DE1497590C3

DE1497590C3 - Lichtstarkes Objektiv mit veränderbarer Brennweite

Info

Publication number: DE1497590C3
Application number: DE1497590A
Authority: DE
Inventors: Karl 6550 Bad Kreuznach Macher
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1966-04-05
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1974-10-17
Also published as: DE1497590B2; GB1134776A; US3486809A; DE1497590A1; CH452220A

Description

a) die Brechkräfte der vier Wirkungsgruppen des Varioteils sind so verteilt, daß die Brennweite der vierten Wirkungsgruppe kleiner ist als 75% derjenigen der ersten Wirkungsgruppe und die Brennweite der dritten Wirkungsgruppe um mindestens 10% größer ist als diejenige der zweiten Wirkungsgruppe (deutsche Patentschrift 1093 580),

b) die Brennweite der ersten Wirkungsgruppe ist kleiner als das 4fache derjenigen der fünften Wirkungsgruppe (deutsche Patentschrift 1197243),

c) die erste Wirkungsgruppe besteht aus drei positiven Einzellinsen, denen in einem Abstand von weniger als 0,25 · Z₁ eine Negativlinse vorgesetzt ist (französische Patentschrift 1 407 593),

d) die zweite Wirkungsgruppe besteht aus einem negativen Meniskus und einem negativen Kittglied (französische Patentschrift 1407 593),

e) die dritte Wirkungsgruppe ist ein aus zwei Linsen entgegengesetzter Brechkraft zusammengesetzter negativer Meniskus (französische Patentschrift 1 407 593),

f) die vierte Wirkungsgruppe besteht aus zwei positiven Einzellinsen, in die Kittflächen eingefügt werden können,

g) die fünfte Wirkungsgruppe ist ein viergliedrig fünflinsiges System, bej dem einer Bikonkavlinse eine Positivlinse vor und zwei Positivlinsen nachgesetzt sind,

h) zwischen dem Varioteil und der fünften Wirkungsgruppe ist der Strahlenverlauf konvergent.

Um die hohe öffnung bei geringer sphärischer Zone zu erreichen, ist eine sammelnde Kittfläche in die Bikonkavlinse der fünften Wirkungsgruppe eingefügt worden, und um die chromatische Korrektion günstig zu beeinflussen, sind die Brechzahlen der Gläser des bikonkaven Kittgliedes in der fünften Wirkungsgruppe größer als 1,65, um gleichzeitig die Sphäre zu beeinflussen, ist die Differenz dieser Brechzahlen größer als 0,03, wobei die Ny-Werte der beiden miteinander verkitteten Linsen sich höchstens um ± 5 Einheiten unterscheiden, dadurch werden stärkere Krümmungen der Außenradien vermieden und der Gaußfehler gering gehalten.

Das Einfügen einer zweiten Kittfläche im Kittglied der zweiten Wirkungsgruppe wirkt sich besonders günstig auf den Farbquerfehler aus, wobei das Kittglied der zweiten Wirkungsgruppe aus einer

Bikonkavlinse besteht, die von zwei positiven Menisken umgeben ist und die Brechzahlen dieser drei Linsen größer als 1,6 und die Differenzen der Brechzahlen der positiven Menisken und der Bikonkavlinse kleiner als 0,15 sind.

Durch die Einhaltung der Merkmale a) bis c) wird ein großer Variationsbereich bei möglichst kleinen Durchmessern erreicht. Durch die Verteilung der starken Brechkraft der zweiten Wirkungsgruppe auf zwei Negativlinsen entstehen flachere Radien, welches sich günstig auf die gesamte Korrektur auswirkt. Die dritte Wirkungsgruppe ist aus Gründen der Farbkorrektion als verkitteter Meniskus ausgebildet, während die Brechkraft der vierten Wirkungsgruppe auf zwei Positivlinsen verteilt ist, um so die starke sammelnde Wirkung dieser Gruppe zu lockern und damit eine Unterkorrektur der Sphäre zu vermeiden.

Durch den konvergenten Strahlengang zwischen dem Varioteil und der fünften Wirkungsgruppe konnte für die fünfte Wirkungsgruppe eine relativ große Brennweite gewählt und somit relativ flache Krümmungsradien eingesetzt werden, welches sich günstig auf die Korrektion des Gesamtsystems auswirkt.

