DE10212171B4 - Varioobjektivsystem - Google Patents

Abstract

Varioobjektivsystem mit einer negativen ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer positiven dritten Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, bei dem die Brennweitenänderung durch Bewegen der ersten bis dritten Linsengruppe jeweils längs der optischen Achse erfolgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 1,3 < |f1/f2| < 1,8 (1) 2,0 < f3/fw < 3,4 (2) 1,05 < m3t/m3w < 1,25 (3)in denen
fw die Brennweite des gesamten Varioobjektivsystems bei der kurzen Grenzposition ist,
f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist,
f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist,
f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist,
m3w die Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei der kurzen Grenzbrennweite ist, wenn ein unendlich weit entferntes Objekt fokussiert ist,
m3t die Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei der langen Grenzbrennweite ist, wenn ein unendlichweit entferntes Objekt fokussiert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Varioobjektivsystem für eine kleine und leichte Videokamera oder Digitalkamera u.ä. mit der f-Zahl (f/D: f = Brennweite, D = Durchmesser) von mehr als 1:2,8 bei der kurzen Grenzbrennweite und einem Varioverhältnis von 2,5 bis 4,0. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Varioobjektivsystem, dessen Gesamtlänge im eingefahrenen Zustand kürzer ist.
• In den letzten Jahren musste mit weiterer Miniaturisierung und Integration von Bildaufnahmegeräten und darin vorhandenen Elementen das in einer Videokamera und einer elektronischen Einzelbildkamera vorhandene Varioobjektivsystem weiter miniaturisiert und in der Qualität verbessert werden.
• Ein Festkörper-Aufnahmeelement wie z.B. ein CCD-Element, das in einer Videokamera oder einer elektronischen Einzelbildkamera u.ä. zum Einsatz kommt, ist nahe seiner Lichtaufnahmefläche mit einem Farbtrennfilter versehen. Wenn ein Lichtstrahlenbündel aus dem Varioobjektivsystem gegenüber der optischen Achse geneigt ist, wird das Strahlenbündel durch das Farbtrennfilter blockiert, d.h. es tritt eine Abdunkelung auf, wobei die Randausleuchtung verringert wird und eine ungleichmäßige Farbe durch die Eigenschaften des Farbtrennfilters auftritt. Um eine ausreichende Telezentrizität zu erreichen, d.h. dass das Strahlenbündel rechtwinklig auf die Lichtaufnahmefläche auftrifft, benötigt man ein optisches System, bei dem die Austrittspupille einen großen Abstand zur Bildebene hat.
• Bei einer Kompaktkamera mit Varioobjektiv ist eine geringe Gesamtgröße wichtig, wenn das Objektivsystem ausgefahren ist. Außerdem wurde auch eine kompakte Gesamtgröße wichtig, wenn das Objektivsystem eingefahren ist, denn der Benutzer soll die Kamera leicht tragen können. Das Varioobjektivsystem sollte also im eingefahrenen Zustand möglichst kurz sein. Hierzu sowie zur möglichst geringen mechanischen Belastung des Varioobjektivsystems sollten die Bewegungslängen der Linsengruppen viel kürzer sein.
• Bei einem vorbekannten kompakten Varioobjektivsystem mit zwei Linsengruppen ist die erste Linsengruppe negativ, die zweite Linsengruppe positiv. Ein solches Varioobjektivsystem ist aber in Verbindung mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie z.B. einem CCD-Element ungünstig, da die Austrittspupille nahe der Bildebene liegt.
• Um solche Nachteile zu vermeiden, wurde ein Varioobjektivsystem mit drei Linsengruppen entwickelt, bei dem eine positive unbewegliche oder bewegliche Linsengruppe zwischen der zweiten Linsengruppe und der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung angeordnet ist. Ein solches System ist in den Japanischen Offenlegungsschriften JP 06A094996 A , JP 1039214 A , JP 11194274 A beschrieben.
• Das Varioobjektivsystem nach JP 06094996 A hat durch die drei Linsengruppen eine verbesserte Telezentrizität, jedoch ist das Varioverhältnis noch etwa 2,0, so dass das Erfordernis eines hohen Varioverhältnisses noch nicht erfüllt ist.
• Die Varioobjektivsysteme nach JP 10039214 A und JP 06094996 A stimmen überein und haben beide das Varioverhältnis 3. Jedoch haben sie keine kompakte Baugröße bei eingefahrenem Objektiv, da die Gesamtlänge des Varioobjektivsystems größer als die Brennweite ist.
• Das Varioobjektivsystem nach JP 11194274 A hat eine erste Linsengruppe mit zwei Linsenelementen mit mindestens einer asphärischen Fläche und erreicht das Varioverhältnis 3, wobei sieben Linsenelemente die drei Linsengruppen bilden. Es wird dabei also eine Miniaturisierung des Objektivsystems erreicht. Es treten jedoch eine relativ große sphärische Aberration und Feldkrümmung, bezogen auf die Brennweite, auf. Daher kann das Varioobjektivsystem nach JP 11194274 A in den letzten Jahren gestellte Forderung einer höheren Auflösung bei kleinerer Pixelgröße erfüllen. Da die zweite Linsengruppe durch vier Elemente gebildet ist, besteht auch das Erfordernis einer Kostenreduktion.
• Aus der US 4 465 343 ist ein Varioobjektivsystem mit einer negativen ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer posititven dritten Linsengruppe bekannt, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die Brennweitenänderung erfolgt durch Bewegen der drei Linsengruppen längs der optischen Achse.
• Die vorliegende Erfindung führt zu einem Varioobjektivsystem, das (i) in einer kleinen und leichten Videokamera oder Digitalkamera u.ä. mit einer f-Zahl von mehr als 1:2,8 bei der kurzen Grenzbrennweite und einem Varioverhältnis von ca. 2,5 bis 4,0 eingesetzt wird, (ii) einen halben Öffnungswinkel von mehr als 30° bei der kurzen Grenzbrennweite hat, (iii) eine ausreichende Abbildungsleistung für eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung höherer Auflösung hat und (iv) im eingefahrenen Zustand eine sehr kompakte Baugröße hat.
• Gemäß der Erfindung ist ein Varioobjektivsystem mit einer negativen ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer positiven dritten Linsengruppe vorgesehen, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die Brennweitenänderung erfolgt durch Bewegen der ersten bis dritten Linsengruppe jeweils längs der optischen Achse. Das Varioobjektivsystem erfüllt die folgenden Bedingungen: 1,3 < |f1/f2| < 1,8 (1) 2,0 < f3/fw < 3,4 (2) 1,05 < m3t/m3w < 1,25 (3)
• Darin sind

fw

die Brennweite des gesamten Varioobjektivsystems bei der kurzen Grenzbrennweite,

f1

die Brennweite der negativen ersten Linsengruppe,

f2

die Brennweite der positiven zweiten Linsengruppe,

f3

die Brennweite der positiven dritten Linsengruppe,

m3w

die Vergrößerung der positiven dritten Linsengruppe bei der kurzen Grenzbrennweite, wenn ein unendlich weit entferntes Objekt fokussiert ist,

m3t

die Vergrößerung der positiven dritten Linsengruppe bei der langen Grenzbrennweite, wenn ein unendlich weit entferntes Objekt fokussiert ist.

• In der positiven zweiten Linsengruppe ist die der Bildseite am nächsten liegende Fläche eine divergente Fläche, die durch eine konkave Fläche gebildet ist und die folgende Bedingung erfüllt: 0,4 < R/fw < 1,0 (4)
• Darin ist

R

der Krümmungsradius der der Bildseite am nächsten liegenden Fläche der positiven zweiten Linsengruppe.

• Beispielsweise enthält die positive zweite Linsengruppe ein positives Linsenelement mit mindestens einer asphärischen Fläche und verkittet ein positives und ein negatives Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die beiden Linsengruppen bestehen also aus den drei Linsenelementen. Die asphärische Fläche ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer als die positive Brechkraft wird, durch eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt. Die positive zweite Linsengruppe erfüllt die folgenden Bedingungen: –0,1 < Np – Nn < 0,2 (5) 5 < νp – νn < 30 (6)
• Darin sind

Np

der Brechungsindex der d-Linie des positiven verkitteten Linsenelements,

Nn

der Brechungsindex der d-Linie des negativen verkitteten Linsenelements,

νp

die Abbe-Zahl des positiven verkitteten Linsenelements, und

νn

die Abbe-Zahl des negativen verkitteten Linsenelements.

• Andererseits kann die negative erste Linsengruppe durch ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, ein negatives Linsenelement und ein positives Linsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche gebildet sein, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Sind die drei Linsengruppen durch die drei Linsenelemente gebildet, so kann jede Linsenfläche der ersten Linsengruppe eine asphärische Fläche sein. Alternativ kann die negative erste Linsengruppe ein negatives Linsenelement mit einer bildseitigen konkaven Fläche und ein positives Linsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche gebildet sein, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die beiden Linsengruppen sind also durch die beiden Linsenelemente gebildet. Ferner kann in der negativen ersten Linsengruppe mindestens eine asphärische Fläche vorgesehen sein, auf der die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker als die positive Brechkraft wird, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die Fokussierung kann mit der negativen ersten Linsengruppe oder der positiven dritten Linsengruppe vorgenommen werden. Eine positive dritte Linsengruppe aus einem bikonvexen Einzellinsenelement ist kosteneffektiv.
• Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
• 1 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 2A, 2B, 2C und 2D Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 3A, 3B, 3C und 3D Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 4A, 4B, 4C und 4D Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 5 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 6A, 6B, 6C und 6D Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 7A, 7B, 7C und 7D Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 8A, 8B, 8C und 8D Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 9 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 10A, 10B, 10C und 10D Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 11A, 11B, 11C und 11D Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 12A, 12B, 12C und 12D Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 13 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 14A, 14B, 14C und 14D Aberrationen der in 13 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 15A, 15B, 15C und 15D Aberrationen der in 13 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 16A, 16B, 16C und 16D Aberrationen der in 13 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 17 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 18A, 18B, 18C und 18D Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 19A, 19B, 19C und 19D Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 20A, 20B, 20C und 20D Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 21 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 22A, 22B, 22C und 22D Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 23A, 23B, 23C und 23D Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 24A, 24B, 24C und 24D Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite,
• 25 die Linsenanordnung eines Varioobjektivsystems als siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 26A, 26B, 26C und 26D Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite,
• 27A, 27B, 27C und 27D Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite,
• 28A, 28B, 28C und 28D Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite, und
• 29 schematisch Bewegungszustände eines Varioobjektivsystems nach der Erfindung.
• Das Varioobjektivsystem enthält, wie 29 zeigt, eine negative erste Linsengruppe (im Folgenden als erste Linsengruppe bezeichnet) 10, eine positive zweite Linsengruppe (im Folgenden als zweite Linsengruppe bezeichnet) 20 und eine positive dritte Linsengruppe (im Folgenden als dritte Linsengruppe bezeichnet) 30, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Bei der Brennweitenänderung von der kurzen Grenzbrennweite zur langen Grenzbrennweite bewegen sich die drei Linsengruppen folgendermaßen:
• (i) von der kurzen Grenzbrennweite zur Zwischenbrennweite bewegt sich die erste Linsengruppe 10 zum Bild hin. Von der Zwischenbrennweite zur langen Grenzbrennweite bewegt sich die erste Linsengruppe 10 zum Objekt hin.
• (ii) Die zweite Linsengruppe 20 bewegt sich monoton zum Objekt hin, und
• (iii) die dritte Linsengruppe 30 bewegt sich monoton zum Bild hin.
• Das Fokussieren erfolgt durch Bewegen der dritten Linsengruppe 30. Eine Blende S befindet sich vor der zweiten Linsengruppe und bewegt sich mit dieser. Filter G sind hinter der dritten Linsengruppe 30 angeordnet, und die Bildaufnahmefläche einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (CCD) ist auf der bildseitigen Fläche der Filter G oder in deren Nähe angeordnet. Wird bei dieser Anordnung der drei Linsengruppen versucht, die Linsengruppen möglichst nahe zur Bildseite hin zu bewegen, so kann die Kamera einen kompakten Aufbau haben, so dass der Benutzer sie bequem tragen kann. Um diese Kompaktheit zu erzielen, kann das Einfahren des Varioobjektivsystems pro Linsengruppe durchgeführt werden, d.h. auch wenn eine Linsengruppe gemeinsam mit einer anderen Linsengruppe (oder als Einheit) auszufahren ist, werden die Linsengruppen gegenüber einer solchen zugeordneten (integralen) Bewegung freigegeben, wenn das Varioobjektivsystem eingefahren wird.
• Die Bedingung (1) beschreibt das Verhältnis der Brechkraft der ersten Linsengruppe 10 zu derjenigen der zweiten Linsengruppe 20 und dient der geeigneten Verteilung der negativen Brechkraft der ersten Linsengruppe 10 und der positiven Brechkraft der zweiten Linsengruppe 20 sowie zur gleichzeitigen Miniaturisierung des Varioobjektivsystems.
• Wird die positive Brechkraft der zweiten Linsengruppe 20 so stark, dass |f1/f2| die obere Grenze der Bedingung (1) überschreitet, so ist eine ausgeglichene Korrekti on von Aberrationen wie der sphärischen Aberration u.ä. schwierig, gleichfalls ist eine ausreichende bildseitige Schnittweite zum Vorsehen der Filter schwierig festzulegen.
• Wird die positive Brechkraft der zweiten Linsengruppe 20 so schwach, dass |f1/f2| die untere Grenze der Bedingung (1) unterschreitet, so wird der Varioeffekt der zweiten Linsengruppe 20 geringer, so dass ihr Bewegungsbereich größer wird. Dadurch wird die Gesamtbrennweite des Varioobjektivsystems unerwünscht größer.
• Die Bedingung (2) beschreibt die Brechkraft der dritten Linsengruppe 30 und dient einer geeigneten Telezentrizität ohne Verschlechterung der Aberrationen, die durch die erste Linsengruppe 10 und die zweite Linsengruppe 20 adäquat korrigiert wurden.
• Wird die positive Brechkraft der dritten Linsengruppe 30 so stark, dass f3/fw die untere Grenze der Bedingung (2) unterschreitet, so hat die Austrittspupille einen großen Abstand zur Bildebene, so dass eine bessere Telezentrizität erzielt werden kann. Eine flachere Bildebene durch ausgeglichene Korrektion sphärischer Aberration und der Feldkrümmung ist schwierig zu erzielen.
• Wird die positive Brechkraft der dritten Linsengruppe 30 so schwach, dass f3/fw die obere Grenze der Bedingung (2) überschreitet, so ist die Brechkraft der dritten Linsengruppe 30 unzureichend, so dass die Telezentrizität schlechter und der Bewegungsbereich der dritten Linsengruppe 30 bei der Brennweitenänderung größer wird, was im Hinblick auf eine Miniaturisierung des Varioobjektivsystems nachteilig ist.
• Bei dem Varioobjektivsystem nach den Ausführungsbeispielen wird die Fokussierung zwischen einem unendlich fernen Objekt und einem nahen Objekt mit der dritten Linsengruppe 30 vorgenommen. Ist andererseits die erste Linsengruppe 10 zum Fokussieren vorgesehen, so sollte bei der Brennweitenänderung vorteilhaft keine Änderung der Brennpunktlage eintreten. Im Hinblick auf die Miniaturisierung des Varioobjektivsystems im eingefahrenen Zustand wird die Fokussierung jedoch mit der dritten Linsengruppe 30 vorzuziehen sein, da ein Linsenantrieb für die zum Fokussieren verwendete Linsengruppe (dritte Linsengruppe 30) miniaturisiert werden kann.
• Die Bedingung (3) beschreibt die Änderung der Vergrößerung der dritten Linsengruppe 30 bei der Brennweitenänderung von der kurzen Grenzbrennweite zur langen Grenzbrennweite. Diese Bedingung dient auch einer gewünschten Telezentrizität und insbesondere einer Reduzierung der Schwankungen der Aberrationen bei der Fokussierung mit der dritten Linsengruppe 30. Wird die dritte Linsengruppe zum Fokussieren verwendet, so muss ihr Bewegungsbereich vergrößert werden, insbesondere auf der Seite der langen Grenzbrennweite, um eine Fokussierung eines unendlich fernen Objekts bis zu einem nahen Objekt zu ermöglichen. Die dritte Linsengruppe 30 hat aber eine relativ große Brechkraft, um die gewünschte Telezentrizität zu erreichen, so dass sich die Feldkrümmung beim Fokussieren stark ändert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist die Vergrößerung der dritten Linsengruppe 30 bei der langen Grenzbrennweite größer als bei der kurzen Grenzbrennweite, wie die Bedingung (3) zeigt. 29 zeigt entsprechend, dass die dritte Linsengruppe 30 bei der langen Grenzbrennweite dem Bild näher steht als bei der kurzen Grenzbrennweite. Durch diese Anordnung kann die optische Leistung bei der Aufnahme eines Objekts mit geringerer Entfernung auf der Seite der langen Grenzbrennweite verbessert werden, wo der Bewegungsbereich einer Linsengruppe zum Fokussieren allgemein länger wird.
• Überschreitet m3t/m3w den oberen Grenzwert der Bedingung (3), so können bei der langen Grenzbrennweite die Änderungen der Aberrationen infolge eines kleineren Abstands reduziert werden. Die dritte Linsengruppe 30 steht aber der Bildebene zu nahe, um eine ausreichende hintere Schnittweite zu sichern.
• Befindet sich die dritte Linsengruppe 30 bei der langen Grenzbrennweite zu weit von der Bildebene entfernt, verglichen mit ihrer Position bei der kurzen Grenzbrennweite, so dass m3t/m3w den unteren Grenzwert der Bedingung (3) unter schreitet, so werden die sphärische Aberration und die Feldkrümmung beim Fokussieren eines nahen Objekts unerwünscht überkorrigiert.
• Die dem Bild am nächsten liegende Fläche der zweiten Linsengruppe soll vorzugsweise eine durch eine konkave Fläche gebildete divergente Fläche sein. Dadurch ist es möglich, ein von der zweiten Linsengruppe 20 ausgehendes Strahlenbündel von der optischen Achse abweichen zu lassen, ohne den Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 zu erhöhen. Das Strahlenbündel wird also durch die dritte Linsengruppe 30 effektiv gebrochen, so dass eine gewünschte Telezentrizität erreicht wird. Die vorstehend genannte Endfläche der zweiten Linsengruppe erfüllt vorzugsweise die Bedingung (4).
• Wird der Krümmungsradius der Endfläche der zweiten Linsengruppe 20 größer und ihre divergierende Brechkraft so schwach, dass R/fw die obere Grenze der Bedingung (4) überschreitet, so muss der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 erhöht werden, um eine gewünschte Telezentrizität zu erzielen. Eine solche Erhöhung des Abstandes ist jedoch im Hinblick auf eine Miniaturisierung des Varioobjektivsystems ungünstig.
• Wird die divergierende Brechkraft so stark, dass R/fw die untere Grenze der Bedingung (4) unterschreitet, so wird die positive Brechkraft der dritten Linsengruppe 30 gleichzeitig zu stark, so dass eine Korrektion der sphärischen Aberration und der Koma schwierig ist.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein positives Linsenelement mit mindestens einer asphärischen Fläche und ein positives sowie ein negatives damit verkittetes Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite angeordnet sind. Die asphärische Fläche des positiven Linsenelements ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin größer wird als die positive Brechkraft einer sphärischen Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich. Da die zweite Linsengruppe 20 eine Variolinsengruppe ist, haben ihre Linsenelemente eine große Brechkraft. Durch das Verkitten des zweiten und des dritten Linsenelements kann die Montagearbeit der zweiten Linsengruppe 20 vereinfacht werden, ohne die optische Leistung infolge Bearbeitungsfehlern zu verschlechtern. Die verkitteten Linsenelemente erfüllen die Bedingungen (5) und (6).
• Die Bedingung (5) beschreibt den Unterschied des Brechungsindex der d-Linie des positiven und des negativen Linsenelements. Durch Auswahl des Linsenmaterials im Bereich der Bedingung (5) ist es möglich, die sphärische Aberration ohne Verschlechtern der chromatischen Aberration zu korrigieren.
• Wird der Brechungsindex des positiven Linsenelements zu groß gegenüber demjenigen des negativen Linsenelements, so dass Np – Nn die obere Grenze der Bedingung (5) überschreitet, so ist die sphärische Aberration unterkorrigiert.
• Unterschreitet Np – Nn den unteren Grenzwert der Bedingung (5), so ist die sphärische Aberration überkorrigiert.
• Die Bedingung (6) beschreibt die Abbe-Zahlen der verkitteten Linsenelemente und dient der geeigneten Korrektion der chromatischen Aberration. Durch geeignete Kombination der Linsenmaterialien im Bereich der Bedingung (6) ist es möglich, insbesondere die laterale chromatische Aberration bei der kurzen Grenzbrennweite und die axiale chromatische Aberration bei der langen Grenzbrennweite gut ausgeglichen zu korrigieren.
• Andererseits kann die erste Linsengruppe 10 aus einem negativen Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche in dieser Reihenfolge von der Objektseite her gesehen aufgebaut sein. Ist in diesem Fall die erste Linsengruppe 10 durch die drei Linsengruppen mit den drei Linsenelementen gebildet, kann jede Linsenfläche der ersten Linsengruppe nur als sphärische Fläche ausgebildet sein. Eine ausreichende optische Leistung kann also ohne teure asphärische Linsenelemente u.ä. in der ersten Linsengruppe 10 erreicht werden, in der ihr Durchmesser größer ist.
• Alternativ kann die erste Linsengruppe 10 aus einem negativen Linsenelement mit einer bildseitigen konkaven Fläche und einem positiven Linsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche aufgebaut sein, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Ist in diesem Fall die erste Linsengruppe 10 durch zwei Linsengruppen mit den beiden Linsenelementen gebildet und hat sie mindestens eine asphärische Fläche, auf der die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die mit einer sphärischen Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugte positive Brechkraft, so kann die Verzeichnung bei der kurzen Grenzbrennweite effektiv reduziert werden, und gleichzeitig kann die optische Leistung am Bildfeldrand verbessert werden.
• Wird die dritte Linsengruppe 30 als Fokussierlinsengruppe verwendet, so ist sie vorzugsweise aus einem bikonvexen Linsenelement zur Reduktion der mechanischen Belastung gebildet, die andernfalls auf die Fokussierlinsengruppe einwirkt. Ferner kann die dritte Linsengruppe 30 eine ausreichende optische Leistung erzielen, ohne eine asphärische Fläche zu benötigen. Durch Verwenden einer asphärischen Fläche ist es aber möglich, die optische Leistung am Bildfeldrand bei der kurzen Grenzbrennweite und bei einer Nahaufnahme zu verbessern, bei der die kürzeste Aufnahmeentfernung weiter verkürzt wird.
• Spezielle numerische Daten der Ausführungsbeispiele werden im Folgenden erläutert. In den Diagrammen der chromatischen Aberration (axiale chromatische Aberration), die durch die sphärische Aberration repräsentiert wird, kennzeichnen die durchgezogene Linie und die beiden gestrichelten Linien jeweils die sphärischen Aberrationen für die d-, die g- und die C-Linie. In den Diagrammen der chromatischen Queraberration kennzeichnen die beiden gestrichelten Linien jeweils die Vergrößerung für die g- und die C-Linie. Die d-Linie fällt als Basislinie jedoch mit der Ordinate zusammen. S ist das sagittale, M das meridionale Bild. In den Tabellen sind F_NO die f-Zahl, f die Brennweite des gesamten Varioobjektivsystems, W der halbe Sichtwinkel (°), f_B die bildseitige Schnittweite (der äquivalente Luftspalt von der dem Objekt am nächsten liegenden Fläche (Filter G) bis zur Bildfläche), r der Krümmungsradius, d die Dicke des Linsenelements oder der Abstand zwischen Linsenelementen, Nd der Brechungsindex der d-Linie (Wellen länge 588 nm) und ν die Abbe-Zahl. Die Filter G (planparallele Platte) sind ein Körper aus einem Tiefpassfilter, einem Infrarot-Sperrfilter und einem CCD-Abdeckglas u.ä.
• Außerdem ist eine asphärische, zur optischen Achse symmetrische Fläche folgendermaßen definiert: x = cy2/(1 + [1 – {1 + K}c2y2]1/2) + A4y4 + A6y6 + A8y8 + A10y10...
• Darin sind

c

die Krümmung am asphärischen Scheitel (1/r),

y

der Abstand zur optischen Achse,

K

der Konizitätskoeffizient,

A4

ein Asphärizitätskoeffizient vierter Ordnung,

A6

ein Asphärizitätskoeffizient sechster Ordnung,

A8

ein Asphärizitätskoeffizient achter Ordnung, und

A10

ein Asphärizitätskoeffizient zehnter Ordnung.

• Ausführungsbeispiel 1
• Das erste Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 1 bis 4D dargestellt. 1 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 2A bis 2D zeigen Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 3A bis 3D zeigen Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 4A bis 4D zeigen Aberrationen der in 1 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 1 zeigt die numerischen Daten des ersten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche, ein bikonkaves Linsenelement und ein positives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche. Die erste Linsengruppe 10 enthält also drei Linsengruppen mit drei Linsenelementen.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen, ein bikonvexes und ein damit verkittetes bikonkaves Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die auf jeder Fläche des bikonvexen Linsenelements ausgebildete asphärische Fläche hat eine positive Brechkraft, die zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die durch eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt wird.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen. Die objektseitige asphärische Fläche ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die durch eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt wird. Andererseits ist die bildseitige asphärische Fläche so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt. Die Bewegungslinien der Linsengruppen eines jeden Ausführungsbeispiels stimmen mit den in 29 gezeigten überein.
• Tabelle 1
• F_NO = 1:2,7–3,6–5,3
• f = 8,00–13,50–24,00 (Varioverhältnis: 3,00)
• W = 31,6–19,3–11,2
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche
• Asphärische Flächendaten (die nicht angegebenen Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 2
• Das zweite Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 5 bis 8D dargestellt. 5 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 6A bis 6D zeigen Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 7A bis 7D zeigen Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 8A bis 8D zeigen Aberrationen der in 5 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 2 zeigt die numerischen Daten des zweiten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche, ein negatives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konkaven Fläche und ein positives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche. Die erste Linsengruppe 10 besteht also aus drei Linsengruppen mit den drei Linsenelementen.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen und ein positives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche und ein damit verkittetes negatives Meniskuslinsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe 20 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den drei Linsenelementen. Die asphärische Fläche auf jeder Seite des bikonvexen Linsenelementes ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen. Die asphärische, auf jeder Fläche des bikonvexen Linsenelements gebildete Fläche ist so erzeugt, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Tabelle 2
• F_NO = 1:2,7–3,6–5,2
• f = 8,00–13,50–23,00 (Varioverhältnis: 2,88)
• W = 31,8–19,0–11,5
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht angegebene Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 3
• Das dritte Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 9 bis 12D dargestellt. 9 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 10A bis 10D zeigen Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 11A bis 11D zeigen Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 12A bis 12D zeigen Aberrationen der in 9 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 3 zeigt die numerischen Daten des dritten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche und ein positives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die Linsenanordnungen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 stimmen mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.
• Tabelle 3
• F_NO = 1:2,7–3,6–4,9
• f = 8,00–13,50–22,20 (Varioverhältnis: 2,78)
• W = 31,6–19,2–11,9
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht genannte Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 4
• Das vierte Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 13 bis 16D gezeigt. 13 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 14A bis 14D zeigen Aberrationen der in 13 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 15A bis 15D zeigen Aberrationen der in 13 gezeigten Linseanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 16A bis 16D zeigen Aberrationen der in 13 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 4 zeigt die numerischen Daten des vierten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche und ein bikonvexes Linsenelement mit einer bildseitigen asphärischen Fläche. Die erste Linsengruppe 10 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den beiden Linsenelementen. Die bildseitige asphärische Fläche des bikonvexen Linsenelements ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen und ein bikonvexes sowie ein damit verkittetes bikonkaves Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe 20 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den drei Linsenelementen. Die asphärischen Flächen des bikonvexen Linsenelements sind so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit einer objektseitigen asphärischen Fläche. Die objektseitige asphärische Fläche ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Tabelle 4
• F_NO = 1:2,7–3,6–5,0
• f = 8,00–13,50–22,20 (Varioverhältnis: 2,78)
• W = 31,5–18,9–11,7
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht genannte Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 5
• Das fünfte Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 17 bis 20D dargestellt. 17 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 18A bis 18D zeigen Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 19A bis 19D zeigen Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 20A bis 20D zeigen Aberrationen der in 17 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 5 zeigt die numerischen Daten des fünften Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche und ein positives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Das negative Meniskuslinsenelement hat eine objektseitige asphärische Fläche. Diese ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen sowie ein positives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche und ein damit verkittetes negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe 20 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den drei Linsenelementen. Die asphärischen Flächen des bikonvexen Linsenelements sind so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit einer objektseitigen asphärischen Fläche. Diese ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Diese Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem die kurze Grenzbrennweite so verkürzt ist, dass der halbe Öffnungswinkel etwa 33° beträgt, während das Varioverhältnis auf 2,4 reduziert ist, so dass eine weitere Miniaturisierung des Varioobjektivsystems erreicht wird.
• Tabelle 5
• F_NO = 1:2,7–3,9–4,7
• f = 7,50–13,50–18,00 (Varioverhältnis: 2,40)
• W = 33,3–19,5–14,7
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht genannte Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 6
• Das sechste Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 21 bis 24D dargestellt. 21 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 22A bis 22D zeigen Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 23A bis 23D zeigen Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 24A bis 24D zeigen Aberrationen der in 21 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 6 zeigt die numerischen Daten des sechsten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche und ein positives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die erste Linsengruppe 10 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den beiden Linsenelementen. Das negative Meniskuslinsenelement hat eine objektseitige asphärische Fläche. Diese ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen sowie ein bikonvexes Linsenelement und ein damit verkittetes bikonkaves Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die zweite Linsengruppe 20 besteht also aus den beiden Linsengruppen mit den drei Linsenelementen. Die asphärischen Flächen des bikonvexen Linsenelements sind so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit beidseitiger sphärischer Fläche.
• In diesem Ausführungsbeispiel kann ausreichende optische Leistung ähnlich wie bei den anderen Ausführungsbeispielen erreicht werden, indem die dritte Linsengruppe 30 durch ein sphärisches Linsenelement gebildet ist, um die Herstellkosten zu reduzieren.
• Tabelle 6
• F_NO = 1:2,7–3,5–4,9
• f = 8,00–13,50–22,20 (Varioverhältnis: 2,78)
• W = 31,5–19,4–11,9
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht genannte asphärische Koeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Ausführungsbeispiel 7
• Das siebte Ausführungsbeispiel des Varioobjektivsystems ist in 25 bis 28D dargestellt. 25 zeigt die Linsenanordnung des Varioobjektivsystems. 26A bis 26D zeigen Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei der kurzen Grenzbrennweite. 27A bis 27D zeigen Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei einer Zwischenbrennweite. 28A bis 28D zeigen Aberrationen der in 25 gezeigten Linsenanordnung bei der langen Grenzbrennweite. Tabelle 7 zeigt die numerischen Daten des siebten Ausführungsbeispiels.
• Die erste Linsengruppe 10 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, ein bikonkaves Linsenelement und ein plankonvexes Linsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die erste Linsengruppe 10 besteht also aus den drei Linsengruppen mit den drei Linsenelementen.
• Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen sowie ein bikonvexes Linsenelement und ein damit verkittetes bikonkaves Linsenelement, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Die asphärischen Flächen des bikonvexen Linsenelements sind so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein bikonvexes Linsenelement mit asphärischen Flächen. Die objektseitige asphärische Fläche ist so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt. Andererseits ist die bildseitige asphärische Fläche so ausgebildet, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
• In diesem Ausführungsbeispiel ist das Varioverhältnis bis zu etwa 4 erhöht unter der Bedingung, dass die Linsenanordnung weitgehend mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmt. Ausreichende optische Leistung kann bis zu der langen Grenzbrennweite erzielt werden, obwohl die f-Zahl bei der langen Grenzbrennweite 5,6 ist, was eine etwas geringere Helligkeit bedeutet.
• Tabelle 7
• F_NO = 1:2,4–3,8–5,6
• f = 8,00–18,00–31,00 (Varioverhältnis: 3,88)
• W = 31,8–14,6–8,7
• f_B = 0,0–0,0–0,0
• 
• * bezeichnet die asphärische, zur optischen Achse rotationssymmetrische Fläche.
• Asphärische Flächendaten (nicht genannte Asphärizitätskoeffizienten sind Null (0,00)):

  
• Die numerischen Werte für jede Bedingung sind für jedes Ausführungsbeispiel in Tabelle 8 angegeben.
• Tabelle 8

  
• Wie aus Tabelle 8 hervorgeht, erfüllen die numerischen Werte eines jeden Ausführungsbeispiels jede Bedingung. Ferner ergibt sich aus den Aberrationsdiagrammen eine jeweils ausreichende Korrektion.
• Die vorstehende Beschreibung ergibt, dass ein Varioobjektivsystem, das (i) in einer kleinen und leichten Videokamera oder Digitalkamera u.ä. verwendet wird, eine f-Zahl von mehr als 1:2,8 bei der kurzen Grenzbrennweite und ein Variover hältnis von 2,5 bis 4,0, (ii) einen halben Öffnungswinkel von mehr als 30° bei der kurzen Grenzbrennweite, (iii) eine ausreichende Bilderzeugungseigenschaft für eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung höherer Auflösung und (iv) einen kompakteren Aufbau im eingezogenen Zustand hat.

Claims (7)

1. Varioobjektivsystem mit einer negativen ersten Linsengruppe, einer positiven zweiten Linsengruppe und einer positiven dritten Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, bei dem die Brennweitenänderung durch Bewegen der ersten bis dritten Linsengruppe jeweils längs der optischen Achse erfolgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 1,3 < |f1/f2| < 1,8 (1) 2,0 < f3/fw < 3,4 (2) 1,05 < m3t/m3w < 1,25 (3)in denen fw die Brennweite des gesamten Varioobjektivsystems bei der kurzen Grenzposition ist, f1 die Brennweite der ersten Linsengruppe ist, f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist, f3 die Brennweite der dritten Linsengruppe ist, m3w die Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei der kurzen Grenzbrennweite ist, wenn ein unendlich weit entferntes Objekt fokussiert ist, m3t die Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei der langen Grenzbrennweite ist, wenn ein unendlichweit entferntes Objekt fokussiert ist.
2. Varioobjektivsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bild am nächsten liegende Fläche der positiven zweiten Linsengruppe eine divergente konkave Fläche ist und die folgende Bedingung erfüllt: 0,4 < R/fw < 1,0 (4)in der R der Krümmungsradius der dem Bild am nächsten liegenden Fläche der positiven zweiten Linsengruppe ist.
3. Varioobjektivsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die positive zweite Linsengruppe ein positives Linsenelement mit mindestens einer asphärischen Fläche sowie ein positives Linsenelement und ein damit verkittetes negatives Linsenelement enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, dass die asphärische Fläche so ausgebildet ist, dass die positive Brechkraft zum Umfang hin schwächer wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt, und dass die zweite Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,1 < Np – Nn < 0,2 (5) 5 < νp – νn < 3 (6)in denen Np der Brechungsindex der d-Linie des positiven verkitteten Linsenelements ist, Nn der Brechungsindex der d-Linie des negativen verkitteten Linsenelements ist, νp die Abbe-Zahl des positiven verkitteten Linsenelements ist, und νn die Abbe-Zahl des negativen verkitteten Linsenelements ist.
4. Varioobjektivsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die negative erste Linsengruppe ein negatives Meniskuslinsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche, ein negatives Linsenelement und ein positives Linsenelement mit objektseitiger konvexer Fläche enthält, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind, und dass jede Linsenfläche der ersten Linsengruppe eine sphärische Fläche ist.
5. Varioobjektivsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die negative erste Linsengruppe ein negatives Linsenelement mit einer bildseitigen konkaven Fläche und ein positives Linsenelement mit einer objektseitigen konvexen Fläche enthält, die in dieser Reihenfolge von der Ob jektseite her angeordnet sind, und dass die negative erste Linsengruppe mindestens eine asphärische Fläche enthält, auf der die positive Brechkraft zum Umfang hin stärker wird als die positive Brechkraft, die eine sphärische Linsenfläche mit einem Krümmungsradius im paraxialen Bereich erzeugt.
6. Varioobjektivsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die positive dritte Linsengruppe ein bikonvexes Linsenelement enthält.
7. Varioobjektivsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die positive dritte Linsengruppe eine Fokussierlinsengruppe ist.