DE19651764B4

DE19651764B4 - Superweitwinkel-Varioobjektiv

Info

Publication number: DE19651764B4
Application number: DE19651764A
Authority: DE
Inventors: Takashi Enomoto; Takayuki Ito
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: JP3709000B2; US5877901A; CA2192626C; JPH09159915A; GB2308204A; CA2192626A1; GB2308204B; GB9625886D0; FR2742237B1; FR2742237A1; DE19651764A1

Abstract

Superweitwinkel-Varioobjektiv mit mindestens zwei Linsengruppen, von denen eine erste Linsengruppe negative Brechkraft und eine zweite Linsengruppe positive Brechkraft hat und deren gegenseitiger Abstand zur Brennweitenänderung veränderbar ist, und einem durch eine rechteckige Apertur begrenzten Bildformat, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung kürzester Brennweite mindestens ein Teil eines Bildkreises, der die Umrandung einer von dem Objektiv erzeugten kreisförmigen Bildfläche bildet, innerhalb des rechteckigen Bildformats angeordnet ist und der halbe Bildwinkel bei einer von der optischen Achse aus in der Ebene des Bildformats gemessenen Bildhöhe von 1,8 mm mindestens 51,2° beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Superweitwinkel-Varioobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine CCTV-Kamera oder eine Fotokamera. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Superweitwinkel-Varioobjektiv, bei dem der Bildwinkel im Weitwinkelbereich ungefähr gleich dem eines Fisheye-Objektivs ist.
Bisher gibt es kein Weitwinkel-Varioobjektiv für CCTV-Kameras, das für die Aufnahme im extremen Weitwinkelbereich geeignet ist. Von den bekannten Objektiven liefert das sogenannte "diagonale Fisheye-Objektiv" den maximalen Bildwinkel, wobei der Bildwinkel durch den Radius des von dem Objektiv erzeugten Bildkreises gegeben ist. Der Radius des Bildkreises ist ungefähr gleich der Diagonalen einer rechteckigen Apertur, die den Bildausschnitt (rechteckiges Bildformat) festlegt.

Aus der US 4 844 599 ist ein Superweitwinkel-Varioobjektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dieses Varioobjektiv enthält eine erste Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft. Der Abstand dieser beiden Linsengruppen ist zur Brennweitenänderung veränderbar. Durch eine rechteckige Apertur ist ein Bildformat begrenzt. Bei einer Bildhöhe von 22,5 mm beträgt bei diesem Varioobjektiv der halbe Bindwinkel etwa 32°.

Ferner wird verwiesen auf J. Scheibel, "Fisheye-Objektive und verwandte Abbildungstechniken (I)", Photo-Technik und -Wirtschaft Nr. 4, 1973, S. 90 – 93. Daraus sind Fisheye-Objektive bekannt, bei denen in der kurzbrennweitigen Einstellung der Bildkreis innerhalb des rechteckigen Bildformats liegt. Die in der vorstehend genannten Druckschrift genannten Bildformate betragen 24 mm × 36 mm und 60 mm × 70 mm. Aus diesen Bildformaten ergeben sich diagonale Bildhöhen von 43,3 mm bzw. 92,2 mm.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Superweitwinkel-Varioobjektiv anzugeben, das für die Aufnahme in einem extremen Weitwinkelbereich auf einem rechteckigen Bildformat oder für die Erzeugung besonderer Kompositionseffekte ausgebildet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Superweitwinkel-Varioobjektiv nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Objektiv ist ein Superweitwinkel-Objektiv mit mindestens zwei Linsengruppen, von denen eine erste Linsengruppe negative Brechkraft, eine zweite Linsengruppe positive Brechkraft hat und deren gegenseitiger Abstand zur Brennweitenänderung veränderbar ist, mit einem durch eine rechteckige Apertur begrenzten rechteckigen Bildformat, wobei ein Teil des Bildkreises, der die Umrandung einer von dem Objektiv erzeugten kreisförmigen Bildfläche bildet, bei der Einstellung kürzester Brennweite innerhalb des rechteckigen Bildformats angeordnet ist. Bei der Einstellung längster Brennweite ist das Bildformat innerhalb der kreisförmigen Bildfläche angeordnet.

