DE19962207A1

DE19962207A1 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE19962207A1
Application number: DE19962207A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Ozaki; Takayuki Ito
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2000-06-29
Also published as: US6333823B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv mit mehreren Linsengruppen (10, 20, 30), in dem ein die optische Achse ablenkender Spiegel (M) zwischen den zur Brennweiteneinstellung bewegbaren Linsengruppen (20, 30) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv für eine Kompaktvideokamera oder eine Digitalkamera o. ä. Bei einem Varioobjektiv muß Raum verfügbar sein, damit die Linsengruppen zur Brennweitenänderung bewegt werden können. Deshalb ist die Gesamtlänge des Varioobjektivs länger als die eines Objektivs fester Brennweite. Daher ist die Verringerung der Abmessungen eines Kameragehäuses in Richtung parallel zur optischen Achse des Objektivs (im folgenden als Dicke der Kamera bezeichnet) physikalisch begrenzt.

In den letzten Jahren wurden Digitalkameras mit höherer Auflösung entwickelt, wobei auch das Bildformat (durch ein Objektiv bestimmte Bildgröße) eines Bild aufnehmers, z. B. einer CCD-Vorrichtung, vergrößert wurde, so daß auch das Objektiv größer ist. Zur Miniaturisierung einer Kamera mit Varioobjektiv ist es be kannt, den Objektivtubus in das Kameragehäuse einzuziehen, wenn die Strom versorgung mit dem Hauptschalter unterbrochen wird. Der Mechanismus hierzu ist aber kompliziert und kostspielig aufgebaut.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kamera mit Varioobjektiv kleiner zu gestalten, insbesondere ihre Dicke zu verringern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die optische Achse eines Varioob jektivs mit einem Ablenkelement (z. B. einem Spiegel oder einem Prisma) abge lenkt werden kann, um die Kameradicke zu verringern. Dabei ist die Position des Ablenkelementes in dem Varioobjektiv von Wichtigkeit.

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

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines Varioobjektivs nach der Erfin dung,

Fig. 2 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als erstes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 3A bis 3D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 2,

Fig. 4 die Linsenanordnung des Varioobjektivs bei Langbrennweite,

Fig. 5A bis 5D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 4,

Fig. 6 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als zweites Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 7A bis 7D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 6,

Fig. 8 die Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels bei Kurz brennweite,

Fig. 9A bis 9D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 8,

Fig. 10 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als drittes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 11A bis 11D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 10,

Fig. 12 die Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 13A bis 13D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 12,

Fig. 14 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als viertes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 15A bis 15D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 14,

Fig. 16 die Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 17A bis 17D Aberrationsdiagramm der Linsenanordnung nach Fig. 16,

Fig. 18 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als fünftes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 19A bis 19D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 18,

Fig. 20 die Linsenanordnung des fünften Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 21A bis 21D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 20,

Fig. 22 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als sechstes Ausfüh rungsbeispiel bei Kurzbrennweite mit einem Spiegel als Ablenkele ment in einer Abwicklung,

Fig. 23A bis 23D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 22,

Fig. 24 die Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 25A bis 25D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 24,

Fig. 26 die Bewegungslinien eines Varioobjektivs nach der Erfindung mit Spiegel und drei Linsengruppen,

Fig. 27 die Bewegungslinien eines Varioobjektivs mit Spiegel und vier Lin sengruppen,

Fig. 28 einen weiteren grundsätzlichen Aufbau eines Varioobjektivs nach der Erfindung,

Fig. 29 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als siebtes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Prisma als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 30A bis 30D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 29,

Fig. 31 die Linsenanordnung des siebten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 32A bis 32D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 31,

Fig. 33 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als achtes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Prisma als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 34A bis 34D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 33,

Fig. 35 die Linsenanordnung des achten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 36A bis 36D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 35,

Fig. 37 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als neuntes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Prisma als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 38A bis 38D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 37,

Fig. 39 die Linsenanordnung des neunten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 40A bis 40D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 39,

Fig. 41 die Linsenanordnung eines Varioobjektivs als zehntes Ausführungs beispiel bei Kurzbrennweite mit einem Prisma als Ablenkelement in einer Abwicklung,

Fig. 42A bis 42D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 41,

Fig. 43 die Linsenanordnung des zehnten Ausführungsbeispiels bei Lang brennweite,

Fig. 44A bis 44D Aberrationsdiagramme der Linsenanordnung nach Fig. 43,

Fig. 45 die Bewegungslinien eines Varioobjektivs mit Prisma und drei Lin sengruppen,

Fig. 46 die Bewegungslinien eines Varioobjektivs mit Prisma und vier Lin sengruppen,

Fig. 47 eine beispielsweise Darstellung der mit der Erfindung erzielbaren Effekte,

Fig. 48 eine beispielsweise Darstellung eines Varioobjektivs mit abgelenkter optischer Achse an einer Kamera und

Fig. 49 eine weitere beispielsweise Darstellung ähnlich Fig. 48.