Eine besonders gut ausgeglichene Korrektion läßt sich erzielen bei denjenigen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegenden Objektiven, deren Konstruktionsdaten so dicht bei denen der nachfolgenden Tabelle zu entnehmenden Werten liegen, daß keine der Flächenbrechkräfte I n/r dem

Betrag nach um mehr als ±0,10 --γ- und kein Scheitelabstand d um mehr als ± 0,05 · f_A, keine Brechzahl des Glases, bezogen auf die Wellenlänge / = 587,6 nm, um mehr als ± 0,02 und kein Ny-Wert um mehr als ± 5 Einheiten von dem betreffenden in der Tabelle jeweils angegebenen Wert abweicht, wobei mit f_A die Anfangsbrennweite des Objektivs bezeichnet ist. Die in der folgenden Tabelle angegebenen Zahlenwerte für dieses Objektiv beziehen sich auf eine Anfangsbrennweite f_A = 1 mm, bei dem die relative öffnung 1:2,0 und der Brennweitenbereich 1:10 beträgt.

öffnungsverhältnis 1 :2,0, f_A = 1 mm, s' = 2,689 mm

II

III

IV

	*^ri =*	-10,268	di	= 0,244	1,71736	29,51	54,71	53,89	51,00	In/i-
										-0,06986365
L₁	r₂ =	+ 8,963	d₂	= 0,471	Luft			31,15
										-0,08003570
	r₃ =	+ 11,058	d₃	= 0,919	1,64050	60,08	25,46	Luft (variabel)	59,64
										+0,05792186
L₂	r₄ =	-11,058	d₄	= 0,008	Luft		53,89	1,52630
									+0,05792186
	»5 =	+ 32,114	d₅	= 0,581	1,64050	60,08	25,46	Luft
									+0,01994457
L₃	r₆ =	-14,211	*d_b*	= 0,008	Luft		Luft (variabel)	1,52249
									+0,04507071
	r₇ =	+ 5,358	dj	= 0,589	1,71300	53,89	1,71300	Luft
									+0,13307204
*L₄.*	r₈ =	+ 13,256	*d_a*			Luft (variabel)	1,68893
								-0,05378696
	*r₉ —*	+ 4,843	d₉	= 0,163	1,69100
						+0,14268015
L₅	^10 =	+ 1,711	dio	= 0,650	Luft
						-0,40385739
	^rn =	- 5,124	dn	= 0,252	1,80518
						-0,15713895
L₆	^r\i =	- 2,911	du	= 0,163	1,71300
						+0,03166609
L₁	^r13 ⁼	+ 2,911	*d_l3*	= 0,317	1,80518
						+0,03166609
L₈	^r14 ⁼	+ 10,028	*d₁₄*
					-0,08029317
	^r15 —	- 2,397	d\5	= 0,163
					-0,29745515
L₉	r =	+ 3,639		= 0,325
					-0,00661445
	r,₇ =	- 6,520	dn
10					+0,10566411
	r₁₈ =	+ 12,202	*d_l8*	= 0,285
					+ 0,04313227
L_n	r₁₉ =	- 4,853	*d_i9*	= 0,008
					-0,10844838
	i-20 =	+ 5,233	*d₂₀*	= 0,244
					+0,09984521
L₁₂	r_2I =	+45,691	*d->.*	= 0,244
					-0,01143529

₁₃

₁₄

₁₆

₁₇

	+ 2,003	1 497 590	1,48523	8	''■>	An/r
					81,61	+0,24225162
	+21,154		Luft
		Fortsetzung			-0,02293797
r₂₂ —	- 4,917		1,79504
				28,39	-0,16169208
^r23 =	- 1,395	d₂₂ =	1,74080
				28,05	+0,03888172
»24 =	+ 1,898	d₂₃ =	Luft
					-0,39030558
»25 =	+ 5,867	d₂₄ =	1,48523
				81,61	+0,08270495
»26 =	- 3,125	^25 ⁼	Luft
					+0,15527360
»27 =	+ 2,525	d₂₆ =	1,48523
				81,61	+0,19217029
»28 =	-12,642	d₂₁ -
			+ 0,03838237
»29 =	d₂₈ -

»30 =	d₂₉ :



	= 0,488

= 0,325

= 0,772

= 0,167

= 0,366

= 0,382

= 0,045

= 0,374

Die Brennweiten der Wirkungsgruppen I bis V sind:

Si = + 6,92 Si =-2,154 Si = - 5,285 Si=+ 3,821 Si= +4,513

Die variablen Luftabstände d₈, d₁₄ und d_in sind für fünf Einstellungen in der nachstehenden Tabelle angegeben:

In Übereinstimmung mit den Angaben in der Schnittzeichnung F i g. 1 bezeichnen T₁ bis r₃₀ die Radien der Linsen L₁ bis L₁₇ in den Wirkungsgruppen I bis V, wobei die Wirkungsgruppen I bis IV den Varioteil und die Wirkungsgruppe V das Grundobjektiv bedeuten. Die Dicken der Linsen und die Luftabstände sind mit d_t bis ^₉ bezeichnet. Die Brechzahlen

/'■	ds	du	*äi-,*
1,0	0,046	3,981	1,371
2,0	2,077	1,645	1,676
5,0	3,848	0,222	1,328
7,0	4,282	0,327	0,789
9,75	4,589	0,769	0,040

der Gläser sind für die d-Linie des Spektrums angegeben, desgleichen die Ny-Werte derselben.

In F i g. 2 sind die Laufwege der Verschiebeglieder II und III für den gesamten Brennweitenbereich in Kurvenform dargestellt. Die Brennweite /₄' der vierten Wirkungsgruppe IV beträgt + 3,821 und ist kleiner als 75% der Brennweite // der ersten Wirkungsgruppe I, die rechnungsgemäß + 6,92 beträgt. Die Brennweite Si der dritten Wirkungsgruppe III ist mit — 5,285 um mindestens 10% größer als die Brennweite f₂ der zweiten Wirkungsgruppe II, die — 2,154 beträgt. Die Brennweite // der ersten Wirkungsgruppe I beträgt + 6,92 und ist kleiner als das 4,0fache der Brennweite /₅' der Wirkungsgruppe V, die rechnungsgemäß +4,513 beträgt.

Der Luftabstand d₂ zwischen der negativen Frontlinse L₁ und den folgenden drei Positivlinsen L₂, L₃, L₄ beträgt 0,471 und ist kleiner als der vierte Teil der Brennweite // der ersten Wirkungsgruppe I, die rechnungsgemäß + 6,92 beträgt.

Die Brechzahlen des bikonkaven Kittgliedes L₁₄, L₁₅ in der fünften Wirkungsgruppe V haben einen Wert von 1,79504 und 1,74080 und sind somit größer als 1,65, und die Differenz dieser beiden Brechzahlen beträgt 0,05424 und ist größer als 0,03.

Die Brechzahlen des dreilinsig verkitteten Gliedes LJL₁ZL₈ in der zweiten Wirkungsgruppe II haben einen Wert von 1,80518, 1,71300 und 1,80518 und sind somit größer als 1,6, und die Differenz zwischen den Brechzahlen der positiven Linsen und der negativen Linse beträgt 0,09218 und ist kleiner als 0,15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 511/302

Claims

Patentanspruch:

Lichtstarkes Vario-Objektiv mit großem Brennweitenbereich, bestehend aus einem der Filmebene zugekehrten Grundsystem positiver Brechkraft und einem diesem vorgeordneten Varioteil aus vier Wirkungsgruppen, von denen die erste — frontseitige — und die dem Grundsystem zugekehrte Wirkungsgruppe positiver Brechkraft fest angeordnet und zwischen diesen zwei axial und relativ zueinander verschiebbare Wirkungsgruppen negativer Brechkraft vorgesehen sind, wobei die erstere — frontseitige — Wirkungsgruppe aus einem sammelnden, aus mehreren Gliedern

aufgebauten Systemteil und einem diesem vorgeschalteten Negativglied besteht, g e k e η η zeichnet durch folgende Objektivdaten, wobei keine der Flächenbrechkräfte (.In/r) dem

Betrag nach um mehr als ± 0,10 · -7- und kein

Scheitelabstand (d) um mehr als ± 0,05 ■ f_A, keine Brechzahl des Glases, bezogen auf die Wellenlänge λ = 587,6 nm, um mehr als ± 0,02 und kein Ny-Wert um mehr als ± 5 Einheiten abweichen dürfen:

Öffnungsverhältnis 1 :2,0, f'_A = 1 mm, s' = 2,689 mm

h — -10,268 d, = 0,244 1,71736 29,51 54,71 53,89 51,00 I ii/ r -0,06986365 L₁ r₂ — + 8,963 d₂ = 0,471 Luft 31,15 -0,08003570 r₃ = + 11,058 d₃ = 0,919 1,64050 60,08 25,46 Luft (variabel) 59,64 +0,05792186 L₂ r₄ = -11,058 d₄ = 0,008 Luft 53,89 1,52630 +0,05792186 ^r5 = + 32,114 ds = 0,581 1,64050 60,08 25,46 Luft +0,01994457 L₃ r₆ = -14,211 de = 0,008 Luft Luft (variabel) 1,52249 + 0,04507071 Y₁ — + 5,358 di = 0,589 1,71300 53,89 1,71300 ' Luft +0,13307204 L₄ Y₈ = + 13,256 ds Luft (variabel) 1,68893 -0,05378696 Y₉ = + 4,843 Cl₉ = 0,163 1,69100 +0,14268015 L₅ ho = + 1,711 d_l0 = 0,650 Luft -0,40385739 ^rn = - 5,124 dn = 0,252 1,80518 -0,15713895 L₆ hi ~ - 2,911 d₁₂ = 0,163 1,71300 +0,03166609 L₇ r₁₃ = + 2,911 d₁₃ = 0,317 1,80518 +0,03166609 ^₈ r₁₄ = + 10,028 -0,08029317 'is = - 2,397 d₁₅ = 0,163 -0,29745515 L₉ ^r16 = + 3,639 d_l6 = 0,325 -0,00661445 Lio hi = - 6,520 dn +0,10566411 + 12,202 ^₁S = 0,285 + 0,04313227 L₁₁ Y₁₉ = - 4,853 = 0,008 -0,10844838 ^r20 = + 5,233 d₂₀ = 0,244 +0,09984521 L₁₂ ^r21 = +45,691 di\ = 0,244 -0,01143529

■Ί3

^14

₁-,

= + 2,003 1 497 590 1,48523 4 In/r + 0,24225162 = +21,154 Fortsetzung Luft ^22 81,61 -0,02293797 = - 4,917 d₂₂ = 0,488 1,79504 ^23 -0,16169208 = - 1,395 d₂₃ = 0,325 1,74080 »24 28,39 +0,03888172 = + 1,898 d₂₄ = 0,772 Luft ^25 28,05 -0,39030558 = + 5,867 d₂₅ = 0,167 1,48523 ^r26 +0,08270495 = - 3,125 d₂₆ = 0,366 Luft r₂₁ 81,61 + 0,15527360 = + 2,525 d₂₁ = 0,382 1,48523 r₂₈ +0,19217029 = -12,642 d₂₈ = 0,045 ^r29 81,61 + 0,03838237 d₂₉ = 0,374 »30

Die Erfindung betrifft ein lichtstarkes Vario-Objektiv mit großem Brennweitenbereich, bestehend aus einem der Filmebene zugekehrten viergliedrigen Grundsystem positiver Brechkraft und einem diesem vorgeordneten Varioteil aus vier Wirkungsgruppen, von denen die erste — frontseitige — und die dem Grundsystem zugekehrte Wirkungsgruppe positiver Brechkraft fest angeordnet und zwischen diesen zwei axial und relativ zueinander verschiebbare Wirkungsgruppen negativer Brechkraft vorgesehen sind, wobei die erstere — frontseitige — Wirkungsgruppe aus einem sammelnden, aus mehreren Gliedern aufgebauten Systemteil und einem diesem vorgeschalteten Negativglied besteht.

Derartige Objektive mit mechanischem Schnittweitenausgleich sind bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv nach diesem bekannten Aufbau mit einem Brenn weiten Variationsbereich von etwa 1 :10 zu schaffen, bei dem die Anfangsbrennweite kleiner ist als die Formatdiagonale und die relative öffnung trotz des großen Brennweitenbereichs 1:2,0 beträgt. Weiterhin soll der Durchmesser des Frontgliedes nicht wesentlich größer sein als der Durchmesser des Öffnungsstrahls für die größte Brennweite, wobei bei Einstellung auf nahe Entfernungen mittels einer Verschiebung der ersten Wirkungsgruppe das Bildformat noch voll ausgeleuchtet wird, so daß bei Farbaufnahmen die Vignettierung keinen leistungsmindernden Einfluß hat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Objektiv mit den im Anspruch gekennzeichneten Daten erfüllt.

Die Erfüllung der Kombination folgender an sich bekannter Merkmale wird als vorteilhaft angesehen: