DE4106534C2

DE4106534C2 - System von Teleobjektiven

Info

Publication number: DE4106534C2
Application number: DE4106534A
Authority: DE
Inventors: Lothar Koelsch
Original assignee: LEICA CAMERA GmbH 35606 SOLMS DE; Leica Camera AG
Current assignee: Leica Camera AG
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-03-02
Also published as: JP2709229B2; DE4106534A1; JPH0566346A; US5388006A

Description

Die Erfindung betrifft ein System von Teleobjektiven mit unterschiedlicher fester Objektivbrennweite und/oder relativer Öffnung und mit jeweils einer positiven und einer negativen Linsengruppe.

Aus Feinwerktechnik & Meßtechnik 98 (1990) 4, S. 167ff. ist ein aus vier Linsen bestehendes Objektiv für Mikrolesegeräte bekannt, das sich durch teilweise Vereinheitlichung und Variation von Bauelementen zu vergleichsweise kostengünstigen Objektiven mit nicht allzuweit voneinander entfernten Brennweiten modifizieren läßt. Bei dem gut auskorrigierten Objektiv werden die Luftabstände teilweise festgehalten, während die übrigen Linsen und Abstände zur Variation für andere Brennweiten herangezogen werden. Im einzelnen wird von den vier Linsen des Objektivs das aus zwei Linsen gebildete, verkittete Hinterglied gehalten und die beiden vorderen werden variiert. Auf diese Weise kann der Brennweitenbereich bei guten Abbildungseigenschaften von 29,9 mm bis auf 45,4 mm ausgedehnt werden. Durch Verwendung gleicher Preßlinge und geringerer Stückkosten der nicht zu verändernden Linsen verringert sich der Fertigungsaufwand für neue Brennweiten innerhalb eines bestimmten, begrenzten Bereichs.

Aus der EP 0 262 421 A1 ist ein Projektionsobjektiv mit veränderbarer Brennweite bekannt, das ein Frontglied aus einer einzigen Linse negativer Brechkraft und ein dreilinsiges Grundobjektiv positiver Brechkraft aufweist, zwischen welchen ein in Richtung der optischen Achse verschiebbarer, mehrlinsiger Variator positiver Brechkraft angeordnet ist. Dabei kann ein und derselbe Variator für Objektive unterschiedlicher Brennweitenbereiche eingesetzt werden, so daß bei einer Serienfertigung nur ein einziger Werkzeugsatz erforderlich ist.

Aus Fernseh- und Kino-Technik, 31. Jahrg., Nr. 7 (1977), Seiten 248 bis 254, sind TV-Varioobjektive in Modul-Bauweise bekannt. Diese bestehen aus einem Frontmodul, einem oder zwei Variomodulen und einem Grundobjektiv.

Das Frontmodul besteht aus einem Teilglied mit negativer Brechkraft und einem Teilglied mit positiver Brechkraft. Das negative vordere Teilglied wird zum Fokussieren auf unterschiedliche Objektentfernungen benutzt. Insgesamt besitzen die Teilglieder eine positive Gesamtbrechkraft. Durch Austausch nur des Frontmoduls wird der Brennweitenbereich des Varioobjektivs von Weitwinkel- zu Normal- und Telefunktion verlagert.

Die Variomodule dienen ausschließlich der Brennweitenänderung. Dabei wurde ein Konstruktionsprinzip angewendet, bei dem hinter den verschiebbaren Gliedern brennweitenunabhängige Strahlengänge vorliegen. Die Bildebene des nachfolgenden Grundobjektivs bleibt daher bei der Brennweitenänderung ebenfalls unverändert, so daß eine Nachfokussierung nicht erforderlich ist.

Da jede Wirkungsgruppe innerhalb des Modul-Systems typische Variationen der Abbildungsfehler mit der Brennweitenänderung zeigt, müssen beim Austausch einzelner Module oder Funktionsgruppen die charakteristischen Merkmale der Bildfehlerbeeinflussung erhalten bleiben. Der optische Aufbau der Module resultiert aus dieser Erkenntnis und enthält eine entsprechend große Anzahl von Linsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System von Teleobjektiven der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei bester Abbildungsleistung jeweils aus nur zwei Linsengruppen und damit kostengünstig zusammensetzbar sind, und dem Benutzer die Möglichkeit eröffnen, seine Objektivpalette für unterschiedliche Brennweiten und/oder Öffnungen preiswert zu erweitern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben und in der Zeichnung dargestellt; es zeigen

Fig. 1a eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Teleobjektivs 2,8/280 aus einer ersten Frontgruppe FR 1 und einer ersten Fokussiergruppe F01 (Anspruch 2),

Fig. 1b eine schematische Schnittansicht eines Teleobjektivs 4,0/400 aus der Frontgruppe FR 1 gemäß Fig. 1a und einer zweiten Fokussiergruppe F02 (Anspruch 3),

Fig. 1c eine schematische Schnittansicht eines Teleobjektivs 5,6/560 aus der Frontgruppe FR 1 gemäß Fig. 1a und einer dritten Fokussiergruppe F03 (Anspruch 4),

Fig. 2a eine schematische Schnittansicht eines Teleobjektivs 2,8/400 aus einer zweiten Frontgruppe FR 2 und der ersten Fokussiergruppe F01 (Anspruch 5),

Fig. 2b eine schematische Schnittansicht eines Teleobjektivs 4,0/560 aus der Frontgruppe FR 2 und der zweiten Fokussiergruppe F02 (Anspruch 6),