Fig. 1 und Fig. 28 zeigen Ausführungsbeispiele eines Varioobjektivs mit mehreren Linsengruppen, bei dem ein Ablenkelement zwischen beweglichen Linsengruppen angeordnet ist. In Fig. 1 ist das Ablenkelement ein Spiegel, in Fig. 28 ein Prisma.

Fig. 1 bis 27 zeigen Varioobjektive mit Spiegeln als Ablenkelement.

Fig. 1 zeigt ein Varioobjektiv mit drei Linsengruppen, nämlich einer positiven er sten Linsengruppe 10, einer negativen zweiten Linsengruppe 20 und einer positi ven dritten Linsengruppe 30, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Ein Spiegel M ist unbeweglich zwischen der zweiten Linsen gruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 angeordnet und lenkt die optische Achse um 90° ab. Die Brennweitenänderung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 längs der optischen Achse. Der Spiegel M ist also zwischen den beiden beweglichen Linsengruppen angeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist in der Bildebene des Varioobjektivs eine Bildaufnahmevor richtung 50 mit einem Deckglas CG angeordnet. Fig. 26 zeigt die Bewegungsli nien des in Fig. 1 gezeigten Objektivs.

Fig. 10 zeigt ein Objektiv mit vier Linsengruppen. Die vierte Linsengruppe wird bei der Brennweiteneinstellung nicht bewegt, hat eine relativ schwache Brechkraft und ist zusätzlich hinter der dritten Linsengruppe des Varioobjektivs mit drei Lin sengruppen angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich leicht eine Telezentrizität, die bei Verwendung eines Bildaufnehmers, z. B. eines CCD-Elements, erforderlich ist. Fig. 27 zeigt die Bewegungslinien des Systems mit vier Linsengruppen, nämlich einer positiven ersten Linsengruppe 10, einer negativen zweiten Linsen gruppe 20, eines Spiegels M, einer positiven dritten Linsengruppe 30 und einer positiven vierten Linsengruppe 40, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind.

Fig. 28 bis 46 zeigen ein Objektivsystem mit einem Prisma als Ablenkelement.

Fig. 28 zeigt ein System mit drei Linsengruppen, nämlich einer positiven ersten Linsengruppe 10, einer negativen zweiten Linsengruppe 20 und einer positiven dritten Linsengruppe 30, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her ange ordnet sind. Ein Prisma 60 ist unbeweglich zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 angeordnet und lenkt die optische Achse um 90° ab. Das Korrigieren einer Dezentrierung des optischen Systems ist mit dem Prisma 60 möglich. Die Brennweiteneinstellung erfolgt durch Bewegen der zwei ten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 längs der optischen Achse. Das Prisma 60 ist also zwischen den beweglichen Linsengruppen angeordnet. Wie Fig. 28 zeigt, ist ein Bildaufnehmer 50 mit einem Deckglas CG in der Bild ebene des Varioobjektivs angeordnet. Fig. 45 zeigt die Bewegungslinien des Ob jektivsystems mit drei Linsengruppen nach Fig. 1. Fig. 37 zeigt ein Varioobjektiv mit vier Linsengruppen. Die vierte Linsengruppe ist bei der Brennweiteneinstel lung unbeweglich, hat eine relativ schwache Brechkraft und befindet sich hinter der dritten Linsengruppe des dreilinsigen Varioobjektivs. Die Telezentrizität, die bei Verwendung eines Bildaufnehmers, z. B. eines CCD-Elements, erforderlich ist, kann leicht erreicht werden. Fig. 46 zeigt die Bewegungslinien des Objektivsy stems mit vier Linsengruppen, nämlich der positiven ersten Linsengruppe 10, der negativen zweiten Linsengruppe 20, des Prismas 60, der positiven dritten Linsen gruppe 30 und der positiven vierten Linsengruppe 40, die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind.

