DE3608634A1 - Weitwinkellinsensystem mit kurzer gesamtlaenge - Google Patents

Description

- 3 Beschreibung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkel linsensystem mit kurzer Gesamtlänge und speziell auf ein helles Weitwinkellinsenstem mit einer Linsenanordnung vom Teleobjektivtyp.

Vv/ In letzter Zeit ist als Objektiv für eine Kompaktkamera mit Zentralverschluß ein Weitwinkellinsensystem bekannt geworden, dessen Televerhältnis klein ist und das eine Linsenanordnung vom Teleobjektivtyp aufweist.

Bei vielen Ausführungsformen weist ein solches Linsensystem eine Zerstreuungslinse in Form eines Zerstreuungsmeniskus in der hinteren Linsengruppe auf. Dieses Linsensystem bringt jedoch Probleme mit sich, wie beispielsweise Aberrationsverschlechterungen an einer tief koncpaven Oberfläche und bei der Ausbildung des Linsensystems in größeren Abmessungen aufgrund eines großen Abstands zwischen den vorderen und hinteren Linsengruppen.

Die Anmelderin hat früher ein Linsensystem vorgeschlagen, das eine Verbesserung der Aberration und eine Miniaturisierung des Linsensystems zuläßt, während es ein kleines Televerhältnis und einen großen Bildwinkel bewahrt, indem die Zerstreuungslinse in der hinteren Gruppe als Doppellinse ausgeführt ist (Japanische Patentanmeldung 39,242/82).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein helles Linsensystem hoher Güte anzugeben, das eine Öffnung F von etwa 2,8 aufweist und das man durch Weiterentwicklung der in den früher von der Mandantin vorgeschlagenen Konzepte

erhält und das geringere Änderungen in Abbildungsfehlern zeigt, die aus der Vorwärtsbewegung der Frontlinsengruppe resultieren, und geringere Abbildungsfehler, speziell Verzerrung, zeigt.

Ein Linsensystem nach der vorliegenden Erfindung enthält fünf Linsen, bestehend aus einer vorderen Gruppe in Form einer Dreiergruppe und einer hinteren Gruppe aus zwei Zerstreuungslinsen, wobei die zwei Zerstreuungslinsen in der hinteren Gruppe Meniskuslinsen sind, deren Flächen stärkerer Krümmung einander gegenüberstehen, wobei das Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

0 < f_U2 ... (1)

0.7 < |f_D|/f < 1 ... (2)

I I

35 < ^₃ < 50 ... (3)

-8 < r₈/r₉ < -4 ... (4)

f. 2 ⁼ kombinierte Brennweite einer ersten und einer

f = Brennweite des Gesamtsystems

kombinierte Brennweite einer

zweiten Linse von der Objektseite
f_R = Brennweite der hinteren Gruppe
r. = Krümmungsradius der i-ten Oberfläche von der

Objektseite
Vj = Abbe'sche Zahl der i-ten Linse von der

Objektseite

Die Bedingung (1) bezieht sich auf die Brechkraft der Dreiergruppe, die die vordere Linsengruppe bildet, und ist dazu vorgesehen, das Auftreten von Aberrationen zu mini-

mieren. Im Stand der Technik ist in der Dreiergruppe eine große negative Brechkraft der zweiten Linse zugeordnet, um die Petzval'sehe Summe herabzusetzen, sodaß divergierende Strahlen auf die dritte Linse einfallen können, und daraus resultiert f, ₂ < 0· Unter dieser Bedingung ist das Auftreten von Abrration relativ groß. Da bei der vorliegenden Erfindung die hintere Gruppe die negative Petzval'sehe Summe aufweist, fallen die konvergenten Strahlen auf die dritte Linse, um die Belastung der dritten Linse zu minimieren und das Auftreten von Aberrationen einzuschränken, sodaß es möglich wird, ein hohes Ausmaß an Aberrationskorrektur zu erreichen.

Die Bedingung (2) ist notwendig, um das Televerhältnis zu minimieren, damit das Linsensystem kompakt werden kann. Wenn der Wert kleiner als der untere Grenzwert der Bedingung (2) ist, dann wird die Brechkraft der hinteren Gruppe zu groß, sodaß sie dazu neigt, zusätzlich zur positiven Verzerrung Koma zu erzeugen. Wenn der Wert den oberen Grenzwert überschreitet, tritt weniger Aberration auf, aber das Televerhältnis kann nicht minimiert werden, sodaß es unmöglich wird, die Linse kompakt zu gestalten.

Die Bedingung (3) ist dazu vorgesehen, paraxiale chromatische Aberration und chromatische Vergrößerungsaberration zu beseitigen und gleichzeitig die komatische Komaaberration (Differenz hinsichtlich der Farbe) zu korrigieren. Für Strahlen, die durch den Randbereich der Linsen in der vorderen Gruppe fallen und den hohen Bildwinkel erreichen, tritt die chromatische Aberration von divergentem Koma an der dritten Fläche auf. Es ist dann wirkungsvoll, die Farbdifferenz dadurch zu vermindern, daß man ein Glas mit einer relativ starken Streuung zur dritten Linsen verwendet und chromatische Aberration eines konvergenten Komas an

der sechsten Fläche erzeugt. Wenn der Wert kleiner als der untere Grenzwert ist, dann ist die chromatische Aberration des Komas klein, die Korrektur der paraxialen chromatischen Aberration wird jedoch in diesem Falle unmöglich. Wenn andererseits der Wert den oberen Grenzwert überschreitet, dann kann die chromatische Aberration des Komas nicht klein gemacht werden.

Die Bedingung (4) ist notwendig, um das Ausmaß von sphärischer Aberration der hinteren Gruppe zu minimieren, indem die Gestalt einer Luftlinse, die in der hinteren Gruppe enthalten ist, Beschränkungen unterworfen wird. Wenn die vordere Gruppe nach vorn zur Scharfeinstellung verschoben wird, dann erhält man hiermit ein Linsensystem kleiner Änderung der sphärischen Aberration. Eine Korrektur der sphärischen Aberration des gesamten Systems kann man erzielen, indem man sphärische Aberration unterschiedlicher Vorzeichen vorsieht, deren Größe jedoch in den vorderen und hinteren Linsengruppen im wesentlichen gleich ist. Und wenn der Umfang der Aberration der entsprechenden Gruppen klein gemacht ist, dann nimmt die Änderung der Aberration, die aus dem Verschieben der vorderen Linsengruppe resultiert, vermindert. Wenn der Wert kleiner als der untere Grenzwert ist, dann kann man das Ausmaß der sphärischen Aberration der hinteren Linsengruppe nicht herabsetzen. Wenn der Wert den oberen Grenzwert überschreitet, dann vergrößern sich Astigmatismuserscheinungen bei hohem Bildwinkel, sodaß es unmöglich ist, hohe Objektivleistungen zu erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Γ) Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform

ft

eines Linsensystems nach der vorliegenden Erfindung, und

Figuren 2, 3 und 4 Aberrationskurven von ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen der Erfindung.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im einzelnen erläutert. Bei diesen Ausführungsformen ist f = 100, F = 2,88, Bildwinkel 2CO = 62°, d. = Länge einer optischen Achse zwischen der i-ten Linsenfläche und der (i + 1)-ten Linsenfläche, und n. = Brechungsindex der d-Linie der i-ten Linse.

Ausführungs beispiel 1	Aberrati	87.061	dl	onskurven	ι: Fig	. 2	V	1	= 53.94
rl =	33.795	70.853	d2	= 9.0	nl	=1.713
r2 -	100.845	-92.082	d3	= 3.01			V	2	= 26.06
r3 =-123.955	146.303	d4	= 2.47	n2	=1.7847
r4 =	99.512	d5	=10.68			V	3	= 42.02
r5 -	-21.515	d6	= 8.97	n3	=1.72
■ r6 =	-33.135	d7	= 6.84			V	4	= 47.2
r7 =	d8	= 4.1	n4	=1.54072
• r8 =	d9	= 9.92				5	= 37.99
r9 =		= 2.9	n5	=1.72342
r10=

Werte von Bedingungsformeln sind:

i) 508
ii) 0,816

iii) 47,2

iv) -4,63

Ausführung beisplel 2	S- Aberrati(	di =	Dnskurven	: Fig.	3	V1 = 55.46
rl	= 32.453	d2 -	9.63	nl =	1.6968
r2	= 91.492	d3 =	3.3			V2 = 26.55
r3	=-113.181	d4 =	2.68	n2 =	1.76182
r4	= 78.635	d5 =	8.75			V3 = 42.02
r5	= 69.954	d6 *	9.12	n3 =	1.72
r6	= -86.288	d7 -	6.45			V4 = 48.84
r7	= 160.176	d8 =	4.38	n4 =	1.53172
r8	= 115.61	d9 *	9.43			V5 = 42.02
r9	= -21.033		2.7	n5 =	1.72
rio	- -31.58

Werte von Bedingungsformeln sind:

i) 768
ii) 0,876

iii) 48,84

iv) -5,5

Ausführungs- Aberrationskurven: Fig. 4 beispiel 3

ri	= 32.591	dl	= 10.0	ni	=1.713	vl
r2	= 101.43	d2	= 3.3
r3	=-120.476	d3	= 2.6	n2	=1.78472	V2
r4	= 66.983	d4	= 8.5
r5	= 70.755	d5	= 8.65	n3	=1.72342	V3
r6	= -84.593	d6	= 6.45
r7	= 159.862	d7	= 4.3	n4	=1.58144	V4
r8	= 125.386	d8	= . 9.5
r9	= -20.859	d9	= 2.9	n5	=1.72342	V5
r	.= -30.839

53.94

= 25.7

= 37.99

= 40.89

= 37.99

Werte von Bedingungsformeln sind

1 ,

ii!

Hi]

iv'

318

0,929
37,99
-6,01

Wie Fig. 1 im Axialschnitt zeigt und wie auch aus den Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, weist das Linsensystem nach der vorliegenden Erfindung einen einfachen Aufbau auf und kann leicht hergestellt werden, weil es nur sphärische Flächen hat, daher ist das Televerhältnis klein, es liegt bei etwa 1, die Objektivöffnung ist groß (F ist klein) und die verschiedensten Aberrationen sind gut korrigiert, wie die Figuren 2 bis 4 zeigen.

- Leerseite -

Claims (4)

STUNTZSTRASSE 16 ■ 8000 MÜNCHEN 80 1 Anwaltsakte 34 865 X Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan Weitwinkel 1insensystem mit kurzer Gesamtlänge Patentansprüche

1. Weitwinkel linsensystem mit kurzer Gesamtlänge, ent- " y

V haltend fünf Linsen, die in einer vorderen Dreiergruppe \ und einer hinteren Gruppe aus zwei Zerstreuungslinsen angeordnet sind, wobei die zwei Zerstreuungslinsen in der hinteren Gruppe Meniskuslinsen sind, deren Flächen stärkerer Krümmung einander gegenüberstehen, wobei das Weitwinkellinsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

^{0< f}1.2

0,7<|f„| /f < 1
ι κ ι

worin

f = Brennweite des Gesamtsystems

■f^ 2 ⁼ kombinierte Brennweite einer ersten und

einer zweiten Linse, von der Objektseite

gesehen

X / EK _ 2 - -

- 2 f_R = Brennweite der hinteren Gruppe

2. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Bedingung erfüllt:

35 < V₃ < 50

worin

"Ϋ- = Abbe'sche Zahl der i-ten Linse, von der Objektseite her gesehen.

3. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Bedingung erfüllt:

-8 < r_Q/r₉ < -4
worin

r. = Krümmungsradius der i-terv Linsenfläche, von der Objektseite her gesehen.

4. Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Bedingung erfüllt:

-8 < r₈/r_g < -4.