Bei herkömmlichen Objektiven für Fotoapparate oder CCTV-Kameras ist das rechteckige Bildformat unabhängig von der Brennweite in der von dem Objektiv erzeugten kreisförmigen Bildfläche angeordnet. Das von dem Objektiv entworfene Bild füllt somit das Bildformat vollständig aus. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden Superweitwinkel-Varioobjektiv die kürzeste Brennweite so angesetzt, daß zumindest ein Teil des Bildkreises, der die Umrandung der von dem Objektiv erzeugten kreisförmigen Bildfläche bildet, innerhalb des rechteckigen Bildformats enthalten ist. Der Bereich außerhalb des Bildkreises innerhalb des Bildformats bleibt somit unbelichtet. Es kann also von einer CCTV-Kamera ein Weitwinkelbereich innerhalb des Bildformats aufgezeichnet werden oder es können besondere Kompositionseffekte in einer Kamera erzeugt werden.

Vorzugsweise erfüllt das Objektiv folgende Beziehung (1): 0,1 < fS/|f1G| < 0,6 (1)worin f_S die Gesamtbrennweite des Objektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite und f_1G die Brennweite der ersten Linsengruppe ist.

Das Superweitwinkel-Varioobjektiv kann weiterhin bildseitig von der zweiten Linsengruppe eine Blende und eine positive dritte Linsengruppe enthalten, wobei zur Brennweitenänderung die erste und die zweite Linsengruppe bewegt werden, während die dritte Linsengruppe festgehalten wird. Das Objektiv erfüllt folgende Beziehung (2):

worin D_W der Abstand zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe bei der Einstellung kürzester Brennweite ist.

Die negative erste Linsengruppe enthält vorzugsweise ein negatives erstes Linsenelement, ein negatives zweites Linsenelement und eine positive oder negative Linsenuntergruppe. Das Varioobjektiv erfüllt folgende Beziehung (3): 0,5 < f1–2/f1 < 0,9 (3) worin f_1–2 die resultierende Brennweite (<0) des ersten und zweiten Linsenelements der ersten Linsengruppe und f₁ die Brennweite (<0) des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist.

Vorzugsweise besteht die dritte Linsenuntergruppe der ersten Linsengruppe aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement, die miteinander verkittet sind.

Vorzugsweise beträgt der halbe Bildwinkel bei der Einstellung kürzester Brennweite mindestens 60° bezogen auf die kürzere Seite des rechteckigen Bildformats. Der auf die kürzere Seite bezogene halbe Bildwinkel entspricht dem minimalen Abstand zwischen dem Mittelpunkt und der größeren Seite des rechteckigen Bildformats.

Der halbe Bildwinkel bei der Einstellung kürzester Brennweite beträgt mindestens 75° bezogen auf die längere Seite des rechteckigen Bildformats. Der halbe Bildwinkel bezogen auf doe längere Seite entspricht dem minimalen Abstand zwischen dem Mittelpunkt und der kürzeren Seite des rechteckigen Bildformats. Das Verhältnis zwischen der vertikalen kürzeren Seite und der horizontalen längeren Seite beträgt beispielsweise etwa 2:3.

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

1 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung eines Superweitwinkel-Varioobjektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite in einer ersten Ausführungsform,

2A bis 2D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 1 bei der Einstellung kürzester Brennweite,

3A bis 3D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 1 bei der Einstellung mittlerer Brennweite,

4A bis 4D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 1 bei der Einstellung längster Brennweite

5 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung eines Superweitwinkel-Varioobjektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite in einer zweiten Ausführungsform,

6A bis 6D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 5 bei der Einstellung kürzester Brennweite,

7A bis 7D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 5 bei der Einstellung mittlerer Brennweite,

8A bis 8D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 5 bei der Einstellung längster Brennweite,

9 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung eines Superweitwinkel-Varioobjektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite in einer dritten Ausführungsform,

10A bis 10D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 9 bei der Einstellung kürzester Brennweite,

11A bis 11D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 9 bei der Einstellung mittlerer Brennweite,

12A bis 12D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 9 bei der Einstellung längster Brennweite,

13 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung eines Superweitwinkel-Varioobjektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite in einer vierten Ausführungsform,

14A bis 14D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 13 bei der Einstellung kürzester Brennweite,

15A bis 15D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 13 bei der Einstellung mittlerer Brennweite,

16A bis 16D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 13 bei der Einstellung längster Brennweite,

17 eine schematische Darstellung der Linsenanordnung eines Superweitwinkel-Varioobjektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite in einer fünften Ausführungsform,

18A bis 18D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 17 bei der Einstellung kürzester Brennweite,

19A bis 19D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 17 bei der Einstellung mittlerer Brennweite,

20A bis 20D die Diagramme der Aberrationen des Varioobjektivs nach 17 bei der Einstellung längster Brennweite,

21 eine schematische Darstellung der Bewegung von bewegbaren negativen und positiven Linsengruppen in dem Superweitwinkel-Varioobjektiv,

22 eine schematische Darstellung der Bewegung der bewegbaren negativen und positiven Linsengruppen und einer festsitzenden positiven Linsengruppe des Superweitwinkel-Varioobjektivs,

23 eine schematische Darstellung eines Bildformats (ungefähr 2(vertikal) : 3(horizontal)) in einem Superweitwinkel-Varioobjektiv einer CCTV-Kamera oder einer Fotokamera, wobei sich der Feldwinkel zwischen der Einstellung kürzester und der Einstellung längster Brennweite ändert,

24 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem halben Feldwinkel W und der Bildgröße Ya, Yb und Yc des rechteckigen Bildformats.

23 zeigt das während der Brennweitenänderung variierende Größenverhältnis zwischen dem Bildformat (Bildfeld) und dem von dem Superweitwinkel-Objektiv erzeugten Bild. Die von dem Superweitwinkel-Varioobjektiv erzeugte Bildfläche 10W₁ bis 10W₄ ist wie bei herkömmlichen Fotoobjektiven kreisförmig. Ist das Bildformat 20 durch einen rechteckigen Rahmen begrenzt, beispielsweise durch einen herkömmlichen rechteckigen Rahmen mit einem Seitenverhältnis von 2 (vertikal) : 3 (horizontal), so befindet sich bei der Einstellung kürzester Brennweite zumindest ein Teil des die kreisförmige Bildfläche 10W umrandenden Bildkreises innerhalb des rechteckigen Bildformats 20. Bei der längsten Brennweite ist das Bildformat 20 in der kreisförmigen Bildfläche enthalten.
In der in der 23 dargestellten Ausführungsform ist die kreisförmige Bildfläche 10W₁ bei der kürzesten Brennweite vollständig in dem Bildformat 20 enthalten, d.h. der Durchmesser der kreisförmigen Bildfläche 10W₁ ist gleich der Länge der kürzeren Seite des rechteckigen Bildformats 20. Im folgenden wird dies als das "Fisheye-Objektiv der kürzeren Seite" bezeichnet. Mit ansteigender Brennweite ändert sich der Durchmesser der Bildfläche (10W₁ → 10W₂ → 10W₃ → 10W₃ ). Die kreisförmige Bildfläche 10W₂ , deren Durchmesser im wesentlichen gleich der Länge der größeren Seite des rechteckigen Bildformats 20 ist, wird im folgenden als "Fisheye-Objektiv der längeren Seite" bezeichnet. Die Bildfläche 10W₃ , deren Durchmesser im wesentlichen gleich der Diagonale des rechteckigen Bildformats 20 ist, wird im folgenden als "diagonales Fisheye-Objektiv" bezeichnet. So wird der Aufnahmebereich oder die Bildkomposition verändert.
24 zeigt den Zusammenhang zwischen halbem Bildwinkel (Feldwinkel) und einer Bildgröße bei einem rechteckigen Bildformat. Ein auf die erste Linsengruppe bei einem halben Bildwinkel W auffallender Hauptstrahl erzeugt an dem Punkt Y ein Bild mit der Bildgröße Ya, Yb und Yc.
Bei einem Objektiv für eine herkömmliche Kamera ist der halbe Bildwinkel ausgehend von der Mitte des Rechtecks durch den maximalen halben Winkel in Richtung der Diagonale Yc gegeben. Andererseits sind gemäß der vorliegenden Erfindung der "halbe Bildwinkel an der kürzeren Seite" und der "halbe Bildwinkel an der längeren Seite" durch den halben Bildwinkel in Richtung der Linien Ya und Yb gegeben, die von der Mitte des Rechtecks ausgehend parallel zur kürzeren Seite bzw. zur längeren Seite des Rechtecks verlaufen.
Die 21 und 22 zeigen die Veränderung der Anordnung der Linsengruppen des Superweitwinkel-Varioobjektivs während der Brennweitenänderung. Das Varioobjektiv in 21 besteht lediglich aus zwei Linsengruppen, einer ersten Linsengruppe L11 mit negativer Brechkraft, einer Blende S und einer zweiten Linsengruppe L12 mit positiver Brechkraft. Das Varioobjektiv in 22 besteht aus einer ersten Linsengruppe L11 mit negativer Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe L12 mit positiver Brechkraft, einer Blende S und einer dritten Linsengruppe L13 mit positiver Brechkraft. Die Brennweitenänderung erfolgt bei der in 21 dargestellten Ausführungsform durch Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe L11, L12 und bei der in 22 dargestellten Ausführungsform durch Bewegen der ersten und der zweiten Linsengruppe L11, L12, wobei die Linsengruppe L13 nicht bewegt wird. Bei den Ausführungsformen in 21 und 22 wird die erste Linsengruppe L11 während der Brennweitenänderung entlang der optischen Achse bewegt. Bei der in 21 dargestellten Ausführungsform bildet die Blende S mit der zweiten Linsengruppe L12 eine Einheit und bei der in 22 dargestellten Ausführungsform bildet sie mit der dritten Linsengruppe L13 eine Einheit. Die Blende S kann in 21 in der zweiten Linsengruppe L12 und in 22 in der dritten Linsengruppe L13 angeordnet sein.
Das Superweitwinkel-Varioobjektiv hat in den oben dargestellten Ausführungsformen bei der Einstellung kürzester Brennweite einen halben Bildwinkel von mindestens 60° an der kürzeren Seite des rechteckigen Bildformats oder von mindestens 75° an der längeren Seite.
Um einen halben Bildwinkel dieser Größe zu erhalten, muß Bedingung (1) erfüllt sein. Falls das in Bedingung (1) angegebene Verhältnis kleiner als die untere Grenze ist, ist es unmöglich, einen derart großen halben Bildwinkel, wie er oben angegeben ist, zu erhalten. Falls das Verhältnis größer als die in Bedingung (1) angegebene obere Grenze ist, so ist es schwierig, die von der ersten Linsengruppe erzeugten Aberrationen auszugleichen.
Um bei dem in 22 dargestellten Varioobjektiv, das aus einer negativen ersten Linsengruppe L11, einer positiven zweiten Linsengruppe L12, einer Blende S und einer fest angeordneten positiven dritten Linsengruppe L13 besteht, einen bei der Einstellung kürzester Brennweite halben Bildwinkel von mehr als 60° an der kürzeren Seite des Rechtecks oder von mehr als 75° an der längeren Seite zu erhalten, muß Bedingung (2) erfüllt sein. Falls das in Bedingung (2) angegebene Verhältnis kleiner als die untere Grenze ist, so ist es unmöglich, einen wie oben angegebenen halben Bildwinkel zu erhalten.
Beziehung (3) bezieht sich auf die Brennweite der negativen ersten Linsengruppe. Die erste Linsengruppe besteht vorzugsweise aus einem negativen ersten Linsenelement, einem negativen zweiten Linsenelement und einer positiven oder negativen Linsenuntergruppe. Falls das in der Bedingung (3) angegebene Verhältnis größer als die obere Grenze ist, so ist in dieser Anordnung die Krümmung des negativen ersten Linsenelements zu klein, so daß die Herstellung eines solchen negativen ersten Linsenelements Schwierigkeiten bereitet. Falls das Verhältnis kleiner als die in der Bedingung (3) angegebene untere Grenze ist, so ist es andererseits unmöglich, einen halben Bildwinkel von mindestens 60° an der kürzeren Seite des rechteckigen Bildformats 20 oder einen halben Bildwinkel von mehr als 75° an der größeren Seite zu erhalten.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit numerischen Angaben werden weiter unten diskutiert. In den ersten vier Ausführungsformen besteht das Varioobjektiv aus drei Linsengruppen (22). In der fünften Ausführungsform besteht das Varioobjektiv, wie in 21 dargestellt, aus zwei Linsengruppen. In den ersten drei Ausführungsformen und in der fünften Ausführungsform besteht die erste Linsengruppe L11 aus einem negativen ersten Linsenelement 11-1, einem negativen zweiten Linsenelement 11-2 und einer dritten verkitteten Unterlinsengruppe 11-3. Die verkittete Linsengruppe 11-3 schließt ein negatives Linsenelement 11-4 und ein daran gekittetes positives Linsenelement 11-5 ein.
In der vierten Ausführungsform besteht die erste Linsengruppe 11-4 aus einem negativen ersten Linsenelement 11-1 und einer zweiten verkitteten Unterlinsengruppe 11-6. Die verkittete Linsengruppe 11-6 besteht aus einem negativen objektseitigen Linsenelement 11-7 und einem mit diesem verkitteten positiven bildseitigen Linsenelement 11-8. Alle diese Ausführungsformen sind mit einem Abschwächungsfilter ND und einer Glasabdeckung CG ausgestattet. Das Abschwächungsfilter ND kann wahlweise in den Lichtweg eingebracht werden. Ist das Abschwächungsfilter ND eingesetzt, so wird die Lichtmenge auf etwa ein Drittel oder ein Viertel der ursprünglichen Lichtmenge verringert, wodurch der wirksame Blendenbereich erhöht wird. Die Glasabdeckung CG ist vor einer Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmevorrichtung angeordnet, die nicht dargestellt ist. Die bildseitige Fläche der Glasabdeckung CG bildet die bilderzeugende Fläche. Für eine Kamera, die einen Silberhalogenid-Film verwendet, ist keine Glasabdeckung CG vorgesehen.
In Diagrammen der Aberrationen sind SA die sphärische Aberration, SC die Sinusbedingung, d-Linie, g-Linie und C-Linie die chromatischen Aberrationen, dargestellt durch die sphärischen Aberrationen bei der jeweiligen Wellenlänge, S die Sagittalstrahlen und M die Meridionalstrahlen.