Da bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die optische Achse zwischen den zur Brennweiteneinstellung beweglichen Linsengruppen abgelenkt wird, wird der für die Bewegung der Linsengruppen erforderliche Raum in Ab schnitte geteilt, die einerseits in Richtung der Kameradicke, andererseits in Auf wärts-Abwärtsrichtung liegen. Dies erweist sich als vorteilhaft bei der Miniaturi sierung einer Kamera, insbesondere bei der Reduzierung ihrer Dicke. Fig. 47 zeigt schematisch diesen Vorteil. Der Aufbau des Objektivs stimmt mit demjenigen nach Fig. 1 und 28 überein. Ein Kameragehäuse 100 hat einen einstückig ange formten Objektivtubus 100L. Ein Suchersystem 100F ist separat zu dem Objektiv vorgesehen. Die Zeichnung läßt erkennen, daß das Kameragehäuse 100 mit dem Ablenkelement eine viel geringere Dicke als das Kameragehäuse 100' ohne Ab lenkelement hat. Wird kein Ablenkelement DF verwendet, so vergrößert sich der Raum, der durch den Pfeil B angedeutet ist, zur Bewegung der dritten Linsen gruppe 30 quer zu der zweiten Linsengruppe 20.

Wird ein Spiegel verwendet, so hat dieser eine Reflexionsfläche, die sehr eben ist und relativ billig gefertigt werden kann. Ferner kann mit dem Spiegel eine Ein stellung bei Dezentrierung des optischen Systems durchgeführt werden.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen lenkt das Ablenkele ment, also der Spiegel oder das Prisma, die optische Achse des Varioobjektivs um 90° um. Es ist aber auch möglich, einen anderen Ablenkwinkel einzustellen, vorausgesetzt, daß

a) ein Strahlenbündel durch die Ablenkfläche nicht erfaßt wird, und
b) die zweite Linsengruppe 20 und die dritte Linsengruppe 30 einander nicht berühren.

Fig. 48 zeigt schematisch eine Ansicht unter Berücksichtigung des vorstehenden Kriteriums (i). Jeder Wert des Winkels α kann eingestellt werden, wenn das Strahlenbündel nicht durch die Ablenkfläche abgedeckt wird. Wird der Winkel α größer, so kann ein Teil des Strahlenbündels über einer Kante E des Ablenkele ments liegen, so daß es nicht erfaßt wird.

Fig. 49 zeigt schematisch die Bedeutung der vorstehenden Forderung (ii). Jeder Wert des Winkels α kann eingestellt werden, wenn die zweite Linsengruppe 20 nicht zum Bild hin bewegt wird und die dritte Linsengruppe bei der Bewegung zum Objekt hin nicht mit ihr in Kontakt kommt. Wird der Winkel α kleiner, so kommen die zweite und die dritte Linsengruppe 20 und 30, die gestrichelt dargestellt sind, gegebenenfalls miteinander in Kontakt.

Die Bedingung (1) in Anspruch 4 beschreibt eine Änderungsoperation der Ver größerung der zweiten Linsengruppe 20.

Wenn log₁₀Z₂/log₁₀Z den oberen Grenzwert der Bedingung (1) überschreitet, so nimmt die Vergrößerungsänderung durch die zweite Linsengruppe stark zu, und dadurch ist die Korrektion der Aberrationsänderung bei Brennweiteneinstellung schwierig.

Wenn log₁₀Z₂/log₁₀Z den unteren Grenzwert der Bedingung (1) unterschreitet, so bewirkt nur die dritte Linsengruppe eine Vergrößerungsänderung, so daß das Va rioverhältnis nicht vergrößert werden kann. Die Bewegungslänge der dritten Lin sengruppe wird dann zu lang.

Die Bedingung (2) in Anspruch 4 beschreibt die Brechkraft der dritten Linsen gruppe.

Wenn f_w/f₃ die obere Grenze der Bedingung (2) überschreitet, so wird die Brech kraft der dritten Linsengruppe zu groß, und die Aberrationsänderung bei Brenn weiteneinstellung wird größer, insbesondere wird die Koma extrem groß.

Wenn f_w/f₃ die untere Grenze der Bedingung (2) unterschreitet, so wird die Brech kraft der dritten Linsengruppe, die das Licht aus der zweiten Linsengruppe kon vergieren soll, zu schwach, und dadurch wird die optische Weglänge nach Ablen ken der optischen Achse zu groß.

Die Bedingung (2)' in Anspruch 5 beschreibt die resultierende Brechkraft der dritten Linsengruppe und der vierten Linsengruppe.

Wenn f_w/f_(3-4)w die obere Grenze der Bedingung (2)' überschreitet, so wird die re sultierende Brechkraft zu stark, und die Aberrationsänderung bei Brennweitenein stellung wird größer, insbesondere wird die Koma extrem groß.

Wenn f_w/f_(3-4)w die untere Grenze der Bedingung (2)' unterschreitet, so wird die re sultierende Brechkraft der dritten und der vierten Linsengruppe, die das diver gente Licht aus der zweiten Linsengruppe konvergieren sollen, zu schwach, und dadurch wird die optische Weglänge nach dem Ablenken der optischen Achse zu lang.