Fig. 2c eine schematische Schnittansicht eines Teleobjektivs 4,0/800 aus der Frontgruppe FR 2 und der dritten Fokussiergruppe F03 (Anspruch 7),

Fig. 3a-c bis 8a-c den Korrektionszustand der Teleobjektive entsprechend den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1a bis 2c.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß für sechs Objektive lediglich zwei Frontgruppen FR 1 und FR 2 sowie drei Fokussiergruppen F01, F02 und F03 erforderlich sind, die mittels eines Bajonetts BA verbindbar sind. Zur Fokussierung wird jeweils das objektseitige Kittglied in der Fokussiergruppe verschoben. Die Gesamtobjektive sind apochromatisch korrigiert und weisen ausgezeichnete Abbildungsleistungen auf, wie aus den Aberrationskurven in den Fig. 3a-c bis 8a-c zu entnehmen ist.

Es versteht sich, daß die Radien rad sowie Abstände und Dicken abd im Rahmen der bei numerischen Daten üblichen Variationen innerhalb ±10% abweichen können. Auch n_e ist innerhalb ±0,05 und ν_e innerhalb ±5 variierbar.

Im Gegensatz zu den bekannten Konvertern oder Extendern zur Vergrößerung der Brennweite lassen sich gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Teleobjektiven aus zwei Objektivteilen kostengünstiger herstellen, ohne daß die Kombination die Abbildungsleistung negativ beeinflußt. Die genannten Konverter sind jeweils für ein einziges Objektiv optimal korrigiert. Sie stellen für alle anderen Brennweiten lediglich einen Kompromiß dar.

Außer den in den Ansprüchen 2-7 aufgeführten numerischen Daten weisen die Objektive der Fig. 1a bis 2c folgende Paraxialdaten auf:

Objektiv 2,8/280, Fig. 1a:
f′ = 279.2543
S′O′ = 69.29
worin f′ die Brennweite und S′O′ die Schnittweite bedeuten.

Objektiv 4,0/400, Fig. 1b:
f′ = 400.0000
S′O′ = 118.23
mit der bereits angegebenen Bedeutung.

Objektiv 5,6/560, Fig. 1c:
f′ = 560.0001
S′O′ = 169.94
mit der bereits angegebenen Bedeutung.

Objektiv 2,8/400, Fig. 2a:
f′ = 390.3913
S′O′ = 69.29
mit der bereits angegebenen Bedeutung.

Objektiv 4,0/560, Fig. 2b:
f′ = 561.9856
S′O′ = 118.23
mit der bereits angegebenen Bedeutung.

Objektiv 5,6/800, Fig. 2c:
f′ = 786.7855
S′O′ = 169.97
mit der bereits angegebenen Bedeutung.

Claims

1. System von Teleobjektiven mit unterschiedlicher fester Objektivbrennweite und/oder relativer Öffnung und mit jeweils einer positiven und einer negativen Linsengruppe, bei welchen

a) gegeneinander austauschbare positive Linsengruppen mit feststehenden Linsengliedern und
b) gegeneinander austauschbare negative Linsengruppen, die zumindest jeweils zur Fokussierung relativ zueinander verschiebbare Linsenglieder aufweisen,

vorgesehen sind.

2. Teleobjektiv nach Anspruch 1 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 2,8 und einer Brennweite von 280 mm, gekennzeichnet durch folgende numerische Daten bei Scharfeinstellung des Objektivs auf unendlich entfernte Gegenstände:

Frontgruppe FR 1

Fokussiergruppe F01 worin
rad (1-16) die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen,
abd (1-16) die Abstände und Dicken derselben,
ν_e (1, 3, 5, 7, 8, 10, 12, 15) die Abb´-Zahlen der einzelnen Linsen und
n_e (1, 3, 5, 7, 8, 10, 12, 15) deren Brechungsindizes bedeuten.

3. Teleobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 2 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 4,0 und einer Brennweite von 400 mm, gekennzeichnet durch eine Frontgruppe FR 1 gemäß Anspruch 2 und eine Fokussiergruppe F02 mit folgenden numerischen Daten bei Scharfeinstellung des Objektivs auf unendlich entfernte Gegenstände: worin rad, abd, ν_e und n_e die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben.

4. Teleobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 2 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 5,6 und einer Brennweite von 560 mm, gekennzeichnet durch eine Frontgruppe FR 1 gemäß Anspruch 2 und eine Fokussiergruppe F03 mit folgenden numerischen Daten bei Scharfeinstellung des Objektivs auf unendlich entfernte Gegenstände: worin rad, abd, ν_e und n_e die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben.

5. Teleobjektiv nach Anspruch 1 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 2,8 und einer Brennweite von 400 mm, gekennzeichnet durch folgende numerische Daten einer

Frontgruppe FR 2

worin rad, abd, ν_e und n_e die in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben, und der Fokussiergruppe F01 gemäß Anspruch 2.

6. Teleobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 5 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 4,0 und einer Brennweite von 560 mm, gekennzeichnet durch eine Frontgruppe FR 2 gemäß Anspruch 5 und eine Fokussiergruppe F02 gemäß Anspruch 3.

7. Teleobjektiv nach den Ansprüchen 1 und 5 mit apochromatischer Korrektur, einem Öffnungsverhältnis von 5,6 und einer Brennweite von 800 mm, gekennzeichnet durch eine Frontgruppe FR 2 gemäß Anspruch 5 und eine Fokussiergruppe F03 gemäß Anspruch 4.