DE19951510A1

DE19951510A1 - Weitwinkel-Variolinsensystem

Info

Publication number: DE19951510A1
Application number: DE19951510A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Sensui
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: DE19951510B4; JP2000131612A; JP3486352B2; US6327098B1

Abstract

Ein Weitwinkel-Variolinsensystem enthält eine negative erste Linsengruppe (10), eine positive zweite Linsengruppe (20), eine Blende (S) und eine positive dritte Linsengruppe (30). Bei der Brennweitenänderung, ausgehend von der Einstellung kürzester Brennweite hin zur Einstellung längster Brennweite, bewegen sich die Linsengruppen (10, 20, 30) so, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe (10, 20) sowie der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe (20, 30) kleiner wird. Die Blende (S) bewegt sich dabei einstückig mit der dritten Linsengruppe (30). In der ersten Linsengruppe (10) ist mindestens eine negative Linse enthalten, die eine bildseitig konkave Fläche hat. Diese Fläche ist asphärisch ausgebildet. Das Variolinsensystem erfüllt folgende Bedingung: DOLLAR A (1) 0,8 < X1/fS < 2,0 DOLLAR A worin DOLLAR A X1 den entlang der optischen Achse gemessenen Abstand der asphärischen Fläche von der Blende bei der Einstellung längster Brennweite und DOLLAR A fS die Brennweite des gesamten Linsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bezeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkel-Variolinsensystem für eine einäugige Spie gelreflexkamera, das bei der Einstellung kürzester Brennweite einen Bildfeldwin kel (2 ω) von mehr als 90° hat.

In einer einäugigen Spiegelreflexkamera ist eine lange bildseitige Schnittweite erforderlich, da hinter dem Objektivlinsensystem ein Schnellklappspiegel ange ordnet ist. Aus diesem Grund wird für ein solches Weitwinkellinsensystem übli cherweise ein Linsensystem vom Typ umgekehrter Teleobjektive, auch als Re trofokus-Linsensystem bezeichnet, verwendet, das eine negative Linse und eine positive Linse enthält, die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind. Bei einem solchen Linsensystem bereitet es jedoch große Schwierigkeiten, Verzeichnung und Bildfeldwölbung nahe der Einstellung kürzester Brennweite zu korrigieren und gleichzeitig eine lange bildseitige Schnittweite bei vergleichsweise kurzer Gesamtlänge des Linsensystems sicher zustellen. So stehen beispielsweise bei einem Weitwinkel-Variolinsensystem, bei dem eine Blende S zwischen der negativen vorderen Linsengruppe und der posi tiven hinteren Linsengruppe angeordnet ist, für die effektive Korrektion der Ver zeichnung und der Bildfeldwölbung nur folgende zwei Wege offen, nämlich

a) Anordnen des in der negativen vorderen Linsengruppe enthaltenen positiven Linsenelementes in einem größeren Abstand von der Blende S und Anord nen des in der positiven hinteren Linsengruppe enthaltenen negativen Lin senelementes in einem größeren Abstand von der Blende S oder
b) Versehen des positiven Linsenelementes und des negativen Linsenelemen tes mit stärkerer Brechkraft.

Im ersten Fall müssen der Durchmesser des in der vorderen Linsengruppe am weitesten vorne angeordneten Linsenelementes und der Durchmesser des in der hinteren Linsengruppe am weitesten hinten angeordneten Linsenelementes sowie die Gesamtlänge des Linsensystems vergrößert werden. Im letzteren Fall muß dagegen, wenn die Brechkraft des positiven Linsenelementes in der negativen vorderen Linsengruppe erhöht wird, zugleich die Brechkraft der in der negativen vorderen Linsengruppe enthaltenen negativen Linsenelemente vergrößert wer den. Dies verursacht einen Anstieg der Aberrationen höherer Ordnung. Als Folge hiervon erhöht sich die Änderungsrate der Verzeichnung und der Bildfeldwölbung bezogen auf die Änderung des Bildwinkels, insbesondere in einem Bereich, in dem der Bildwinkel größer ist, und es bleibt Koma höherer Ordnung übrig, so daß eine optimale Abbildungsleistung nur schwer aufrecht zu erhalten ist.

Wegen der eben erläuterten Probleme muß es bei einem Variolinsensystem, ins besondere einem Weitwinkel-Variolinsensystem, bei dem der Bildfeldwinkel bei der Einstellung kürzester Brennweite mehr als 90° beträgt, zum Zwecke der Mi niaturisierung und der Korrektion anderer Aberrationen als Verzeichnung und Bildfeldwölbung in Kauf genommen werden, daß letztere Aberrationen, nämlich Verzeichnung und Bildfeldwölbung bis zu einem gewissen Grad vorhanden blei ben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Variolinsensystem für eine einäugige Spiegelre flexkamera anzugeben, das bei der Einstellung kürzester Brennweite einen Su perweitwinkel-Bildfeldwinkel von mehr als 90° hat, kompakt ist und über den ge samten Brennweitenbereich Verzeichnung und Bildfeldwölbung gut korrigiert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Weitwinkel-Variolinsensysteme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des Anspruchs 7.

Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 gibt der effektive Radius den Abstand "fS.0,65" von der optischen Achse an.

Um sowohl eine Verringerung in der Abmessung als auch im Gewicht zu errei chen, enthält die vordere negative Linsengruppe gemäß Anspruch 3 vorzugs weise eine negative Linse mit einer bildseitig konkaven Fläche, ein weitere nega tive Linse mit einer bildseitig konkaven Fläche sowie eine positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihen folge angeordnet.

Die Erfindung sieht weiterhin ein Weitwinkel-Variolinsensystem mit den Merkma len des Anspruchs 7 vor. Da die negative Linsengruppe, die dem Objekt am nächsten ist, von der Objektseite aus betrachtet aus den beiden negativen Linsen und der positiven Linse besteht, ist auf einfache Weise ein Bildfeldwinkel von mehr als 90° bei der Einstellung kürzester Brennweite möglich. Nach der in An spruch 8 angegebenen Weiterbildung haben die beiden negativen Linsen vor zugsweise jeweils eine dem Bild zugewandte konkave Fläche. Mindestens eine der beiden konkaven Flächen ist vorzugsweise asphärisch, um so die Aberratio nen gut zu korrigieren.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zei gen:

Fig. 1 die Linsenanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels des Vario lirisensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 2A, 2B, 2C und 2D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 die Linsenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels bei der Ein stellung längster Brennweite,

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 3,

Fig. 5 die Linsenanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Vario linsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 6A, 6B, 6C und 6D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 die Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels bei der Ein stellung längster Brennweite,

Fig. 8A, 8B, 8C und 8D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 7,

Fig. 9 die Linsenanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels des Vario linsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 10A, 10B, 10C und 10D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 9,

Fig. 11 die Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels bei der Ein stellung längster Brennweite,

Fig. 12A, 12B, 12C und 12D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 11,

Fig. 13 die Linsenanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels des Vario linsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 14A, 14B, 14C und 14D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 13,

Fig. 15 die Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels bei der Ein stellung längster Brennweite,

Fig. 16A, 16B, 16C und 16D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 15,

Fig. 17 die Linsenanordnung eines fünften Ausführungsbeispiels des Vario linsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 18A, 18B, 18C und 18D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 17,

Fig. 19 die Linsenanordnung des fünften Ausführungsbeispiels bei der Ein stellung längster Brennweite,

Fig. 20A, 20B, 20C und 20D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 19,

Fig. 21 die Linsenanordnung eines sechsten Ausführungsbeispiels des Va riolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite,

Fig. 22A, 22B, 22C und 22D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 21,

Fig. 23 die Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels bei der Einstellung längster Brennweite,

Fig. 24A, 24B, 24C und 24D die Aberrationen der Linsenanordnung nach Fig. 23 und

Fig. 25 die bei einer Brennweitenänderung auftretenden Bewegungen der Linsengruppen eines Variolinsensystems.

Ein aus drei Linsengruppen bestehendes Weitwinkel-Variolinsensystem, wie es in der Darstellung der Verschiebungswege der Linsengruppen nach Fig. 25 gezeigt ist, enthält eine negative erste Linsengruppe 10, eine positive zweite Linsen gruppe 20 und eine positive dritte Linsengruppe 30. Die eben genannten Linsen gruppen sind von der Objektseite aus betrachtet in vorstehender Reihenfolge an geordnet. Bei der Brennweitenänderung aus der Einstellung kürzester Brennweite hin zur Einstellung längster Brennweite bewegt sich die erste Linsengruppe 10 auf das Bild zu, während sich die zweite Linsengruppe 20 und die dritte Linsen gruppe 30 auf das Objekt zu bewegen. Dabei werden der Zwischenraum zwi schen der ersten Linsengruppe 10 und der zweiten Linsengruppe 20 sowie der Zwischenraum zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsen gruppe 30 verkleinert. Zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Lin sengruppe 30 ist eine Blende S angeordnet, die sich einstückig mit der dritten Linsengruppe 30 bewegt.

Bei diesem mit drei Linsengruppen, nämlich der negativen Linsengruppe, der po sitiven Linsengruppe und der weiteren positiven Linsengruppe ausgestatteten Weitwinkel-Variolinsensystem können Verzeichnung und Bildfeldwölbung durch Verwenden einer asphärischen Fläche korrigiert werden, die Anzahl der Lin senelemente verringert, der Anstieg des Durchmessers der in der vorderen Lin sengruppe am weitesten vorne angeordneten Linse verhindert sowie ein Anstieg der Gesamtlänge des Linsensystems vermieden werden. Insbesondere kann die Verzeichnung in negativer Richtung durch eine asphärische Fläche korrigiert werden, die an mindestens einer konkaven, bildseitigen Fläche mindestens einer in der von der Blende S entfernt liegenden, negativen ersten Linsengruppe 10 enthaltenen negativen Linse ausgebildet ist. Diese asphärische Fläche ist weiter hin so angeordnet, daß sie durch Schwächung der Brechkraft im Bereich des Randes die Verzeichnung korrigiert. Die Position der asphärischen Fläche, d. h. ihr Abstand von der Blende, sowie ihre Form sind in diesem Zusammenhang Faktoren von großer Wichtigkeit. Die Bedingung (1) des Anspruchs 1 und die Be dingung (2) des Anspruchs 2 geben diese Faktoren an.

Die Bedingung (1) gibt die Position der asphärischen Fläche an, die an einer in der ersten Linsengruppe 10 enthaltenen Linse auszubilden ist. Bei einer von der Blende S entfernt liegenden Linse treten die Lichtstrahlen in verschiedenen, vom jeweiligen Bildwinkel abhängigen Höhen durch die Linsenfläche. Ist eine asphäri sche Fläche an einer Position ausgebildet, die von der Blende S gemäß Bedin gung (1) entfernt ist, so sind vorgegebene Flächenformen erhältlich, die vonein ander unabhängig und durch den jeweiligen Bildwinkel bestimmt sind. Durch diese Anordnung der asphärischen Fläche kann nicht nur die sphärische Aberra tion nahe der Einstellung längster Brennweite korrigiert werden, sondern es kön nen auch Verzeichnung und Bildfeldwölbung nahe der Einstellung kürzester Brennweite effizient korrigiert werden.

Übersteigt X1/fS die obere Grenze der Bedingung (1), so wird die Korrektion der sphärischen Aberration bei der Einstellung längster Brennweite schwierig. Unter schreitet dagegen X1/fS die untere Grenze der Bedingung (1), so bereitet es Schwierigkeiten, die sphärische Aberration bei der Einstellung längster Brenn weite und außeraxiale Aberrationen bei der Einstellung kürzester Brennweite un abhängig voneinander zu korrigieren.

Die Bedingung (2) des Anspruchs 2 spezifiziert die Form der asphärischen Flä che, die an der in der ersten Linsengruppe 10 enthaltenen Linse ausgebildet ist.

Bei Erfüllung dieser Bedingung wird die negative Brechkraft an der asphärischen Fläche mit größer werdendem Abstand von der optischen Achse zum Rand hin geschwächt.

Um in dem vorgestellten Weitwinkel-Linsensystem die in negativer Richtung auf tretende Verzeichnung zu korrigieren, ist es wirkungsvoll, die Brechkraft am Rand einer in der ersten Linsengruppe angeordneten negativen Linse zu schwächen. Zu diesem Zweck kann eine der folgenden Möglichkeiten gewählt werden:

A) Eine asphärische Fläche wird an einer in der ersten Linsengruppe 10 ent haltenen, dem Objekt zugewandten Linsenfläche ausgebildet, und der Asphärizitätswert wird positiv gewählt.
B) Eine asphärische Fläche wird an einer in der ersten Linsengruppe 10 ent haltenen, dem Bild zugewandten Linsenfläche ausgebildet, und der Asphäri zitätswert wird negativ gewählt.

Da bei Möglichkeit (A) die Krümmung der asphärischen Fläche vergrößert, d. h. der Krümmungsradius verkleinert wird, nehmen die Aberrationen zu. Dies bedeu tet, daß die Aberrationskorrektion gerade durch die eben erläuterte Zunahme der Aberrationen bewirkt wird, wodurch die Korrektionslast zunimmt, die den anderen, hinter der asphärischen Fläche angeordneten Linsenflächen auferlegt wird. Dem gegenüber nehmen bei der Möglichkeit (B) die Aberrationen ab, da die Krümmung der asphärischen Fläche kleiner, d. h. der Krümmungsradius größer wird. Dies be deutet, daß die Aberrationskorrektion durch wechselseitiges Aufheben, d. h. Aus gleichen der Aberrationen bewirkt wird, wodurch die Korrektionslast abnimmt, die den anderen, hinter der asphärischen Fläche angeordneten Linsenflächen aufer legt wird. Die Korrektion der in negativer Richtung auftretenden Verzeichnung wird dann gemäß Möglichkeit (B) durchgeführt.

Wird (Δx/fS).(N-1) größer als die obere Grenze der Bedingung (2), so ist der Asphärizitätswert klein, und die Korrektion der Verzeichnung nahe der Einstellung kürzester Brennweite reicht nicht aus. Unterschreitet dagegen (Δx/fS).(N-1) die untere Grenze der Bedingung (2), so wird der Asphärizitätswert groß, und es tritt eine Unterkorrektion der sphärischen Aberration nahe der Einstellung längster Brennweite auf. Darüber hinaus bereitet die Linsenfertigung Schwierigkeiten.

In den Ausführungsbeispielen bezeichnet der "effektive Radius" in Bedingung (2) das Produkt aus der Brennweite (fS) bei der Einstellung kürzester Brennweite und dem Wert 0,65, d. h. fS.0,65.

Bei Verwenden der oben beschriebenen asphärischen Fläche in der ersten Lin sengruppe 10 kann auf eine positive Linse mit schwächerer Brechkraft, die in ei nem Weitwinkel-Linsensystem üblicherweise zur Korrektion der Verzeichnung eingesetzt wird, verzichtet werden, so daß die erste Linsengruppe 10 als Drei- Linsen-System ausgebildet werden kann, das von der Objektseite aus betrachtet die negative Linse, die weitere negative Linse und die positive Linse enthält.

Die Bedingung (3) des Anspruchs 4 und die Bedingung (4) des Anspruchs 6 spe zifizieren die Position bzw. die Form einer in der dritten Linsengruppe 30 verwen deten asphärischen Fläche. Die Bedingung (3) gibt dabei die Position der asphä rischen Fläche an. Durch Verwenden der asphärischen Fläche in der dritten Lin sengruppe 30 kann die dort vorgesehen Anzahl positiver Linsen verringert wer den. Durch Erfüllen der Bedingung (3) kann weiterhin der Abstand der Blende S zu der asphärischen Fläche auf einem bestimmten Wert gehalten werden. So kann nicht nur die sphärische Aberration nahe der Einstellung längster Brenn weite, sondern auch Koma und Astigmatismus über den gesamten Brennweiten bereich effizient korrigiert werden.

Wird der Abstand der Blende S von der asphärischen Fläche so weit erhöht, daß X3/fS die obere Grenze der Bedingung (3) übersteigt, so kann die bildseitige Schnittweite nur schwer beibehalten werden. Wird dagegen der Abstand der Blende S von der asphärischen Fläche so weit verkürzt, daß X3/fS die untere Grenze der Bedingung (3) unterschreitet, so kann zwar die sphärische Aberration nahe der Einstellung längster Brennweite korrigiert werden, Koma und Astigma tismus können jedoch über den gesamten Brennweitenbereich nicht wirkungsvoll korrigiert werden.

Die Bedingung (4) gibt die Form der asphärischen Fläche der in der dritten Lin sengruppe 30 vorgesehenen asphärischen Linse an. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird die positive Brechkraft auf der asphärischen Fläche mit größer werden dem Abstand von der optischen Achse zum Rand hin geschwächt. Darüber hin aus ist die in der dritten Linsengruppe 30 vorgesehene asphärische Fläche vor zugsweise an einer konvexen Fläche ausgebildet, die dem Bild zugewandt ist. Ist nämlich die bildseitige, konvexe Fläche als asphärische Fläche ausgebildet, bei der die positive Brechkraft mit größer werdendem Abstand von der optische Achse zum Rand hin schwächer wird, so werden die Seidel-Koeffizienten S1, S2 und S3 positiv, was für die Korrektion der Aberrationen von Vorteil ist. Die Seidel- Koeffizienten sind dabei so zu verstehen, daß S1 den Koeffizienten der sphäri schen Aberration, S2 den Komakoeffizienten und S3 den Astigmatismuskoeffizi enten bezeichnet.

Ist (Δx/fS).(N-1).1000 größer als die obere Grenze der Bedingung (4), so nimmt der Asphärizitätswert zu, und es tritt eine Unterkorrektion der sphärischen Aber ration bei langer Brennweite auf. Außerdem wird die Fertigung der asphärischen Linse schwierig. Unterschreitet (Δx/fS).(N-1).1000 die untere Grenze der Be dingung (4), so nimmt der Asphärizitätswert ab, und die Korrektion der Verzeich nung bei der Einstellung kürzester Brennweite ist nicht ausreichend.

In den Ausführungsbeispielen bezeichnet der "effektive Radius" in Bedingung (4) das Produkt aus der Brennweite (fS) bei der Einstellung kürzester Brennweite und den Wert 0,39, d. h. fS.0,39.

Spezielle numerische Daten der Ausführungsbeispiele werden im folgenden an gegeben. In den Diagrammen der chromatischen Aberration, dargestellt an Hand der sphärischen Aberration (axiale chromatische Aberration), bezeichnen die durchgezogenen Linien sowie die beiden Arten von gestrichelten Linien die sphä rischen Aberrationen bei der d-, der g- bzw. der C-Linie. Analog bezeichnen in den Diagrammen der lateralen chromatischen Aberration die durchgezogenen Li nien sowie die beiden Arten von gestrichelten Linien den Abbildungsmaßstab bei der d-, der g- bzw. der C-Linie. S bezeichnet das Sagittal-Bild und M des Meridio nal-Bild. In den Tabellen der nachfolgenden Ausführungsbeispiele bezeichnet FNo die F-Zahl, d. h. die relative Öffnung, f die Brennweite des gesamten Linsensy stems, W den halben Bildfeldwinkel, f_B die die bildseitige Schnittweite, R den Krümmungsradius der jeweiligen Linsenfläche, D die Linsendicke bzw. den Ab stand zwischen den Linsenelementen, N_d den Brechungsindex bei der d-Linie und ν die Abbe-Zahl. Die Werte von D für die Position der Blende bezeichnen jeweils den Abstand der Blende 5 von der am weitesten objektseitig angeordneten Flä che der dritten Linsengruppe.

Eine asphärische Fläche, die zur optischen Achse symmetrisch ist, kann wie folgt ausgedrückt werden:

x = Ch²/{1+[1-(1+K)C²h²]^1/2}+A4h⁴+A6h⁶+A8h⁸+A¹⁰h¹⁰ . . .

Darin bezeichnet
x den Abstand der asphärischen Fläche von der Tangentialebene an den Scheitel der Linsenfläche,
C die Krümmung (1/R) des asphärischen Scheitels,
h den Abstand von der optischen Achse,
K den Kegelschnittkoeffizienten sowie
A4 den Asphärenkoeffizienten vierter Ordnung
A6 den Asphärenkoeffizienten sechster Ordnung und
A8 den Asphärenkoeffizienten achter Ordnung.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 1 und 3 zeigen die Linsenanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels des Variolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 2A bis 2D und 4A bis 4D zeigen die Diagramme der Aberra tionen der Linsenanordnungen nach Fig. 1 bzw. Fig. 3. Tabelle 1 zeigt die zuge hörigen numerischen Daten. Die Flächennummern 1 bis 7 beziehen sich auf die erste Linsengruppe 10, die Flächennummern 8 bis 10 auf die positive zweite Lin sengruppe 20 und die Flächennummern 11 bis 21 auf die positive dritte Linsen gruppe 30. Die erste Linsengruppe 10 enthält eine negative Linse, eine Hybrid linse, deren bildseitige Fläche asphärisch ist, und eine positive Linse. Diese Lin sen sind dabei in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet. Die zweite Linsengruppe 20 enthält eine verkittete Unterlinsengruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse. Die dritte Linsengruppe 30 enthält eine positive Linse, eine verkittete Unterlinsengruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse, eine negative Linse, eine positive Linse und eine weitere positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet.

Tabelle 1

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 5 und 7 zeigen die Linsenanordnungen eines zweiten Ausführungsbeispiels bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 6A bis 6D und 8A bis 8D zeigen die Diagramme der Aberrationen der Linsenanord nungen nach Fig. 5 bzw. 7. In Tabelle 2 sind die zugehörigen numerischen Daten angeführt. Die Flächennummern 1 bis 7 beziehen sich auf die negative erste Lin sengruppe 10, die Flächennummern 8 bis 11 auf die positive zweite Linsengruppe 20 und die Flächennummern 12 bis 22 auf die positive dritte Linsengruppe 30. Die erste Linsengruppe 10 enthält eine negative Linse, eine Hybridlinse, deren bild seitige Fläche asphärisch ist, und eine positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet. Die zweite Linsengruppe 20 enthält eine positive Linse und eine negative Linse, die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind. Die dritte Linsengruppe 30 enthält eine positive Linse, eine verkittete Unterlinsen gruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse, eine negative Linse, eine positive Linse und eine weitere positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet.

Tabelle 2

Ausführungsbeispiel 3

Die Fig. 9 und 11 zeigen die Linsenanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels des Variolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 10A bis 10D und 12A bis 12D zeigen die Diagramme der Aberrationen der Linsenanordnungen nach Fig. 9 bzw. 11. In Tabelle 3 sind die zugehörigen numerischen Daten angeführt. Die Flächennummern 1 bis 7 bezie hen sich auf die negative erste Linsengruppe 10, die Flächennummern 8 bis 10 auf die positive zweite Linsengruppe 20 und die Flächennummern 11 bis 19 auf die positive dritte Linsengruppe 30. Die erste Linsengruppe 10 enthält eine nega tive Linse, eine Hybridlinse, deren bildseitige Fläche asphärisch ist, und eine po sitive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihenfolge angeordnet. Die zweite Linsengruppe 20 enthält eine ver kittete Unterlinsengruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse. Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein positive Linse, eine verkittete Unterlinsen gruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse, eine negative Linse und eine positive Linse. Diese Linsen sind dabei in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet.

Tabelle 3

Ausführungsbeispiel 4

Die Fig. 13 und 15 zeigen die Linsenanordnung eines vierten Ausführungsbei spiels des Variolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 14A bis 14D und 16A bis 16D zeigen die Dia gramme der Aberrationen der Linsenanordnungen nach Fig. 13 bzw. 15. In Ta belle 4 sind die zugehörigen numerischen Daten angeführt. Die Linsenanordnung dieses Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen der des ersten Ausfüh rungsbeispiels.

Tabelle 4

Ausführungsbeispiel 5

Die Fig. 17 und 19 zeigen die Linsenanordnung eines fünften Ausführungsbei spiels des Variolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 18A bis 18D und 20A bis 20D zeigen die Dia gramme der Aberrationen der Linsenanordnungen nach Fig. 17 bzw. 19. In Ta belle 5 sind die zugehörigen numerischen Daten angeführt. Die Linsenanordnung dieses Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen der des dritten Ausfüh rungsbeispiels.

Tabelle 5

Ausführungsbeispiel 6

Die Fig. 21 und 23 zeigen die Linsenanordnung eines sechsten Ausführungsbei spiels des Variolinsensystems bei der Einstellung kürzester Brennweite bzw. längster Brennweite. Die Fig. 22A bis 22D und 24A bis 24D zeigen die Dia gramme der Aberrationen der Linsenanordnungen nach Fig. 21 bzw. 23. In Ta belle 6 sind die zugehörigen numerischen Daten angeführt. Die Flächennummern 1 bis 6 beziehen sich auf die negative erste Linsengruppe 10, die Flächennum mern 7 bis 9 auf die positive zweite Linsengruppe 20 und die Flächennummern 10 bis 18 auf die positive dritte Linsengruppe 30. Die erste Linsengruppe 10 enthält eine negative Linse, eine weitere negative Linse und eine positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genannten Reihen folge angeordnet. Die zweite Linsengruppe 20 enthält eine verkittete Unterlinsen gruppe mit einer positiven Linse und einer negativer Linse. Die dritte Linsen gruppe 30 enthält eine positive Linse, eine verkittete Unterlinsengruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse, eine negative Linse und eine positive Linse. Diese Linsen sind dabei von der Objektseite aus betrachtet in der genann ten Reihenfolge angeordnet.

Tabelle 6

Tabelle 7 zeigt für die einzelnen Ausführungsbeispiele die Werte für die Bedin gungen (1) bis (4).

Tabelle 7

Wie aus Tabelle 7 hervorgeht, sind die Bedingungen durch die Ausführungsbei spiele erfüllt. Die unterschiedlichen Aberrationen einschließlich der Verzeichnung sind dabei vergleichsweise gut korrigiert. Die Bildfeldwölbung wird durch den Astigmatismus angezeigt.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, stellt die Erfindung ein Weitwin kel-Variolinsensystem bereit, das bei der Einstellung kürzester Brennweite einen Bildfeldwinkel von mehr als 90° hat, kompakt ist und Verzeichnung und Bildfeld wölbung über den gesamten Brennweitenbereich gut korrigiert.

Claims

1. Weitwinkel-Variolinsensystem mit einer negativen ersten Linsengruppe (10), einer positiven zweiten Linsengruppe (20), einer Blende (S) und einer positi ven dritten Linsengruppe (30), die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind, wobei
bei einer Brennweitenänderung ausgehend von der Einstellung kürzester Brennweite hin zur Einstellung längster Brennweite die Linsengruppen (10, 20, 30) so bewegbar sind, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe (10, 20) sowie der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe (20, 30) kleiner wird, und die Blende (S) einstückig mit der dritten Linsengruppe (30) bewegbar ist,
in der ersten Linsengruppe (10) mindestens eine negative Linse mit einer bildseitig konkaven Fläche vorgesehen ist, die asphärisch ausgebildet ist und folgende Bedingung erfüllt:
0,8 < X1/fS <2,0 (1)
worin
X1 den entlang der optischen Achse gemessenen Abstand der in der er sten Linsengruppe (10) vorgesehenen asphärischen Fläche von der Blende (S) bei der Einstellung längster Brennweite und
fS die Brennweite des gesamten Linsensystems bei der Einstellung kür zester Brennweite bezeichnet.

2. Variolinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der asphärischen Fläche mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse zum Linsenrand hin unter Abschwächung der negativen Brechkraft größer wird als der einer paraxial sphärischen Fläche und fol gende Bedingung erfüllt ist:
-0,1 < (Δx/fS).(N-1) < -0,01 (2)
worin
Δx den Asphärizitätswert bei einem effektiven Radius und
N den Brechungsindex des die asphärische Fläche bildenden Materials bezeichnet.

3. Variolinsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die negative erste Linsengruppe (10) eine negative Linse mit einer bildseitig konkaven Fläche, eine weitere negative Linse mit einer bildseitig konkaven Fläche sowie eine positive Linse enthält, die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind.

4. Variolinsensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die positive dritte Linsengruppe (30) eine Linse mit mindestens einer asphärischen Fläche enthält und folgende Bedingung er füllt ist:
1,0 < X3/fS <1,6 (3)
worin
X3 den entlang der optischen Achse gemessenen Abstand der in der drit ten Linsengruppe (30) vorgesehenen asphärischen Fläche von der Blende (S) und
fS die Brennweite des gesamten Linsensystems bei der Einstellung kür zester Brennweite bezeichnet.

5. Variolinsensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Fläche eine dem Bild zugewandte, konvexe Fläche ist.

6. Variolinsensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der asphärischen Fläche mit zunehmendem Abstand von der optische Achse zum Linsenrand hin unter Abschwächung der positiven Brechkraft größer wird als der einer paraxial sphärischen Fläche und fol gende Bedingung erfüllt ist:
0,1 < (Δx/fS).(N-1).1000 <1,0 (4)
worin
Δx den Asphärizitätswert bei einem effektiven Radius und
N den Brechungsindex des die asphärische Fläche bildenden Materials bezeichnet.

7. Weitwinkel-Variolinsensystem mit einer negativen Linsengruppe (10) und ei ner positiven Linsengruppe (20), die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind, wobei
die negative Linsengruppe (10) eine negative Linse, eine weitere negative Linse und eine positive Linse enthält, die in der genannten Reihenfolge von der Objektseite aus betrachtet angeordnet sind,
mindestens eine der beiden in der negativen Linsengruppe (10) vorgesehe nen negativen Linsen eine asphärische Fläche hat,
und der Bildfeldwinkel des Weitwinkel-Variolinsensystems bei der Einstel lung kürzester Brennweite mehr als 90° beträgt.

8. Variolinsensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ne gativen Linsen jeweils eine bildseitig konkave Fläche haben und mindestens eine dieser konkaven Flächen asphärisch ist.