DE2540520C2 - Teleobjektiv - Google Patents

Description

(a) 0,4F<| Fb\<0,9F;Fb<0,

(b) 3,5 <

R_c R„

(C) -0,05<F/F„ ■ V_n + F/F„V„<0,05 ,

wobei

. ist, und eine negative Linse (R&, Rn), die nach hinten konkav ist, besitzt, die in dieser Reihenfolge von vorne nach hinten angeordnet sind (F i g. 2).

6. Teleobjektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die positive und die negative Linse in der hinteren Linsengruppe verkittet sind.

20

25

F die Brennweite des Objektivs bei Einstellung auf 00 ist,

Fb die Brennweite der hinteren Linsengruppe,

Rv der Krümmungsradius der am stärksten sammelnden Fläche der hinteren Linsengruppe,

rc der Krümmungsradius der am stärksten zerstreuenden Fläche der hinteren Linsengruppe,

Fp bzw. Vp die Brennweite bzw. die mittlere Abbesche Zahl der Linse bzw. der Linsen mit positiver Brechkraft, die die hintere Linsengruppe aufweist, und

Fn bzw. Vn die Brennweite bzw. die mittlere Abbesche Zahl der Linse bzw. der Linsen mit negativer Brechkraft sind, die die hintere Linsengruppe aufweist.

2. Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Linsengruppe eine erste Oberfläche (Ry) besitzt, die nach vorne konvex ist und eine hinterste Oberfläche (R₉; A₁₀), die nach hinten konkav ist und deren Krümmungsradius kleiner als der der ersten Oberfläche ist

3. Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv in dieser Reihenfolge in der vorderen Linsengruppe eine bi-konvexe Linse, eine negative Meniskuslinse, die nach vorne konkav ist, und eine positive Linse, die nach vorne konvex ist, und in der hinteren Linsengruppe eine positive Linse, die nach vorne konvex ist und eine negative Linse, die nach hinten konkav ist, besitzt.

4. Teleobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive und die negative Linse in der hintere:/ Linsengruppe verkittet sind (Fi)

5. Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Linsengruppe zwei bi-konvexe Linsen (Ru Rr, R3, Ra) und eine negative Linse (Rs, Rt), die nach vorne konkav ist, besitzt, die in dieser Reihenfolge von vorne nach hinten angeordnet sind, und daß die hintere Linsengruppe eine positive Linse (R₇, Rg), die nach vorne konvex Die Erfindung bezieht sich auf ein Teleobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Teleobjektive dieser Art sind aus der DE-OS 22 44 259 bekannt Bei diesen Teleobjektiven wird zur Scharfeinstellung die vordere Linsengruppe zusammen mit einem Teil der hinteren Linsengruppe verschoben. Diese Fokussierungsmethode hat zwar den Vorteil, daß die Bildfehler verhältnismäßig gut korrigiert sind, nachteilig ist aber, daß die große und schwere vordere Linsengruppe zur Scharfeinstellung verschoben werden muß, was einen kompliziert aufgebauten Fokussierungsmechanismus mit hohem Drehwiderstand bedingt. Ein derartiges Objektiv ist damit nicht schnell und nicht leichtgängig einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Teleobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart wieterzubilden, daß eine schnelle und leichtgängige Scharfeinstellung bei guter Bildfehlerkorrektur mOglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Verschiebung der hinteren Linsengruppe (mit kleinem Durchmesser) bei ortsfester vorderer Linsengruppe erlaubt einen einfachen Fokussierungsmechanismus mit geringem Drehwiderstand, so daß eine schnelle und geschmeidige Scharfeinstellung möglich ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung der hinteren Linsengruppe gemäß den Bedingungen (a) bis (c) führt zu einer guten Bildfehlerkorrektur über den gesamten Fokussierungsbereich. Bei Scharfeinstellung des Objektivs von Unendlich auf nahe Objekte wird nur die hintere Linsengruppe gegen die Bildebene bewegt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert:

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Teleobjektivs eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig.2 zeigt einen Längsschnitt eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, dargestellt in einer Objektivfassung mit einem Fokussierungsmechanismus für eine einäugige Reflexkamera;

Fig.3 zeigt einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig.4, 5 und 6 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach Fig. 1, wie sie für ein im Unendlichen befindliches Objekt auftreten;

F i g. 7, 8 und 9 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach Fig. 1, wie sie für ein in einer Entfernung von 8000 Längeneinheiten befindliches nahes Objekt auftreten;

Fig. 10, 11 und 12 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach Fig. 2, wie sie für ein im Unendlichen befindliches Objekt auftreten;

Fig. 13, 14 und 15 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach Fig. 2, wie sie für ein in einer Entfernung von 8000 Längeneinheiten befindliches

Objekt auftreten;

Fig. 16, 17 und 18 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach F i g. 3, wie sie für ein im Unendlichen befindliches Objekt auftreten;

Fig. 19, 20 und 21 zeigen Aberrationskurven des Objektivs nach Fig.3, wie sie für ein in einer Entfernung von 12 000 Längeneinheiten befindliches Objekt auftreten.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele, für ein Teleobjektiv zur Benutzung mit einer photographischen Kamera. Jedes Teleobjekt- f besitzt eine mit Λ bezeichnete normalerweise feste vordere Linsengruppe mit positiver Brechkraft und eine zur Fokussierung bewegliche mit B bezeichnete hintere Linsengruppe mit negativer Brechkraft Die vordere Linsengruppe A besteht aus zwei Linsen mit positiver Brennweite und aus einer Linse mit negativer Brennweite. Die hintere Linsengruppe B besteht aus zwei Linsen, die entweder, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, miteinander an ihren benachbarten Oberflächen verkittet sind oder, wie in F i g. 3 gezeigt, zwischen sich einen Luftraum bilden, und die als Ganzes im wesentlichen als negative Meniskuslinse ausgebildet ist, deren von vorne gezählte erste brechende Oberfläche konvex nach vorn und deren hinterste brechende Oberfläche konkav nach hinten ist, wobei die Krümmungsradien der ersten und der hintersten Oberfläche kleiner sind als der ihrer Kittfläche oder die ihrer gegenüberstehenden Oberflächen.

Verstellt man das Teleobjektiv von einem Objekt im Unendlichen zu einem nahen Objekt einer Entfernung von 8000 oder 12 000 Längeneinheilen, so bewegt -:ich die hintere Linsengruppe B hinter einer Blende D von einer in durchgehenden Linien gezeichneten Position zu einer in gestrichelten Linien gezeichneten Position, mittels einer Einrichtung, die beispielsweise, wie in F i g. 2 gezeigt, einen verschiebbaren Fokussierungsring R aufweist, der mit einer Linsenfassung L verbunden ist, die über einen Anpassungsring Man einem Kamerakörper befestigt ist Die Größe der Fokussierungsbewegung ΔΧ άζτ hinteren Linsengruppe B kann durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden:

-2

AX

k (I⁺¹K (-^

worin Si die vom Scheitelpunkt der ersten brechenden Oberfläche des Objektivs gemessene Entfernung des Objekts bedeutet F die Brennweite des Objektivs bei Scharfstellung auf den unendlich fernen Punkt, Fa die Brennweite der vorderen Linsengruppe, Fb die Brennweite der hinteren Linsengruppe und O\ den Abstand zwischen der vorderen Hauptebene des Objektivs bei Einstellung auf den unendlich fernen Punkt und dem Scheitelpunkt der ersten brechenden Linsen-Fläche des Objektivs. Der Wert von ΔΧ nimmt ein positives Vorzeichen an, wenn die Größe der Bewegung in Strahlrichtung erfolgt.

Es ist für den Korrektionszustand des Objektivs von Vorteil, daß die hintere Linsengruppe und ihre Linsen den folgenden Beziehungen genügen:

(a) 0,4F<| Fb\<0$F,Fb<0,

Rc-Rv

(C) -0,05 <

Fp Vp Fn- Vn

7- < 0,05,

worin F die Brennweite des Objektivs bei Einstellung auf den unendlich fernen Punkt bedeutet, Fb die Brennweite der hinteren Linsengruppe, Rv den Krümmungsradius einer stark konvexen Oberfläche der hinteren Linsengruppe, .Reden Krümmungsradius einer stark konkaven Oberfläche der hinteren Linsengruppe, Fp bzw. Vp die Gesamtbrennweite bzw. mittlere Abbesche Zahl der Linse oder der Linsen mit positiver Brennweite, in der hinteren Linsengruppe und Fn bzw. Vn die Gesamtbrennweite bzw. mittlere Abbesche Zahl der Linse oder der Linsen mit negativer Brennweite, in der hinteren Linsengruppe.

Bedingung (a) erleichtert das Erreichen eines annehmbaren Kompromisses zwischen der Forderung nach einem großen Scharfeinstellbereich mit relativ kleiner axialer Verschiebung der hinteren Linsengruppe S, und nach einer guten Stabilisierung der Aberrationen über den ganzen Fokussierungsbereich. Obwohl die Größe der axialen Verschiebung der hinteren Linsen-' gruppe bei Unterschreiten der absoluten Brennweite Fb der hinteren Linsengruppe unter die untere Grenze 0,4 F weiter verringert werden kann, wird es dann schwieriger, die Änderungen der Aberrationen bei der Fokussierung des Objektivs auszugleichen. Umgekehrt erfordert die Benutzung einer Linsengruppe, deren absolute Brentiweite größer ist als die obere Grenze 0,9 F, als hintere Linsengruppe — infolge ihrer vergrößerten axialen Verschiebung — einen Fokussierungsmechanismus größerer Abmessungen

Aufgrund von Änderungen der Aberrationen, die durch die Fokussierung erfolgen, ist es erforderlich, daß zahlreiche Restaberrationen und insbesondere die der hinteren Lirsengruppe zugeschriebene sphärische Aberration kleiner gemacht werden müssen. Aus diesem Grund muß die hintere Linsengruppe so konstruiert sein, daß sie ein beidseitig konkaves Meniskuslinsenglied besitzt, und die Bedingung (b) erfüllt wird. Wenn die obere Grenze der Bedingung (b) überschritten wird, vergrößert sich die der hinderen Linsengruppe eigene sphärische Aberration unannehmbar mit einer daraus folgenden vergrößerten Änderung der Gesamtaber'-ation beim Scharfstellen. Wenn die untere Grenze unterschritten wird, entsteht das schwierige Problem, Resiaberrationen des ganzen Objektivs über den gesamten Scharfeinstellbereich auszugleichen.

Für die Stabilisierung der chromatischen Aberrationen über den Scharfeinstellbereich ist es vorzuziehen, die hintere Linsengruppe achromatisch in einem durch Bedingung (c) definierten, bescheidenem Maße zu korrigieren.

Drei in Fi g. 1,2 und 3 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele haben die in den entsprechender. Tabellen 1, 3 und 5 gegebenen Konstruktionsdaten. Dabei bezeichnen R\, R2 ■.. die Krümmungsradien der Linsenflächen, und ein negatives Vorzeichen zeigt an, daß die Oberfläche nach vorne konkav ist; d\, dz...

bezeichnet die axiale Dicken der einzelnen Linsen bzw. die Luftabstände zwischen den Linsengliedern des Objektivs; M, N₂... bzw. V_r, V₂... bezeichnet den Brechungsindices für die d-Linie des Spektrums bzw. die Abbeschen Zahl der Gläser. Zusätzlich ist die Änderung des Luftabstandes zwischen der vorderen und der hinteren Linsengruppe bei Scharfeinstellung angege-

Beispiel I

Tabelle 1 (Tür Fig. 1)
Objektivbrennweite / = 400 1 :4.5

R₁= 269,35 (/, = 15.0

R₂= -167,16 d₂= 0,57

/?.,= -175,34 (/,= 5,0

A₄- -582,43 rf₄= 0,5

221,05
1181,46

78.47
612.19

54,91

(Z₅=IUO (/,, = variabel (Z₇= 4.0 d»= 2.5 ben. Die Aberrationskoeffizienten der Objektive nach den Tabellen 1, 3 und 5 sind in den entsprechenden Tabellen 2, 4 und 6 angegeben, worin I die sphärische Aberration bedeutet, II die Koma, III den Astigmatismus, P die Petzvalsche Summe und Vdie Verzeichnung, wie sie einem Objekt im Umendlichen entspricht.

N₁ = 1,43387
N₂ = 1,8061
Λ', = 1.48749

W₄ = 1,70154
W₅ = 1.713

I , =95,2 V₂ = 40,9 K, = 70,1

K₅ = 53,9

Linsenabstand bei Scharfeinstellung des Objektivs

	Entfernung des Objekts	I	0.691	II	-0,328	170.66	III	0,156	400	P	0,449	V
	von der	21.450	-29,497	192,69	40,562	359,5	0.724	-0,287
	■ Bildebene	- 25,505	35.242		-48,695		-1,018	-56,773
	Unendlich	0.511	-1,052		2.164		0,306	68,691
Tabelle 2	8 Meter	0,312	-0.114		0,042		0.593	-5,083
Linsen-		2,514	-4.243	7,163	0,110	-0,234
Hache		-0.021	-0.178	-1,516	2,101	-12,278
Nr.		-0,020	0.021	-0,023	0,002	4,959
1	0,051	0.132	0.340	-3.032	0,021
1	-0.015	-0,018	0.194	0.237	-6,903
3					- 7,888
4
5
6
7
8
9
Σ