In den folgenden Tabellen und Zeichnungen ist F_NO die F-Zahl, F die Brennweite, Y die Bildgröße, W der halbe Bildwinkel, Ya die Bildgröße in der rechteckigen Bildebene in Richtung der kürzeren Seite, Wa der zu der Bildgröße Ya gehörende halbe Bildwinkel, Yb die Bildgröße in der rechteckigen Bildebene in Richtung der längeren Seite, Wb der zu der Bildgröße Yb gehörende halbe Bildwinkel, Yc der Bildgröße in der rechteckigen Bildebene in Richtung der Diagonalen, Wc der zu der Bildgröße Yc gehörende halbe Bildwinkel, f_B die hintere Bildweite, R der Krümmungsradius, D die Linsendicke oder der Abstand zwischen den Linsen, Nd der Brechungsindex bei der d-Linie und ν_d die Abbe-Zahl bei der d-Linie. In den Zeichnungen sind Abstände, die sich während der Brennweitenänderung ändern, mit einem Stern gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiel 1
1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 zeigt eine Linsenanordnung bei der Einstellung kürzester Brennweite. 2A bis 2D, 3A bis 3D und 4A bis 4D zeigen Diagramme der Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite, mittlerer Brennweite und längster Brennweite. Die numerischen Daten des in 1 dargestellten Objektivs sind in Tabelle 1 aufgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Bildformat durch ein 1/3''-CCD-Lichtempfänger gegeben (Die längere Seite beträgt 4,8 mm, die kürzere Seite ungefähr 3,6 mm, die Diagonale ungefähr 6,0 mm). Die halbe Bildgröße Ya in der rechteckigen Bildebene in Richtung der kürzeren Seite beträgt 1,8 mm und die halbe Bildgröße Yb in Richtung der längeren Seite beträgt 2,4 mm. Tabelle 1
Ausführungsbeispiel 2
5 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des Superweitwinkel-Varioobjektivs. 5 zeigt eine Linsenanordnung bei der Einstellung kürzester Brennweite. 6A bis 6D, 7A bis 7D und 8A bis 8D zeigen die Diagramme der Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite, mittlerer Brennweite und längster Brennweite. Die numerischen Daten des in 5 dargestellten Objektivs sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
Ausführungsbeispiel 3
9 bis 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des Superweitwinkel-Varioobjektivs. 9 zeigt eine Linsenanordnung bei der Einstellung kürzester Brennweite. 10A bis 10D, 11A bis 11D und 12A bis 12D zeigen die Diagramme der Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite, mittlerer Brennweite und längster Brennweite. Die numerischen Daten des in 9 dargestellten Objektivs sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3
Ausführungsbeispiel 4
13 bis 16 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des Superweitwinkel-Varioobjektivs. 13 zeigt eine Linsenanordnung bei der Einstellung kürzester Brennweite. 14A bis 14D, 15A bis 15D und 16A bis 16D zeigen Diagramme der Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite, mittlerer Brennweite und längster Brennweite. Die numerischen Daten des in 13 dargestellten Objektivs sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4
Ausführungsbeispiel 5
17 bis 20 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel des Superweitwinkel-Varioobjektivs. 17 zeigt eine Linsenanordnung bei der Einstellung kürzester Brennweite. 18A bis 18D, 19A bis 19D und 20A bis 20D zeigen Diagramme der Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite, mittlerer Brennweite und längster Brennweite. Die numerischen Daten des in 17 dargestellten Objektivs sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5
Die numerischen Werte von F, F_NO, W, Y, Wa, Wb, Wc sind für die jeweiligen Ausführungsbeispiele in Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 6
In Tabelle 6 ist der größte Wert von W mit 90° angesetzt, und der größte Wert von Y ist gleich der diagonalen Bildgröße plus 0,5. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch angewendet werden, wenn W und Y größer als die jeweiligen Maximalwerte sind.
Tabelle 7 zeigt die numerischen Werte der Beziehungen (1) bis (3) für die oben dargestellten fünf Ausführungsbeispiele. Tabelle 7
Wie aus Tabelle 7 ersichtlich, genügen die Ausführungsbeispiele 1 bis 5 den in den Beziehungen (1) und (2) festgelegten Anforderungen, und die Ausführungsbeispiele 1 bis 3 und das fünfte Ausführungsbeispiel genügen der Beziehung (3).
Da die kürzeste Brennweite des erfindungsgemäßen Objektivs so angesetzt ist, daß bei einem rechteckigen Bildformat zumindest ein Teil des die kreisförmige Bildfläche umrandenden Bildkreises in dem rechteckigen Bildformat enthalten ist, kann bei Betrieb einer CCTV-Kamera nicht nur eine weitwinklige Abdeckung der Bildebene erreicht werden, sondern es können zudem besondere Kompositionseffekte in Fotoobjektiven erzielt werden.

Claims

Superweitwinkel-Varioobjektiv mit mindestens zwei Linsengruppen, von denen eine erste Linsengruppe negative Brechkraft und eine zweite Linsengruppe positive Brechkraft hat und deren gegenseitiger Abstand zur Brennweitenänderung veränderbar ist, und einem durch eine rechteckige Apertur begrenzten Bildformat, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung kürzester Brennweite mindestens ein Teil eines Bildkreises, der die Umrandung einer von dem Objektiv erzeugten kreisförmigen Bildfläche bildet, innerhalb des rechteckigen Bildformats angeordnet ist und der halbe Bildwinkel bei einer von der optischen Achse aus in der Ebene des Bildformats gemessenen Bildhöhe von 1,8 mm mindestens 51,2° beträgt.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Beziehung (1) erfüllt:
worin f_S die Gesamtbrennweite des Objektivs bei der Einstellung kürzester Brennweite und f_1G die Brennweite der ersten Linsengruppe ist.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bildseitig der zweiten Linsengruppe eine Blende und eine positive dritte Linsengruppe angeordnet sind, wobei zur Brennweitenänderung die erste und die zweite Linsengruppe bewegt werden und die dritte Linsengruppe festgehalten wird und folgende Beziehung (2) erfüllt ist:
worin D_W der Abstand zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe bei der Einstellung kürzester Brennweite ist.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die negative erste Linsengruppe aus einem negativen ersten Linsenelement, einem negativen zweiten Linsenelement und einer dritten Linsenuntergruppe besteht und folgende Beziehung (3) erfüllt ist:
worin f-₁₂ die resultierende Brennweite (<0) des ersten und des zweiten Linsenelements der ersten Linsengruppe und f₁ die Brennweite (<0) des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Linsenuntergruppe der ersten Linsengruppe aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement besteht, die miteinander verkittet sind.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung kürzester Brennweite der halbe Bildwinkel bezogen auf die kürzere Seite des rechteckigen Bildformats mindestens 60° beträgt.
Superweitwinkel-Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung kürzester Brennweite der halbe Bildwinkel bezogen auf die längere Seite des rechteckigen Bildformats mindestens 75° beträgt.