DE19649677A1

DE19649677A1 - Vario-Objektiv

Info

Publication number: DE19649677A1
Application number: DE19649677A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ito
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1997-06-05
Also published as: JPH09152550A; US5734510A

Description

Die Erfindung betrifft ein Vario-Objektiv, das zur Aufnahme eines Objekts im Bereich von großer Entfernung (normalerweise Unendlich) bis zur Nahaufnahme dient. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Vario-Objektiv, bei dem die Brennweitenände rung auch im Bereich der Nahaufnahme (Makrobereich) möglich ist.

Allgemein ist der Abbildungsmaßstab eines Vario-Objektivs ei ner Einzelbildkamera bei geringstmöglicher Entfernung (bei der noch eine Scharfeinstellung möglich ist) etwa -1/10 bei kürzester Brennweite oder -1/4 bei längster Brennweite.

Mit einem Makroobjektiv fester Brennweite kann ein Objekt von großer Entfernung bis zur Entfernung der natürlichen Größe (etwa -1,0) aufgenommen werden. Es ergibt sich jedoch nur ein Abbildungsmaßstab bei einer bestimmten Entfernung (d. h. Entfernung zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Bildfläche). Es ist nämlich unmöglich, den Abbildungsmaßstab bei derselben Objektentfernung zu verändern. Es ist deshalb bei einem konventionellen Makroobjektiv fester Brennweite erforderlich, das Kameragehäuse zu verlagern, um die Objekt größe zu verändern (Bildkomposition). Die Verlagerung des Ka meragehäuses ist für eine Makroaufnahme besonders umständ lich, da es dann üblicherweise auf einem Stativ befestigt ist, um ein Verwackeln zu verhindern.

Das Vario-Objektiv eines Kopierers hat einen großen Abbil dungsmaßstab (m ≈ 0,7 bis 1,4), jedoch ist die Objektentfer nung fest vorgegeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Vario-Objektiv anzugeben, bei dem die Brennweitenänderung nicht nur für ein weitestmög lich entferntes Objekt, sondern auch für ein Nahobjekt mög lich ist, wobei der Abbildungsmaßstab besonders bei kürzest möglicher Objektentfernung und längstmöglicher Brennweite ge genüber konventionellen Vario-Objektiven wesentlich ver größert ist und die Brennweitenänderung auch im Makrobereich möglich ist.

Es soll also insbesondere der Abbildungsmaßstab eines Vario- Objektivs im Makrobereich vergrößert werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Vario-Objektiv mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, 4 oder 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Unter einer kürzestmöglichen Objektentfernung ist die kürze ste Entfernung (bei der noch eine Scharfeinstellung möglich ist) bei längstmöglicher Brennweite zu verstehen.

Ein Vario-Objektiv nach der Erfindung kann entweder ein Tele- Objektiv mit einer vorderen Linsengruppe positiver Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe negativer Brechkraft oder ein Retrofokus-Objektiv mit einer vorderen Linsengruppe negativer Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe positiver Brech kraft sein. Das Tele-Objektiv hat den Vorteil, daß die Ent fernung (Arbeitsentfernung) zwischen dem Objekt und der er sten Linsenfläche gegenüber dem Retrofokus-Objektiv groß sein kann, und daß die Makroaufnahme eines Objekts wie z. B. eines Insekts oder die Makroaufnahme bei Kunstlicht leicht möglich ist. Daher kann das Tele-Objektiv als Wechselobjektiv in ei ner einäugigen Spiegelreflexkamera vorteilhaft eingesetzt werden. Andererseits hat das Retrofokus-Objektiv hinsichtlich der Arbeitsentfernung einen Nachteil und eignet sich nicht als Wechselobjektiv für eine einäugige Spiegelreflexkamera, da die gesamte Objektivlänge gegenüber der Brennweite groß ist. Das Retrofokus-Objektiv hat aber den Vorteil, daß der Feldwinkel leicht vergrößert werden kann. Die Wahl des Tele- Objektivs oder des Retrofokus-Objektivs wird von den vorste hend genannten Vorteilen und Nachteilen bestimmt.

Ist die Arbeitsentfernung der wichtigste Faktor, so wird vor teilhaft ein Vario-Objektiv nach Anspruch 4 verwendet. Hier bei kann die vordere Linsengruppe gemäß Anspruch 5 in zwei Untergruppen unterteilt sein.

Wenn die Arbeitsentfernung nicht besonders berücksichtigt werden muß, so wird vorteilhaft ein Vario-Objektiv nach An spruch 6 verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 das Konzept einer Linsenanordnung eines er sten Vario-Objektivs sowie der Bewegungs orte der Linsengruppen bei Brennweitenände rung und Scharfeinstellung als erstes Aus führungsbeispiel,

Fig. 2 das Konzept einer Linsenanordnung eines zweiten Vario-Objektivs sowie der Bewe gungsorte der Linsengruppen bei Brennwei tenänderung und Scharfeinstellung als zwei tes und drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 das Konzept einer Linsenanordnung eines dritten Vario-Objektivs sowie der Bewe gungsorte der Linsengruppen bei Brennwei tenänderung und Scharfeinstellung als vier tes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 die schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Linsenanordnung des in Fig. 1 gezeigten Vario-Objektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfein stellung auf ein Objekt bei längstmöglicher Entfernung,

Fig. 5 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 4 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 6 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 4 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung eines Objekts bei längstmögli cher Entfernung,

Fig. 7 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 6 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 8 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 4 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfeinstellung eines Objekts bei kür zestmöglicher Entfernung,

Fig. 9 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 8 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 10 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 4 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung eines Objekts bei kürzestmögli cher Entfernung,

Fig. 11 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 10 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 12 die schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Linsenanordnung des in Fig. 2 gezeigten Vario-Objektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfein stellung auf ein Objekt bei längstmöglicher Entfernung,

Fig. 13 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 12 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 14 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 12 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung auf ein Objekt bei längstmögli cher Entfernung,

Fig. 15 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 14 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 16 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 12 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfeinstellung eines Objekts bei kür zestmöglicher Entfernung,

Fig. 17 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 16 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 18 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 12 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung eines Objekts bei kürzestmögli cher Entfernung,

Fig. 19 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 18 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 20 die schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Linsenanordnung des in Fig. 2 gezeigten Vario-Objektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfein stellung eines Objekts bei längstmöglicher Entfernung,

Fig. 21 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 20 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 22 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 20 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung eines Objekts bei längstmögli cher Entfernung,

Fig. 23 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 22 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 24 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 20 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Weitwinkel-Grenzstellung und Scharfeinstellung eines Objekts bei kür zestmöglicher Entfernung,

Fig. 25 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 24 gezeig ten Vario-Objektivs,

Fig. 26 die schematische Darstellung der Linsenan ordnung des in Fig. 20 gezeigten Vario-Ob jektivs bei Tele-Grenzstellung und Scharf einstellung eines Objekts bei kürzestmögli cher Entfernung, und

Fig. 27 A bis D Aberrationsdiagramme des in Fig. 26 gezeig ten Vario-Objektivs.

Bei einem Vario-Objektiv für eine konventionelle Einzelbild kamera ist das Vario-Verhältnis für die längstmögliche Ent fernung oder die kürzestmögliche Entfernung weitgehend kon stant. Dies ist einer der Grunde, daß der Abbildungsmaßstab bei kürzestmöglicher Entfernung bei den vorbekannten Objekti ven nicht erhöht werden kann.

Im Gegensatz zu den bisherigen Vario-Objektiven ist gemäß dem Grundgedanken der Erfindung das Vario-Verhältnis für die längstmögliche Entfernung klein gesetzt und wird mit abneh mender Objektentfernung allmählich erhöht, so daß der Abbil dungsmaßstab bei kürzestmöglicher Entfernung mit einer einfa chen und kleinen Konstruktion vergrößert wird.

Die Formel (1) in Anspruch 1 gibt das Vario-Verhältnis für die längstmögliche Entfernung und das Vario-Verhältnis für die kürzestmögliche Entfernung an. Wenn das in der Formel (1) definierte Vario-Verhältnis unter dem unteren Grenzwert liegt, so ist es weitgehend konstant wie bei den bisherigen Vario-Objektiven, und daher ist eine Vergrößerung des Abbil dungsmaßstabes bei kürzestmöglicher Entfernung schwierig oder das Vario-Objektiv wird sehr umfangreich, was im Gegensatz zu der Aufgabe der Erfindung steht.

Bei der Erfindung ist das Vario-Verhältnis Zo für ein wei testmöglich entferntes Objekt relativ klein und das Vario- Verhältnis Z_x für ein nächstmögliches Objekt relativ groß. Um ein kleines Vario-Objektiv zu realisieren, soll der Bereich des Vario-Verhältnisses Zo für die längstmögliche Entfernung die Formel (6) erfüllen:

1,1 < Z_o (6)

Wenn das Vario-Verhältnis Z_o kleiner als der untere Grenzwert der Formel (6) ist, so ist es zu klein, um einen ausreichen den Vario-Bereich zu erhalten.

Die Formel (2) oder (2′) in Anspruch 2 bzw. 4 gibt den Abbil dungsmaßstab der hinteren Linsengruppe an. Liegt er unter dem unteren Grenzwert der Formel (2), so ist die Änderung der Brennweite relativ zu der relativen Bewegung der vorderen und der hinteren Linsengruppe so klein, daß das Linsensystem groß sein muß, um ein vorbestimmtes Vario-Verhältnis zu rea lisieren.

Das Vario-Objektiv nach der Erfindung kann entweder ein Tele- Objektiv sein, bei dem die vordere Linsengruppe positiv und die hintere Linsengruppe negativ ist, oder es kann ein Retrofokus-Objektiv sein, bei dem die vordere Linsengruppe negativ und die hintere Linsengruppe positiv ist. Bei dem Te le-Objektiv ist der Wert m_R-s positiv. Ist der Absolutwert | m_R-s | = 1, so ist die Brechkraft der hinteren Linsengruppe praktisch gleich 0, so daß keine Brennweitenänderung möglich ist. Bei dem Retrofokus-Objektiv ist der Wert m_R-s negativ. Daher kann eine Brennweitenänderung erzielt werden, auch wenn | m_R-s | = 1, wobei die hintere Linsengruppe positive Brechkraft hat. Der untere Grenzwert des Wertes | m_R-s | muß nämlich in dem Tele-Objektiv etwas größer als in dem Retrofo kus-Objektiv sein.

Die Formel (3) oder (3′) in Anspruch 2 bzw. 4 gibt die Ge samtverstellung der vorderen Linsengruppe bei Brennweitenän derung an. Ist diese kleiner als der untere Grenzwert in der Formel (3) oder (3′), so ist eine Vergrößerung des Vario-Ver hältnisses Z_x für das nächstliegende Objekt relativ zum Ver hältnis Zo für das am weitesten entfernte Objekt schwierig. Die durch die Formel (3) und (3′) angegebenen Erfordernisse unterscheiden sich voneinander, entsprechend den Formeln (2) und (2′), d. h., entsprechend dem Tele-Objektiv und dem Retro fokus-Objektiv.

Die Formel (4) in Anspruch 3 gibt die maximale Verstellung der vorderen Linsengruppe bei Scharfeinstellung an. Wenn das durch die Formel (4) angegebene Verhältnis kleiner als der untere Grenzwert ist, so ist eine Vergrößerung des Abbil dungsmaßstabs bei kürzestmöglicher Entfernung unmöglich. Ist das Verhältnis der Formel (4) größer als der obere Grenzwert, so ist die Verstellung der vorderen Linsengruppe bei Scharfeinstellung so groß, daß das Linsensystem insgesamt umfangreich wird.

Das Vario-Objektiv nach der Erfindung besteht aus mindestens zwei Linsengruppen einschließlich der vorderen und der hinte ren Linsengruppe. Es ist möglich, die vordere Linsengruppe in zwei Untergruppen zu teilen, deren Bewegungen bei Brennwei tenänderung unterschiedlich sind. Daher können die während der Brennweitenänderung erzeugten Aberrationen besser kompen siert werden.

Die Formel (5) in Anspruch 5 gibt das Verstellungsverhältnis der Untergruppen der vorderen Linsengruppen an. Liegt das Verhältnis unter dem unteren Grenzwert, so ergibt sich eine große Änderung der sphärischen Aberration, der komatischen Aberration oder des Astigmatismus, die während der Brennwei tenänderung erzeugt werden.

Wenn die vordere Linsengruppe (oder die hintere Linsengruppe) in mindestens zwei Untergruppen geteilt ist, die bei Scharf einstellung auf unterschiedlichen Ortskurven bewegt werden, so kann die Variation der Aberrationen durch Scharfeinstel lung begrenzt werden.

Bei einem Vario-Objektiv nach der Erfindung ändert sich die Verstellung der Linsen während der Scharfeinstellung auf ein nahes Objekt abhängig von der Brennweite geringfügig. Wenn die Brennweite im Makrobereich geändert wird, so tritt eine Bewegung des Scharfstellpunktes auf (Schärfefehler). Bei ei ner einäugigen Spiegelreflexkamera, bei der die Scharfein stellung beobachtet werden kann, wird jedoch der Scharfstell zustand insbesondere bei Nahaufnahmen üblicherweise von dem Benutzer genau beobachtet, so daß sich hierbei kein Problem ergibt. Ferner wird vorzugsweise eine automatische Scharfein stellung (AF) verwendet, da hierbei eine automatische Steue rung möglich ist.

Eine Anordnung, bei der die vordere Linsengruppe während der Scharfeinstellung bewegt wird, ist der Anordnung vorzuziehen, bei der die Linsengruppen insgesamt bewegt werden, da die Be wegung des Scharfstellpunktes im Makrobereich während der Brennweitenänderung klein ist.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei Beispiele der Ortskurven des Va rio-Objektivs bei Brennweitenänderung und bei Scharfeinstel lung. In Fig. 1 besteht das Vario-Objektiv aus zwei Linsen gruppen mit einer positiven vorderen Linsengruppe F und einer negativen hinteren Linsengruppe R in dieser Reihenfolge vom Objekt her gesehen. Hinter der vorderen Linsengruppe F befin det sich eine dieser integral zugeordnete Blende S. Die Ände rung von längstmöglicher zu kürzestmöglicher Brennweite er folgt durch Bewegen der vorderen Linsengruppe F und der hin teren Linsengruppe R linear zur Objektseite hin, während gleichzeitig der Abstand zwischen beiden verringert wird. Die Scharfeinstellung erfolgt durch Bewegen der vorderen Linsen gruppe F zur Objektseite, wenn die Objektentfernung abnimmt. Ein Sternsymbol in den Figuren zeigt den Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Linsengruppe, der sich bei Brenn weitenänderung ändert.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Vario-Objektiv besteht die vorde re Linsengruppe F aus Fig. 1 aus einer positiven F-a-Linsen gruppe und einer negativen F-b-Linsengruppe. Die Blende S ist der F-b-Linsengruppe integral zugeordnet. Bei der Änderung von längstmöglicher zu kürzestmöglicher Brennweite werden die vordere Linsengruppe F und die hintere Linsengruppe R linear zum Objekt hin bewegt, während gleichzeitig ihr Abstand verringert wird, und die F-a-Linsengruppe und die F-b- Linsengruppe werden so bewegt, daß sich ihr Abstand ver größert. Die Scharfeinstellung erfolgt durch Bewegen der vorderen Linsengruppe F zum Objekt, wenn die Objektentfernung abnimmt. Die hintere Linsengruppe F kann in mindestens zwei Untergruppen unterteilt werden, die bei Brennweitenänderung oder Scharfeinstellung auf unterschiedlichen Ortskurven bewegt werden, anstelle einer Unterteilung der vorderen Linsengruppe. Die Blende S der vorderen Linsengruppe F kann auch entfallen.

Das in Fig. 3 gezeigte Vario-Objektiv besteht aus zwei Lin sengruppen, einer negativen vorderen Linsengruppe F und einer positiven hinteren Linsengruppe R in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Eine Blende S befindet sich hinter der vorderen Linsengruppe F und ist ihr integral zugeordnet. Die Blende S ist vor oder innerhalb der hinteren Linsengruppe R angeordnet. Die Änderung von der längstmöglichen zur kürzest möglichen Brennweite erfolgt durch Bewegen der vorderen Lin sengruppe F und der hinteren Linsengruppe R linear zum Objekt hin, während der Abstand zwischen ihnen verringert wird. Die Scharfeinstellung erfolgt durch Bewegen der vorderen Linsen gruppe F zum Objekt hin, wenn die Objektentfernung verringert wird. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die vordere Linsengruppe F oder die hintere Linsengruppe R in mindestens zwei Untergruppen zu teilen, die auf unterschiedlichen Ortskurven bei Brennweitenänderung oder Scharfeinstellung bewegt werden.

Das Vario-Objektiv nach der Erfindung kann auch als Projekti ons-Objektiv verwendet werden, bei dem auf der Objektseite ein Bildschirm angeordnet ist und ein lichtdurchlässiges Ele ment, z. B. ein Diapositiv, in der Bildebene angeordnet ist und auf den Bildschirm projiziert wird.

Im folgenden werden vier Ausführungsbeispiele (numerische Beispiele) der Erfindung erläutert.

Beispiel 1

Das erste Ausführungsbeispiel entspricht dem in Fig. 1 ge zeigten ersten Vario-Objektiv. Fig. 4, 6, 8 und 10 zeigen Linsenanordnungen bei längstmöglicher Brennweite und Fokus sierung eines unendlich entfernten Objekts, bei längstmögli cher Brennweite und Fokussierung eines kürzestmöglich ent fernten Objekts, bei kürzestmöglicher Brennweite und Fokus sierung eines unendlich entfernten Objekts und bei kürzest möglicher Brennweite und Fokussierung eines kürzestmöglich entfernten Objekts.

Δ ist der Abstand der einander benachbarten Linsengruppen, der sich während der Scharfeinstellung verändert. Fig. 5 A bis D, 7 A bis D, 9 A bis D und 11 A bis D zeigen Aberrati onsdiagramme entsprechend den Fig. 4, 6, 8 und 10.

In den Aberrationsdiagrammen sind SA die sphärische Aberra tion, SC die Sinusbedingung, d-Linie, g-Linie und C-Linie die chromatischen Aberrationen, repräsentiert durch die sphäri schen Aberrationen bei der jeweiligen Wellenlänge, S die Sa gittalstrahlen und M die Meridionalstrahlen.

Numerische Daten des Linsensystems des ersten Ausführungsbei spiels enthält die folgende Tabelle 1. In den folgenden Ta bellen und Figuren sind F_NO die F-Zahl, f die Brennweite, FE die effektive F-Zahl bei kürzestmöglicher Objektentfernung, W der halbe Feldwinkel, Y die Bildhöhe, m der Abbildungsmaßstab bei kürzestmöglicher Objektentfernung, f_B die hintere Bild weite, R der Krümmungsradius, D die Dicke einer Linse oder der Abstand zwischen Linsen, Nd der Brechungsindex der d-Li nie und vd die Abbe-Zahl.

Tabelle 1

Die numerischen Werte der Ausdrücke und Zwischenwerte, die zum Ableiten der numerischen Werte des ersten Ausführungsbei spiels dienen, enthält die folgende Tabelle 2.

Tabelle 2

Z_o = 1,286
X_F = 30,7
X_R = 48,0
Z_x = 1,674
ΔX_max = 38,8
f_F-S = f_F-L = 71,4 (konstant)
f_R = -114,4
Z_x/Z_o = 1,302
m_R-s = 1,467
ΔX_max/f_F-L = 0,54
X_F-a/X_F-b = 1,0 (erfüllt (5) nicht, da vordere Linsen gruppe ungeteilt)
X_F/f_s = 0,29

wobei

X_R die Gesamtverstellung der hinteren Linsengruppe bei Brennweitenänderung,
d₀ der Abstand zwischen Objekt und 1. Fläche,
d_F-R der Abstand zwischen vorderer und hinterer Linsen gruppe,
f_F-L die Brennweite der vorderen Linsengruppe bei kür zestmöglicher Brennweite ist.

Beispiel 2

Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht dem in Fig. 2 ge zeigten Objektivtyp. Fig. 12, 14, 16 und 18 zeigen Linsenan ordnungen bei Entfernung unendlich und längstmöglicher Brenn weite, bei Mindestentfernung und längstmöglicher Brennweite, bei Entfernung unendlich und kürzestmöglicher Brennweite und bei geringstmöglicher Entfernung und kürzestmöglicher Brenn weite. Fig. 13 A bis D, 15 A bis D, 17 A bis D und 19 A bis D zeigen Diagramme der verschiedenen Aberrationen des optischen Systems in Fig. 12, 14, 16 und 18. Numerische Daten des Linsensystems enthält die folgende Tabelle 3.

Tabelle 3

Die numerischen Werte dieser Formeln und Zwischenwerte, die zum Ableiten der numerischen Werte des zweiten Ausführungs beispiels dienen, enthält die folgende Tabelle 4.

Tabelle 4

Z_o = 1,286
X_F-a = 30,8 = X_F
X_F-b = 24,5
X_R = 42,4
Z_x = 1,506
ΔX_max = 33,4
f_F-s = 75,2
f_F-L = 77,1
f_R = 119,6
Z_x/Z_o = 1,171
ΔX_max/f_F-L = 0,43
X_F/f_s = 0,29
X_F-a/X_F-b = 1,257

Beispiel 3

Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht dem in Fig. 2 ge zeigten Objektivtyp. Fig. 20, 22, 24 und 26 zeigen Linsenan ordnungen bei Entfernung unendlich und längstmöglicher Brenn weite, bei kürzestmöglicher Entfernung und längstmöglicher Brennweite, bei Entfernung unendlich und kürzestmöglicher Brennweite und bei kürzestmöglicher Entfernung und kürzest möglicher Brennweite. Fig. 21 A bis D, 23 A bis D, 25 A bis D und 27 A bis D zeigen Diagramme der verschiedenen Aberratio nen des optischen Systems in Fig. 20, 22, 24 und 26. Numeri sche Daten des Linsensystems enthält die folgende Tabelle 5.

Tabelle 5

Die numerischen Werte der Formeln und Zwischenwerte, die zum Ableiten der numerischen Werte des dritten Ausführungsbei spiels dienen, enthält die folgende Tabelle 6.

Tabelle 6

Z_o = 1,286
X_F-a = 30,4 = X_F
X_F-b = 24,1
X_R = 41,7
Z_x = 1,678
ΔX_max = 48,6
f_F-s = 75,0
f_R = 117,3
f_F-L = 76,9
Z_x/Z_o = 1,305
ΔX_max/f_F-L = 0,63
X_F/f_s = 0,29
X_F-a/X_F-b = 1,267

Beispiel 4

Tabelle 7 zeigt paraxiale numerische Daten des in Fig. 3 ge zeigten Vario-Objektivs.

Tabelle 7

f_F-s = f_F-L = -82,64
f_R = 49,43
Abstand der Hauptpunkte; vordere Linsengruppe HH_F = -1,6
Abstand der Hauptpunkte; hintere Linsengruppe HH_R = -14,9
Z_o = 1,333
X_F = 6,6
X_R = 17,9
Z_x = 1,491
ΔX_max = 61,5
Z_x/Z_o = 1,119
|m_R-s| = 0,089 (m_R-s < 0)
ΔX_max/|f_F-L| = 0,744
X_F/f_s = 0,073

wobei

D₀ der Abstand zwischen einem Objekt und dem ersten Hauptpunkt der vorderen Linsengruppe,
D_F-R der Abstand zwischen dem zweiten Hauptpunkt der vorderen Linsengruppe und dem ersten Hauptpunkt der hinteren Linsengruppe,
F_B der Abstand zwischen dem zweiten Hauptpunkt der hinteren Linsengruppe und der Bildebene ist.

Tabelle 8 zeigt die numerischen Werte der Formeln (1) bis (6) für die vier vorstehend genannten Ausführungsbeispiele.

Tabelle 8

Wie aus Tabelle 8 hervorgeht, erfüllen die Beispiele 1 bis 4 die Erfordernisse der Formeln (1) bis (6).

Die Erfindung führt zu einem Vario-Objektiv, dessen Abbil dungsmaßstab bei kürzestmöglicher Objektentfernung und bei längstmöglicher Brennweite wesentlich größer als derjenige bisheriger Vario-Objektive ist und bei dem die Brennweitenän derung auch im Makrobereich möglich ist.

Claims

1. Vario-Objektiv mit mindestens zwei aus einer vorderen und einer hinteren Linsengruppe bestehenden Linsengruppen und veränderlicher Brennweite durch Relativbewegung der vor deren und der hinteren Linsengruppe sowie Fokussierung durch Bewegen zumindest der vorderen oder der hinteren Linsengruppe, wobei das Varioverhältnis bei Änderung der Brennweite von kürzestmöglicher zu längstmöglicher Ein stellung bei Fokussierung eines unendlich entfernten Ob jekts Z_o und das Varioverhältnis bei Brennweitenänderung von kürzestmöglicher zu längstmöglicher Einstellung und Fokussierung eines Objekts bei kürzestmöglicher Entfer nung Z_x ist, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Be ziehung erfüllt ist: 1,07 < Z_x/Z_o (1)wobei
Z_x = m_L/m_s,
Z_o = f_L/f_s,
m_L der Abbildungsmaßstab des gesamten Linsensystems bei längstmöglicher Brennweite und kürzestmögli cher Objektentfernung,
m_s der Abbildungsmaßstab des gesamten Linsensystems bei kürzestmöglicher Brennweite und kürzestmögli cher Objektentfernung,
f_L die Brennweite des gesamten Linsensystems bei längstmöglicher Einstellung und längstmöglicher Objektentfernung, und
f_s die Brennweite des gesamten Linsensystems bei kürzestmöglicher Einstellung und längstmöglicher Objektentfernung ist.

2. Vario-Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Linsengruppe bei Brennweitenänderung von längstmöglicher zu kürzestmöglicher Einstellung bewegbar ist, und daß die folgenden Beziehungen erfüllt sind: 1,0 < |m_R-s| (2)0,05 < X_F/f_s (3)wobei
m_R-s der Abbildungsmaßstab der hinteren Linsengruppe bei längstmöglicher Objektentfernung und kürzest möglicher Brennweite, und
X_F die Gesamtverstellung der vorderen Linsengruppe bei Brennweitenänderung ist.

3. Vario-Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Linsengruppe eine Fokussierlinse ist, die bei Verkürzung der Objektentfernung während der Fokussie rung zum Objekt hin bewegt wird, und daß die folgende Be ziehung erfüllt ist: 0,25 < ΔX_max / |f_F-L| < 1,0 (4)
wobei
ΔX_max die maximale Verstellung der vorderen Linsen gruppe bei Fokussierung, und
f_F-L die Brennweite der vorderen Linsengruppe bei längstmöglicher Einstellung ist.

4. Vario-Objektiv mit mindestens zwei Linsengruppen aus ei ner vorderen Linsengruppe positiver Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe negativer Brechkraft, die beide bei Brennweitenverringerung zwischen der längstmöglichen und der kürzestmöglichen Einstellung zum Objekt hin bewegt werden, wobei die vordere Linsengruppe bei Entfernungs verringerung während der Fokussierung zum Objekt hin be wegt wird und die folgenden Beziehungen erfüllt sind: 1,1 < |m_R-s| (2′)0,1 < X_F/f_s (3′)0,25 < ΔX_max/|f_F-L| < 1,0 (4)wobei
m_R-s der Abbildungsmaßstab der hinteren Linsengruppe bei längstmöglicher Entfernung und kürzestmögli cher Brennweite,
X_F die Gesamtverstellung der vorderen Linsengruppe bei Brennweitenänderung,
f_s die Brennweite des gesamten Linsensystems bei kürzestmöglicher Einstellung und längstmöglicher Entfernung,
ΔX_max die maximale Verstellung der vorderen Linsen gruppe bei Fokussierung, und
f_F-L die Brennweite der vorderen Linsengruppe bei längstmöglicher Einstellung ist.

5. Vario-Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Linsengruppe aus zwei Untergruppen mit jeweils einer F-a-Linsengruppe und einer F-b-Linsengruppe besteht und die folgende Beziehung erfüllt ist: 1,1 < ΔX_F-a/ΔX_F-b (5)wobei
ΔX_F-a die Gesamtverstellung der F-a-Linsengruppe bei Brennweitenänderung, und
ΔX_F-b die Gesamtverstellung der F-b-Linsengruppe bei Brennweitenänderung ist.

6. Vario-Objektiv mit mindestens zwei Linsengruppen aus ei ner vorderen Linsengruppe negativer Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe positiver Brechkraft, die beide bei einer Brennweitenänderung von längstmöglicher zu kürzest möglicher Einstellung zum Objekt hin bewegt werden, wobei die vordere Linsengruppe bei abnehmender Objektentfernung während der Fokussierung zum Objekt hin bewegt wird und die folgenden Beziehungen erfüllt sind: 1,0 < |m_R-s| (2)0,05 < X_F/f_s (3)0,25 < ΔX_max/|f_F-L| < 1,0 (4)
wobei
m_R-s der Abbildungsmaßstab der hinteren Linsengruppe bei längstmöglicher Entfernung und kürzestmögli cher Brennweite,
X_F die Gesamtverstellung der vorderen Linsengruppe bei Brennweitenänderung,
f_s die Brennweite des gesamten Linsensystems bei kürzestmöglicher Brennweite und längstmöglicher Entfernung,
ΔX_max die maximale Verstellung der vorderen Linsen gruppe bei Fokussierung, und
f_F-L die Brennweite der vorderen Linsengruppe bei längstmöglicher Einstellung ist.

7. Vario-Objektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung ein automa tisches Fokussiersystem vorgesehen ist.