Beispiel II

Tabelle 3 (für Fig. 2)

Objektivbrennweite /= 400 - 356,5 1:4,5

R₁= 174,03 rf, = 13,0

R₂=- 599,39 d₂= 0.5

R₃= 224,05 ^₃ = 12,5

R₁₁= -252,26 rf₄= 1,08

A₅ = -261,06 d_s= 5,0

/J₆= 892^7 d_b=variabel

R₁= 69.67 d-,= 3,0

R₀ =

97.92
51,80

= 2,5 Wi = 1,43387
AT₂ = 1,48749
W₃ = 1,8061

W₄= 1,7552
W₅ = 1,7725

V₁ =95,2 P₂ = ⁷O-I V₃ =40,9

V₅ =49,7

7 8

Linsenabstand beim Scharfeinstellen des Objektivs

Hntferniing des Objekts von der Bildebene

Unendlich 8 Meter

'/„

169.7 195.7

400
356.5

Tabelle 4	I	2.562	Il	2,146	III	1.797	P	0.695	Γ	-2.088
l.inscn-	2,902	-5.163	9,185	0.201	-16.698
fliiche	- 0.066	- 0,064	-0.062	0,585	0.507
Nr.	32.868	- 48.426	1.348	0,519	-105.886
1	-39,041	57.621	-85,041	-0,683	126.519
->	0.734	-1.722	4,036	-0,200	-8.991
3	-0.037	-0,241	-1.547	2,470	5.911
4	-0,000	0,005	-0,030	0,022	0.045
5	0,057	0,156	0,425	-3,365	- 7.996
6	-0.020	0,018	0,111	0.245	-8.677
7
8
9
Σ

Beispiel ΠΙ

Tabelle 5 (für Fig. 3)

Objektivbrennweite /= 600 - 509,7

Γ.4.5

Λ,	= 751,56
Λ,	= -241.19
R3	= -246.40
Λ4	= -517,34
A5	= 270,97
Rh	= -3511.86
Ri	106,09
Λκ	463.13
R»	= 399.18
D	_ (.1 (.-I

"ι =	16.00
</,=	0,5
d] =	5.0
d.=	0.5
d,=	variabel
di =	4.0
d* =	0.5
d =	2.5

N₁= 1.43387
W₂ = 1.8061
N₃ = 1.43387
N₄= 1.72342
N₅ = 1.6935

V₁ =95.2 I', = 40.9 r, = 95.2 I 4 = 38.0 C₅ = 53.3

Linscii;ibst;iiul lx-i Scharfeinstellung des Objektivs Iinllcrnung des Objekts

von der Bildebene i/„ /

Unendlich 10 Meter

294.2
336.0

600
509.7

Tabelle 6

10

Liiiien-	I	0.107	Il	- 0,044	111	0,018	I'	0.241
fliiche	18.801	- 35,793	68,142	0,752
\r.	-23.078	44,008	-83,922	- 1,086
!	1.358	- 3,095	7,075	0.517
	0.835	- 0,902	0,974	0.670
	1.908	-4,327	9,809	0,051
4	-0,002	-0,072	-2,096	2,373
5	1,475	-2,458	4,096	-0.543
β	1.350	2,323	- 3,999	0.615
7	0.042	0,141	0,472	- 3,630
H	0,093	-0,220	0,571	-0,038
U j
10
Σ

-0.106

-131.160

162.109

-17.359

-1.777

- 22.354

7.980

-5.919

5.823

-10.575

-13.340

Die grundsätzliche Bauweise des beschriebenen
Teleobjektivs ist mit im wesentlichen gleichen Ergebnissen auf einen anderen Typ von Teleobjektiven anwendbar, der ein fast brechkraftloses Meniskuslinsenglied mit seiner beidseitig konvexen Oberfläche

besitzt, wobei dieses Meniskuslinsenglied vor oder nach der bewegbaren hinteren Linsengruppe angeordnet ist, ohne die Aberrationen im wesentlichen zu beeinträchtigen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Teleobjektiv mit einer vorderen, positiven Linsengruppe und einer hinteren, negativen Linsengruppe, in der die am stärksten sammelnde Linsenfläche die erste Linsenfläche und die am stärksten zerstreuende Linsenfläche die letzte Linsenfläche ist, wobei zur Scharfeinstellung des Objektivs auf nahe Objekte der Abstand der zweiten Linsengruppe zur ersten Linsengruppe größer gemacht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zur Scharfeinstellung die hintere Linsengruppe (B/zur Bildebene (IP) verschiebbar ist, und daß die zweite Linsengruppe (B) folgende Bedingungen erfüllt: