DE3149852C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv gemäß dem
Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 beziehungsweise
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Ein derartiges Varioobjektiv ist aus der US-PS 40 74 931
bekannt. Hier ist bildseitig vor der zweiten Linsengruppe
eine Blende angeordnet, die während der
Brennweitenänderung ortsfest bezüglich der Bildebene
gehalten wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Varioobjektiv zu
schaffen, dessen Konstruktion eine Miniaturisierung des
Objektivs bei gleichzeitiger Kompensation der Aberration
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der
Ansprüche 1 bzw. 2 bzw. 3 gelöst.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung
anhand der in den Zeichnungen rein schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 ein Objektiv entsprechend Ausführungsbeispiel
1 oder 2,
Fig. 2, 3 und 4 die Aberrationen des Ausführungsbeispiels 1
bei minimaler, mittlerer und maximaler
Brennweite,
Fig. 5, 6 und 7 die Aberrationen des Ausführungsbeispiels 2
bei der minimalen, mittleren und maximalen
Brennweite,
Fig. 8 das Objektiv entsprechend Ausführungsbeispiel
3 und
Fig. 9, 10 und 11 die Aberrationen des Ausführungsbeispiels
3, bei der minimalen, mittleren und
maximalen Brennweite.
Im allgemeinen sind Varioobjektive im Telebereich
Objektive mit vier Linsengruppen. Jedoch haben diese
Objektive viele Linsen, so daß sich die gesamte Baulänge
des Objektivs vergrößert. Insbesondere wird der
Durchmesser der vorderen Linsengruppe so vergrößert, daß
es schwierig ist, eine ausreichende Kompaktheit zu
erzielen. Daher ist dieser Linsenaufbau nicht für ein
Objektiv mit rückseitig angeordneter Blende geeignet.
Bei einem Varioobjektiv mit großem Varioverhältnis,
welches einen Weitwinkelbereich umfaßt, sind häufig drei
Linsengruppen vorgesehen. Auch dieser Objektivtyp hat
viele Linsen und ist nicht für das Varioobjektiv mit
rückseitig angeordneter Blende geeignet.
Andererseits ist es bei Varioobjektiven mit zwei
Linsengruppen, die als Weitwinkelobjektive verwendet
werden, möglich, das Objektiv aus einer Linsenzahl
zusammenzusetzen, die der Linsenzahl bei einem üblichen
Objektiv entspricht. Bei einem Varioobjektiv mit zwei
Linsengruppen, das eine Blende enthält, muß diese Blende
zusammen mit der Bewegung der zweiten Linsengruppe bewegt
werden, so daß das Objektiv mechanisch kompliziert ist und
das konstante Öffnungsverhältnis während der Veränderung
der Vergrößerung ohne Wechsel der Blende nicht
aufrechterhalten werden kann. Jedoch ist das Varioobjektiv
mit rückseitig angeordneter Blende von diesen Nachteilen
frei.
Ebenso ist die Wahl der Bildfeldgröße von Bedeutung. Bei
rückseitig angeordneter Blende macht es der Einschluß sehr
großer Bildwinkel sehr schwierig, den Erfordernissen der
Aberration-Korrektur und der Kompaktheit zu begegnen.
Für ein Varioobjektiv mit zwei Linsengruppen ist es
möglich, den Telebereich durch eine geeignete
Brechkraftanordnung abzudecken. Da jedoch das Objektiv
eine rückseitig angeordnete Blende ist, ist es notwendig,
den Durchmesser der vorderen Linsengruppe zu vergrößern.
Das Objektiv genügt den nachfolgend aufgeführten
Bedingungen:
(1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,
(2) 1.2 < Zr ≦ 2.3 ,
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,
(2) 1.2 < Zr ≦ 2.3 ,
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,
wobei:
f T
die Brennweite des Objektivs in der
Teleeinstellung,
Z
r
das Varioverhältnis,
F
I
die Brennweite der ersten Linsengruppe,
F
II
die Brennweite der zweiten Linsengruppe,
f
IIP
die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe
angeordneten, durch die positiven Linsen vor der
negativen Linse der zweiten Linsengruppe
gebildeten Teilsystems,
n
L4
der Brechungsindex der ersten positiven Linse der
zweiten Linsengruppe und
R
LN
der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der
negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist.
Die zuvor aufgeführten Bedingungen werden nachfolgend
erläutert.
Die Bedingungen (1) und (2) betreffen das Verhältnis
zwischen der minimalen und der maximalen Brennweite des
Objektivs und der Brennweite der ersten Linsengruppe und
beziehen sich auf das Merkmal der rückseitig angeordneten
Blende.
In anderen Worten bedeutet dies, daß die Bedingung (1) die
Brechkraft der ersten Linsengruppe relativ zur maximalen
Objektivbrennweite definiert. Ebenso bedeutet diese
Bedingung die geeignete Verwendung des Objektivs in einem
relativ kleinen Vergrößerungsbereich unterhalb einer
größengleichen Abbildung der Bildfokussiervergrößerung der
zweiten Linsengruppe. In Verbindung damit hat die zweite
Linsengruppe ein einfaches Bildfokussierverhältnis, wenn
ein Verhältnis von f T /|f I|=1 gewählt wird.
Wenn die obere Grenze der Bedingung (1) überschritten
wird, und zwar für den Fall, daß der Wert f T konstant
gehalten wird, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe
relativ erhöht, so daß der brauchbare Bereich der zweiten
Linsengruppe auf die Seite starker Vergrößerung bewegt
wird. Dies verursacht notwendigerweise eine Erhöhung der
Brechkraft der zweiten Linsengruppe infolge der verkürzten
Länge des gesamten Objektivs. Dieses Resultat dient der
Miniaturisierung des Objektivs. Jedoch für den Fall des
Varioobjektivs mit rückseitig angeordneter Blende kann
starke Koma erzeugt werden, und zwar im Bereich der
maximalen Brennweite. Als Resultat ist es unmöglich, eine
gewünschte Kompensation der Aberrationen zu erhalten.
Gleichzeitig können durch Erfüllung dieser Bedingung
kompakte Varioobjektive geschaffen werden.
Wenn umgekehrt die untere Grenze der Beziehung (1)
unterschritten bzw. überschritten wird, ist eine
Miniaturisierung nicht möglich, obwohl eine Kompensation
der Aberration möglich ist.
In Zusammenwirkung mit der Bedingung (1) wird die
Bedingung (2) ausgewählt, um die Brechkraft der ersten
Linsengruppe zu definieren. Wenn die untere Grenze der
Bedingung (2) überschritten wird, ist es klar, daß kein
brauchbares Varioobjektiv geschaffen werden kann. Wenn
umgekehrt die obere Grenze überschritten wird, wird die
Gesamtlänge oder die Brechkraft der Linsengruppe
vergrößert. In jedem Fall kann starke Koma der zuvor
genannten Art bei der maximalen Brennweite erzeugt werden.
Dies ist nicht erwünscht.
Die Brechkraft der ersten Linsengruppe ist durch die
Bedingungen (1) und (2) definiert. Jedoch ist
die definierte Brechkraft relativ klein. Durch
Zusammensetzen der ersten Linsengruppe aus zwei negativen
Linsen und einer einzelnen positiven Linse kann eine
ausreichende achromatische Wirkung und die Kompensation
der Aberrationen erzielt werden. Dabei wird von der
Objektseite her eine negative Linie, eine negative Linse
und eine positive Linse angeordnet, um die Hauptebene der
ersten Linsengruppe nach hinten zu verlegen, damit das
gesamte Objekt miniaturisiert werden kann.
Der Brennweitenbereich des Varioobjektivs umfaßt den
Bildfeldbereich vom "Halbweitwinkel-Bereich" bis zum
"Halbtele-Bereich". Das Varioverhältnis ist ungefähr auf
den Wert 2 begrenzt, um eine gute Funktionsfähigkeit zu
erzielen.
Aufgrund dessen ist das Varioobjektiv mit einem
Varioverhältnis von ungefähr 2 leicht für das allgemeine
Photographieren bei Standardbildfeldern, das
Schnappschuß-Photographieren und das
Portrait-Photographieren eines beliebigen zu
photographierenden Objekts zu handhaben.
Ebenso ist im allgemeinen die zweite Linsengruppe des
Objektivs so konstruiert, daß zur Erzielung der
Miniaturisierung und um die Aberrationen, insbesondere die
Bildfeldkrümmungen klein zu halten, die Petzvalsche
Summe hoch ist und die Hauptebene vorne angeordnet ist.
Die Bedingung (3) bezieht sich auf die gesamte Brennweite
von zwei oder drei positiven Linsen, die vor der negativen
Linse der zuvor beschriebenen zweiten Linsengruppe
angeordnet sind.
Wenn die obere Grenze der Bedingung (3) überschritten
wird, wird die Funktion gleich der eines Teleobjektivs
schwach gemacht, was für die Miniaturisierung nachteilig
ist, während dies für die Petzvalsche Summe zuträglich
ist. Wenn dagegen die untere Grenze der Bedingung (3)
unterschritten wird, so wird die Hauptebene in der zweiten
Linsengruppe weiter nach vorne verlegt, was der
Miniaturisierung zuträglich ist. Jedoch werden die
Brechkräfte der jeweiligen Linsenglieder erhöht. Daraus
resultiert erhebliche Koma und eine sphärische Aberration,
die unzureichend kompensiert wird.
Die Bedingung (4) bezieht sich auf den Brechungsindex der
ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe. Um die
Petzvalsche Summe auf einem hohen Wert zu halten, ist es
nützlich, ein Glas mit möglichst niedriger Brechzahl zu
verwenden. Da insbesondere bei maximaler Brennweite die
Durchstoßhöhe des Lichtstrahls groß ist, wird starke Koma
erzeugt. Daher ist es notwendig, die zuvor genannte
positive Linse aus einem möglichst stark brechenden Glas
herzustellen, um dadurch die Krümmungsradien der beiden
Flächen der Linse zu begrenzen und um die Koma in Grenzen
zu halten.
Wenn nämlich die untere Grenze der Bedingung (4)
unterschritten wird, kann so starke Koma an der zuvor
beschriebenen positiven Linse bei der maximalen Brennweite
erzeugt werden, daß es schwierig ist, diese gut zu
korrigieren.
Die Bedingung (5) bezieht sich auf den Krümmungsradius der
objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten
Linsengruppe. Die Brechkraft des aus den zwei oder drei
positiven Linsen vor dieser Linse bestehenden Teilsystems
ist dazu bestimmt, die Bedingung (3) zu erfüllen, und zwar
im Hinblick auf die Kompaktheit des Objektivs und die
Kompensation der Aberrationen. Diese Brechkraft ist
stärker als die der zweiten Linsengruppe. Insbesondere ist
der Koma-Beitrag und der Astigmatismus-Beitrag dieses
Teilsystems wichtig. Eine Funktion der negativen Linse ist
die Kompensation der verschiedenen Aberrationen, die in
dem zuvor beschriebenen positiven Teilsystem erzeugt
werden. Gleich ob die Bedingung (5) erfüllt wird, ist der
Krümmungsradius der auf der objektseitigen Fläche der in
Rede stehenden negativen Linse zu klein, so daß die
verschiedenen Aberrationen übermäßig kompensiert werden,
oder die Linse wird ein objektseitig konvexer negativer
Meniskus. Daraus resultiert ein zu kleiner Krümmungsradius
der bildseitigen Fläche, so daß eine übermäßige
Kompensation der sphärischen Aberration erzeugt wird.
Die Bedingungen (1) bis (5) werden von den Objektiven mit
den in den Patentansprüchen aufgeführten
Konstruktionsdaten erfüllt.
Claims (3)
1. Varioobjektiv mit einer ersten, negativen
Linsengruppe und einer zweiten, positiven Linsengruppe,
die zur Brennweitenänderung relativ zueinander
verschiebbar sind, wobei die erste negative Linsengruppe
aus zwei negativen Linsen sowie einer positiven Linse
besteht, die zweite, positive Linsengruppe aus drei
positiven Linsen, einer negativen Linse und einer
positiven Linse besteht, und das Varioobjektiv folgenden
Bedingungen genügt:
(2) 1.2 < Zr ≦ 2.3 ,
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß bildseitig der zweiten Linsengruppe eine Blende angeordnet ist, die während der Brennweitenänderung ortsfest bezüglich der Bildebene gehalten wird, daß das Varioobjektiv weiterhin folgender Bedingung genügt: (1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.6 ∼ 38.6 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.6 28 38.6 D₆31.27 14.16 1.08worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß bildseitig der zweiten Linsengruppe eine Blende angeordnet ist, die während der Brennweitenänderung ortsfest bezüglich der Bildebene gehalten wird, daß das Varioobjektiv weiterhin folgender Bedingung genügt: (1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.6 ∼ 38.6 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.6 28 38.6 D₆31.27 14.16 1.08worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
2. Varioobjektiv mit einer ersten, negativen
Linsengruppe und einer zweiten, positiven Linsengruppe, die zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind,
wobei die erste, negative Linsengruppe aus zwei negativen
Linsen und einer positiven Linse, die zweite, positive
Linsengruppe aus drei positiven Linsen, einer negativen
Linse und einer positiven Linse besteht, und
das Varioobjektiv
folgenden Bedingungen genügt:
(2) 1.2 < Zr ≦ 2.3 ,
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Objektiv eine Blende angeordnet ist, die hinsichtlich der fokussierenden Fläche während des Änderns der Vergrößerung in einer konstanten Lage gehalten wird, daß das Objektiv der folgenden Bedingung genügt:(1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.6 ∼ 38.6 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.6 28.0 38.6 D₄31.21 14.10 1.02worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Objektiv eine Blende angeordnet ist, die hinsichtlich der fokussierenden Fläche während des Änderns der Vergrößerung in einer konstanten Lage gehalten wird, daß das Objektiv der folgenden Bedingung genügt:(1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.6 ∼ 38.6 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.6 28.0 38.6 D₄31.21 14.10 1.02worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
3. Varioobjektiv mit einer ersten, negativen
Linsengruppe und einer zweiten, positiven Linsengruppe, die zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind,
wobei die erste, negative Linsengruppe aus zwei negativen
Linsen und einer positiven Linse, die zweite positive
Linsengruppe aus zwei positiven Linsen, einer negativen
Linse, einer positiven Linse und einer weiteren Linse besteht, und
das Varioobjektiv folgenden Bedingungen genügt:
(2) 1.2 < Zr ≦ 2.3 ,
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Objektiv eine Blende angeordnet ist, die hinsichtlich der fokussierenden Fläche während des Änderns der Vergrößerung in einer konstanten Lage gehalten wird, daß das Objektiv der folgenden Bedingung genügt:(1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.56 ∼ 39.0 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.5 28.0 39.0 D₆38.41 17.29 1.00 worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
(3) 0.6 ≦ f IIP /f II ≦ 0.75 ,
(4) n L4 < 1.70 ,
(5) R LN < -2.5 f IIP · R LN < 0 ,dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Objektiv eine Blende angeordnet ist, die hinsichtlich der fokussierenden Fläche während des Änderns der Vergrößerung in einer konstanten Lage gehalten wird, daß das Objektiv der folgenden Bedingung genügt:(1) 0.6 ≦ f T /|f I| ≦ 0.9 ,wobei:f T die Brennweite des Objektivs in der Teleeinstellung,Z r das Varioverhältnis,F Idie Brennweite der ersten Linsengruppe,F IIdie Brennweite der zweiten Linsengruppe,f IIP die Brennweite des in der zweiten Linsengruppe angeordneten, durch die positiven Linsen vor der negativen Linse der zweiten Linsengruppe gebildeten Teilsystems,n L4der Brechungsindex der ersten positiven Linse der zweiten Linsengruppe undR LN der Krümmungsradius der objektseitigen Fläche der negativen Linse der zweiten Linsengruppe ist,und daß das Objektiv folgende Konstruktionsdaten hat: f = 20.56 ∼ 39.0 1 : 2.8 Variabler Abstand
f20.5 28.0 39.0 D₆38.41 17.29 1.00 worin ist:fdie Objektivbrennweite,Rder Krümmungsradius,Ddie Linsendicke oder der Luftabstand zwischen benachbarten Linsen,Nder Brechungsindex,νdie Abbesche Zahl.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
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