DE3234965C2

DE3234965C2 - Teleobjektiv

Info

Publication number: DE3234965C2
Application number: DE3234965A
Authority: DE
Inventors: Junichi Tokio/Tokyo Yazawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1986-10-09
Also published as: US4465345A; JPS5850509A; DE3234965A1

Abstract

Es ist ein Teleobjektiv geringer Größe mit einer Helligkeit von 1 : 4, einem Bildwinkel von ± 6 ° und einem Televerhältnis von etwa 0,8 geschaffen, welches aus vorderen und hinteren Gruppen von Linsenelementen gebildet ist. Die ersten bis fünften Linsenelemente sind von der Gegenstands- zur Bildseite hin ausgerichtet, wobei die ersten bis dritten Linsenelemente die vordere Gruppe und die vierten und fünften Linsenelemente die hintere Gruppe bilden. Das erste Linsenelement ist eine Bikonvexlinse, das zweite Linsenelement ist eine Bikonkavlinse, das dritte Linsenelement ist eine konvexe Meniskuslinse, welche zu dem Gegenstand hin konvex ist, das vierte Linsenelement ist eine Bikonkavlinse, und das fünfte Linsenelement ist eine Bikonvexlinse.

Description

wobei r,- (/ = 1 bis 10) die Linsenradien, rf,- (j = 1 bis 9) die Scheitelabstände der Linsenflächen und n, und ν, (/ = 1 bis 5) die Brechungsindizes bzw. die Abbeschen Zahlen der Linsen sind und 2 x w das Bildfeld ist.

Die Erfindung betrifft ein Teleobjektiv geringerer Baulänge mit insgesamt 5 Linsen, wobei die vordere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonvexlinse, eine einzelstehende Bikonkavlinse und eine einzelstehende Meniskuslinse aufweist und objektivseitig konvex ist, und wobei die hintere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonkaylinse und eine einzelstehende Bikonvexlinse aufweist.

Üblicherweise ist in einem Teleobjektiv mit einer relativen Öffnung von 1 :4 mit einer Brennweite von etwa 200 mm das sogenannte Televerhältnis, d. h. das Verhältnis (Abstand der ersten Linsenfläche des Objektivs zur Bildebene/Brennweite des Objektivs) größer als 0,85.

Gemäß der Erfindung soll daher ein Teleobjektiv geringer Baulänge mit einer relativen Öffnung von 1 : 4 und einem Bildfeld von etwa 2x6° bei einem kleinen Televerhältnis von etwa 0,8 geschaffen werden, welches kompakter ist als herkömmliche bekannte Teleobjektive und welches eine höhere Abbildungsleistung aufweist ais solche herkömmlichen bekannten Objektive. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Teleobjektiv geringer Baulänge durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, 2 oder 3 erreicht.

Das erfindungsgemäße Teleobjektiv geringer Baulänge weist fünf Linsen auf. Die erste bis dritte Linse bilden die vordere Gruppe, während die vierte und fünfte Linse die hintere Gruppe bilden.

Beim erfindungsgemäßen Objektiv ist die erste Linse eine Bikonvexlinse, die zweite Linse eine Bikonkavlinse, die dritte Linse eine positive Meniskuslinse, die vierte Linse eine Bikonkavlinse und die fünfte Linse eine Bikonvexlinse. Die konvexe Fläche der dritten Linse, einer positiven Meniskuslinse, ist so angeordnet, daß sie auf der Gegenstandsseite liegt.

Es ist von Vorteil, daß das erfindungsgemäße Objektiv den folgenden Bedingungen genügt:

(1)

(II) 0,4 <l/f< 0,5

(III) 0,6 <f\/f< 0,8

(IV) -l,3</₂//<-0,9

(V) 1,45 < (///·., + IZr₅) x/_F<2

Vorstehend ist mit / die Brennweite des Objektivs mit f_F die Brennweite der vorderen Linsengruppe, mit f_R die Brennweite der hinteren Linsengruppe, mit / der Abstand zwischen den Hauptebenen der vorderen und der hinteren Gruppe, mit /, die Brennweite der ersten Linse, mit /₂ die Brennweite der zweiten Linse, mit i-j der Krümmungsradius der dritten Linsenfläche, d. h. der gegenstandsseitigen Fläche der zweiten Linse und mit r₅ der Krümmungsradius der gegenstandsseitigen Fläche der dritten Linse bezeichnet.

Wenn den vorstehend angeführten fünf Bedingungen vollständig genügt ist, ist ein Teleobjektiv geschaffen,

udl.<ha^ L>AiMn<iI/t .'et im/l ka! maUkAMt Ai~* ~..*_a λ _>
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■ tvi^iivd nvriiipuni ιοί uiiu Wt tt^iwix/iu vuiv gutb nu^g^gllUIVlIllX/lt L· TYl OWIl VH ClllVll n.\J\ji laUUll^ 11 VlliaiM^ll WIlU, O\J

daß es eine ausgezeichnete Abbildungsleistung aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild des erfindungsgemäßen Teleobjektivs, Fig. 2 die Korrekturkurven einer ersten Ausfuhrungsform des Objektivs,

Fig. 3 die Korrekturkurven einer zweiten Ausführungsform des Objektivs,

Fig. 4 die Korrekturkurven einer dritten Ausführungsform des Objektivs.

F i g. 1 zeigt den Aufbau eines Teleobjektivs gemäß der Erfindung. In der F i g. 1 sind mit L1 die erste Linse und

mit Ll bis LS die zweite bis fünfte Linse bezeichnet, und AX ist die optische Achse. Mit /·, (/ = 1 bis 10) ist der

Krümmungsradius der /-ten Linsenfläche bezeichnet, welche Radien fortlaufend von der Gegenstandsseite aus,

d. h. von der linken Seite in F i g. 1 aus, gezählt werden. Mit d, (/ = 1 bis 9) ist der Scheitelabstand der /-ten Linsenfläche bezeichnet.

Das Teleobjektiv geringer Baulänge gemäß der Erfindung genügt den vorstehend angeführten fünf Bedingungen. Eine Erläuterung dieser fünf Bedingungen wird nachstehend gegeben.

Die Bedingungen (I) und (II) sind erforderlich, um eine angemessene Verteilung der Brechkräfte der vorderen und hinteren Linsengruppe festzulegen, und um eine gute Kompensation aller Aberrationen zu erhalten, obwohl ein kleines Televerhältnis aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten, wenn der obere Grenzwert der Bedinung (I) überschritten wird, nimmt der Absolutwert der Petzval-Summe zu, die Krümmung der Petzval-Bildfeldschale nimmt zu und die sphärische Aberration ist unterkorrigiert. Insbesondere wenn der obere Grenzwert der Bedingung (II) überschritten wird, wird das Televerhältnis groß, und außerdem wird die Unterkorrektur d. h. die zu geringe Korrektur der sphärischen Aberrationen ausgeprägt Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (I) überschritten wird, nimmt das Televerhältnis ab, die sphärische Aberration ist leicht überkorrigiert bzw. zu stark korrigiert, und die Petzval-Summe wird auch positiv, was ein unerwünschter Zustand ist. Ferner wird, wenn der untere Grenzwert der Bedingung (II) überschritten wird, die Überkorrektur, d. h. eine zu starke Korrektur der sphärischen Aberration ausgeprägt.

Die Bedingungen (III) und (IV) zusammen sind ebenso wie die Bedingungen (I) und (II) vorgesehen, um eine gute Ausgewogenheit zwischen dem Televerhältnis und allen Aberrationen zu erhalten. Die Bedingung (III) dient dazu, den Bereich für die Brennweite der Linse Ll festzusetzen, während die Bedingung (IV) den Bereich der Brennweite für die Linse Ll festsetzt.

Wenn die oberen Grenzwerte der Bedingungen (III) und (IV) überschritten werden, wird das Televerhältnis groß und außerdem nehmen Koma und die Farbfehler zu. Wenn bezüglich der Koma die Bildhöhe in positiver Richtung genommen wird (der Einfallwinkel in negativer Richtung genommen wird), neigt die untere Seite des Strahlenbündels außerhalb der optischen Achse dazu, unterkorrigiert, d. h. zu wenig korrigiert zu sein, und die Aberrationen werden größer. Außerdem nimmt der Farbvergrößerungsfehler bei kurzen Wellenlängen zum Bildfeldrand zu, während bei großen Wellenlängen die Aberrationen zur Bildfeldmitte hin zunehmen.

Wenn der obere Grenzwert der Bedingung (IV) überschritten wird, werden die Bildfeldkrümmungen, insbesondere die meridionale Bildfeldkrümmung groß. Außerdem werden Farblängsfehler bei Strahlen kurzer Wellenlängen überkorrigiert und bei Strahlen großer Wellenlängen unterkorrigiert.

Wenn die unteren Grenzwerte der Bedingungen (III) und (IV) überschritten werden, nehmen Verzeichnung, Koma sowie Farbvergrößerungsfehler zu. Die Verzeichnung hat gewöhnlich die Tendenz in einem Teleobjektiv positiv zu sein; wenn aber die unteren Grenzwerte der Bedingungen (III) und (IV) überschritten werden, wird diese Tendenz deutlich stärker. Im Falle von Koma werden die Strahlen auf der Unterseite des Strahlenbündels außerhalb der optischen Achse überkorrigiert. Der Farbvergrößerungsfehler wird bei kurzen Wellenlängen in Richtung der optischen Achse und im Falle von Strahlen mit größerer Wellenlänge in Richtung des Randes größer.

Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (IV) überschritten wird, nehmen Astigmatismus und Farbfehler an der optischen Achse sogar weiter zu. Insbesondere die meridionale Bildfeldkrümmung wird groß.

Die Bedingung (V) ist vorgesehen, um sphärische Aberration in vernünftigen Grenzen zu halten. Die fünfte Linsenfläche (d. h. die Linsenfläche, welche einen Krümmungsradius r₅ hat) macht die überkorrigierte sphärische Aberration unwirksam, welche an der drittten Linsenfläche (mit dem Krümmungsradius r_}) auftritt. Wenn der obere Grenzwert der Bedingung (V) überschritten wird, wird die Wirkung der fünften Linsenfläche stärker als die Wirkung der dritten Linsenfläche, und die sphärische Aberration ist unterkorrigiert. Wenn der untere Grenzwert der Bedingung (V) überschritten wird, wird die Wirkung der dritten Linsenfläche stärker als die Wirkung der fünften Linsenfläche, was eine Überkorrektur der sphärischen Aberration zur Folge hat.

Wenn, wie oben ausgeführt, die Bedingungen (I) bis (V) gleichzeitig erfüllt sind, kann ein Teleobjektiv geringer Baulänge oder Abmessung mit einer ausgezeichneten Abbildungsleistung erhalten werden,
so Nachstehend werden nunmehr drei Ausfühningsformen der Erfindung beschrieben. In jeder dieser drei Ausfuhrungsformen ist mit 2 x w das Bildfeld, mit n, der Berechnungsindex für die «/-Linie des Glases der /-ten Linse und mit v, die Abbesche Zahl der /-ten Linse bezeichnet.

/ = 100, relative Öffnung 1 :4 und 2 x w =

η = 49,145

r₂ = -139,858

r_} = -102,785

r_x = 464,254

/5 = 27,916

r„ = 73,843

r-, = -13,799

/"8 = 55,915

r₉ = 43,303

r₁₀ = -24,382

d_x = 3,17

d₂ = 1,45

rf₃ = 1,3

rf₄ = 0,48

d_s = 2,09

</_e = 41,29

d-, = 1,64

rf₈ = 0,74

d₉ = 1,73

Σά = 53,89

Beispiel 1 2 x 6,3°

η, = 1,49831 n₂ = 1,78472 /I₃ = 1,51633 n₄ = 1,65844 n₅ = 1,59551

bildseitige Schnittweite = 25,926 Televerhältnis = 0,298

\f_F/f_R\ = 163, 0567-58,2031 = 1,083 Uf = 41,553/100 = 0,416 J_xZf = 73,388/100 = 0,734 /,// = -107,132/100 = -1,071 (IZr₃ + lZr_s) x f_F = 1,645

I In Fig.	/ - ioo,	2 sind die Korrekturkurven dieses	4 und	2Xw =	Beispiels wiedergegeben
I	*r_x =*				Beispiel 2
	relative Öffnung 1	*äi =*	3,64	2 x 6,3°
	49,848
		di =	1,92	η, = 1,49831
	-122,53
		d) =	1,04
rs =	-95,49
		*du =*	0,11	/I₂ = 1,78472
r_h =	635,883
		*ds =*	2,34
O =	27,509
		*dt ⁼*	41,29	/I₃ = 1,51633
*r_g =*	66,751
		*di =*	1,22
/9 =	-13,666
		*d% =*	0,95	n₄ = 1,65844
no =	53,83
		d₉ =	1,59
42,631
	V^ =	54,1	/I₅ = 1,59551
-23,602

bildseitige Schnittweite = 25,584 Televerhältnis = 0,797

\f_FZf_R\ = |63,709/-59,365| = 1,073 IZf = 42,165/100 = 0,422 UZf = 71,609/100 = 0,716 /V/ = -105,733/100 = -1,057 ClZr-, + IZr₅) X f_F = 1,649 V₁ = 65
V₂ = 25,7
V₃ = 64,2
V₄ = 50,9
V₅ = 39,2

V₁ = 65

V₂ = 25,7

V₃ = 64,2

V₄ - 50,9

v₅ = 39,2

10

15

20

25

30

40

45

50

55

60

65 i

In Fig. 3 sind die Korrekturkurven dieses Beispiels wiedergegeben.

Beispiel 3

/ = 100, relative Öffnung 1 : 4 und 2 x w = 2 x 6,3°
r, = 40,08

20 25 30 35 40

	= -177,113	*di =*	3,12	η, = 1,48749
T₂
	= -119,42	*d₂ =*	2,46
r)
	= 449,086	*d₃ =*	1,3	n₂ = 1,78472
*rt,*
	= 27,817	*du =*	0,24
rs
	= 55,68	*ds =*	2,2	n₃ = 1,48749
ft
	= -13,564	*de =*	41,49
/•7
	= 70,514	dj =	1,47	n₄ = 1,65844
*^r%*
	= 44,714	*dt =*	0,76
r₉
	= -24,89	dg =	2,43	/I₅ = 1,59551
*r\o*
	bildseitige Schnittweite		= 55,27
	Televerhältnis = 0,798	= 24,528

ν, - 70,2

V₂ = 25,7

V₃ = 70,2

V₄ = 50,9

V₅ = 39,2

\f_F/f_R\ = |64,468/-61,766| = 1,044
Uf = 45,522/100 = 0,425
fi/f = 67,362/100 = 0,674
f₂/f = -120,094/100 = -1,201
(//r₃ + IZr₅) X f_F = 1,778

In Fig. 4 sind die Korrekturkurven dieser Ausführungsform wiedergegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50 55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Teleobjektiv geringer Baulänge, mit insgesamt 5 Linsen (Z, 1 bis L5), wobei die vordere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonvexlinse (Ll), eine einzelstehende Bikonkavlinse (12) und eine einzelstehende

5 Meniskuslinse (L3) aufweist und objektivseitig konvex ist, und wobei die hintere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonkavlinse (L4) und eine einzelstehende Bikouvexlinse aufweist und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten aufweist:

/ = 100, relative Öffnung 1 :4 und 2 X w = 2 X 6,3°

r, = 49,145

rf, = 3,17 π, = 1,49831 ν, = 65

T₁ = -139,858

rf, = 1,45
15 r₃. = -102,785

rf₃ = 1,3 n₂ = 1,78472 ν, = 25,7

r₄ = 464,254

rf₄ = 0,48 r₅ = 27,916

20 d₅ = 2,09 n₃ = 1,51633 V₃ = 64,2

r_b = 73,843

d_b = 41,29 r-i = -13,799

rf₇ = 1,64 n₄ = 1,65844 v₄ = 50,9

25 r_t = 55,915

d»= 0,74 r₉ = 43,303

d₉ = 1,73 /I₅ = 1,59551 V₅ = 39,2

T₁₀ = -24,382
30

wobei r, (/ = 1 bis 10) die Linsenradien, rf, (/' = 1 bis 9) die Scheitelabstände der Linsenflächen und n, und ν,· (/ = 1 bis 5) die Brechungsindizes bzw. die Abbeschen Zahlen der Linsen sind, und 2 x w das Bildfeld ist.

2. Teleobjektiv geringer Baulänge mit insgesamt 5 Linsen (Ll bis L5), wobei die vordere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonvexlinse (Ll), eine einzelstehende Bikonkavlinse (L2) und eine einzelstehende

35 Meniskuslinse (L3) aufweist und objektivseitig konvex ist, und wobei die hintere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonkavlinse (L4) und eine einzelstehende Bikonvexlinse aufweist und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten aufweist:

r, = 49,848

v, = 65
r₂ = -122,53

rf₂ = 1,92

V₂ = 25,7

/ = ioo, relative Öffnung 1 :4 und 2Xw = 2 X 6,3° r\ = = 49,848 rf, = 3,64 n, = 1,49831 ^r2 ⁼ = -122,53 rf₂ = 1,92 ^ri ⁼ = -95,49 rf₃ = 1,04 Ti₁ = 1,78472 /"4 = = 635,883 rf₄ = 0,11 ^rS ~ = 27,509 ds = 2,34 /I₃ = 1,51633 re = = 66,751 de = 41,29 T₁ = = -13,666 dy = 1,22 n₄ = 1,65844 r* = = 53,83 rf_g = 0,95 T₉ = = 42,631 rf, = 1,59 /I₅ = 1,59551 r,₀ = = -23,602

50 rf₅ = 2,34 /ι₃ = 1,51633 V₃ = 64,2

ν₄ = 50,9

ds= 0,95 T₉ = 42,631

v₅ = 39,2
/-,ο = -23,602

wobei η (i = 1 bis 10) die Linsenradien, rf,- (/ = 1 bis 9) die Scheitelabstände der Linsenflächen, n,.und ν, (/ = 1 bis 5) die Brechungsindizes bzw. die Abbeschen Zahlen der Linsen sind, und 2 x w das Bildfeld ist.

3. Teleobjektiv geringer Baulänge mit insgesamt 5 Linsen (Ll bis LS), wobei die vordere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonvexlinse (Ll), eine einzelstehende Bikonkavlinse (L2) und eine einzelstehende 65 Meniskuslinse (L3) aufweist und objektivseitig konvex ist, und wobei die hintere Linsengruppe eine einzelstehende Bikonkavlinse (L4) und eine einzelstehende Bikonvexlinse aufweist und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten aufweist:

/ = 100, relative Öffnung 1 :4 und 2 x w = 2 x 6,3° r\ = = 40,08 d\ = 3,12 λ, = 1,48749 Λ> = ' -177,113 d₂ = 2,46 '3 ⁼ = -119,42 di = 1,3 U₂ = 1,78472 r_A = 449,086 rf₄ =■ 0,24 rs = ds = 2,2 «3 = 1,48749 d_b = 41,49 h = rf₇ = 1,47 n₄ = 1,65844 rs = ^₈ = 0,76 r<> = d₉ = 2,43 n_s = 1,59551 r\o = = 27,817 = 55,68 = -13,564 70,514 = 44,714 = -24,89

ν, = 70,2

v₂ = 25,7

10 V₃ = 70,2

15 v₄ = 50,9

v₅ = 39,2 20