinse, deren Oberfläche stärkerer Krümmung zur Objektseite hin liegt, gebildet ist, wobei sämtliche Linsengruppen mechanisch voneinander unabhängig gehaltert sind, so daß sie zur Brennweitenverstellung verschiebbar sind, wobei folgende Bedingungen eingehalten sind:

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: E.*:-;-; Ί . 31Q8893

20 £ " 36.00 % 132 F No. 1 : 4.1

f » 36.00 ' y> 132 ^di 1.80 1 117.780 8.24 2 68.597 0.10 3 435.054 6.13 4 77.697 *ϊ" 5 344.587 1.11 6 850.409 6.23 7 20.382 1.00 8 -106.775 2.13 9 49.710 3.31 10 35.200 H 11 127.275 2.15 12 98.500 ι_ζ 13 -208.360 6.60 14 20.253 1.21 15 -46.218 12.69 16 61.360 2.10 17 55.409 5.55 18 25.647 3.39 19 -28.799 1.20 20 -16.827 21 -43.089

^Vi

1.84666 23.9

1.61800 63.4

25 4 77.697 6.13 1.67000 57.3

1.74100 52.7

1.64328 47.9 30

1.84666 23.9

1.77250 49.6

35 14 20.253 6.60 1.54072 . 47.2

1.80518 25.4

1.84666 23.9

1.66446 35.8 40

1.88300 40.8

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310889a

Gesamt-
Brennweite 36.00 50.00 80.00 100.00 132.00 h 1.38 13.43 26.99 35.77 47.01 34.36 26.13 15.14 10.77 4.29 ^Ä3 5.97 2.89 0.53 0.46 1.19

^{= 5}·^{97 =}

f., = 110.227 = 3.06£

JL

|£₉| = 28.26 = 0.79£_e

f, = 86.84 = 2.41f

£₄ = 71.73 = 1.

wobei r .· der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche, d. die Linsendicke oder der Abstand zwischen benachbarten Linsen, N. der Brechungsindex der i-ten Linse, v. die Abbe-Zahl der i-ten Linsen, f die Gesamtbrennweite des Zoom-Objektivs bei kürzester Brennweitenstellung, .£_ der Abstand zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei f und

zwischen der dritten und der vierten Linsengruppe bei 2,22f sind.

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