Die Bedingung (3) in Anspruch 4 und 5 beschreibt die transversale Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei längstmöglicher Brennweite.

Wenn m_3t die obere Grenze der Bedingung (3) überschreitet, so nimmt die Bewe gungslänge der zweiten Linsengruppe zu, und dadurch wird die optische Weglänge im Bereich vor dem Ablenken der optischen Achse lang.

Wenn m_3t die untere Grenze der Bedingung (3) unterschreitet, so wird die trans versale Vergrößerung der dritten Linsengruppe in negativer Richtung zu groß, und dadurch nimmt die Belastung zur Korrektion von Aberrationen in der dritten Linsengruppe 30 zu, und die Aberrationsänderung bei Brennweiteneinstellung nimmt zu.

Die Bedingung (4) in Anspruch 7 beschreibt die geeignete Einstellung des Spie gels. Wenn DM_min/f_t die obere Grenze der Bedingung (4) überschreitet, so wird der Raum zum Positionieren des Spiegels zwischen den Linsengruppen zu groß, und dadurch nimmt die Gesamtlänge des Objektivsystems zu. Deshalb kann die Kamera dann nicht verkleinert werden.

Wenn DM_min/f_t die untere Grenze der Bedingung (4) unterschreitet, so stört der Spiegel die vor oder die hinter ihm liegende Linsengruppe.

Die Bedingung (5) in Anspruch 9 beschreibt die geeignete Positionierung des Prismas. Wenn DP_min/2y die obere Grenze der Bedingung (5) überschreitet, so wird der Raum zum Positionieren des Prismas zwischen den Linsengruppen zu groß, und dadurch nimmt die Länge des gesamten Objektivsystems zu. Deshalb kann die Kamera nicht miniaturisiert werden.

Wenn DP_min/2y die untere Grenze der Bedingung (5) unterschreitet, so stört das Prisma die vor oder hinter ihm liegende Linsengruppe.

Die Bedingung (6) in Anspruch 10 dient zur geeigneten Positionierung des Pris mas. Wenn DP_min/f_t die obere Grenze der Bedingung (6) überschreitet, so wird der Raum zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe zu groß, und dadurch wird der Durchmesser der vordersten Linse, die dem Objekt am nächsten liegt (d. h. das objektseitige Linsenelement der ersten Linsengruppe 10) zu groß, um die Randausleuchtung bei kürzestmöglicher Brennweite zu sichern.

Wenn DP_min/f_t die untere Grenze der Bedingung (6) unterschreitet, so stört das Prisma die vor oder hinter ihm liegende Linsengruppe.

Im folgenden werden spezielle Ausführungsbeispiele erläutert. Die Beispiele 1 bis 6 (erste Gruppe der Ausführungsbeispiele) sind Objektivsysteme, in denen ein Spiegel als Ablenkelement dient. Die Beispiele 7 bis 10 (zweite Gruppe der Aus führungsbeispiele) sind Varioobjektive mit einem Prisma als Ablenkelement. In der ersten Gruppe betreffen die Beispiele 1 und 2 das Varioobjektiv mit drei Lin sengruppen (Fig. 26) und die Beispiele 3 bis 6 das Varioobjektiv mit vier Linsen gruppen (Fig. 27). In der zweiten Gruppe betreffen die Beispiele 7 und 8 das Va rioobjektiv des zweiten Aspekts mit drei Linsengruppen (Fig. 45), die Beispiele 9 und 10 das Varioobjektiv mit vier Linsengruppen (Fig. 46).

Im folgenden werden spezielle numerische Daten der Ausführungsbeispiele be schrieben. In den Diagrammen der chromatischen Aberration (axiale chromati sche Aberration), die durch die sphärische Aberration repräsentiert sind, zeigen durchgezogene Linien und zwei Arten gestrichelter Linien die sphärischen Aber rationen hinsichtlich der d-, g- und C-Linie. In den Diagrammen der lateralen chromatischen Aberration zeigen die durchgezogenen und die beiden Arten ge strichelter Linien die Vergrößerung hinsichtlich der d-, g- und C-Linie. S bezeich net das sagittale Bild, M bezeichnet das meridionale Bild. In den Tabellen der fol genden Beispiele ist F_NO die F-Zahl, f die Brennweite des gesamten Systems, W der halbe Feldwinkel, R der Krümmungsradius einer jeden Linsenfläche, d die Linsendicke oder der Abstand zwischen den Linsenelementen, N_d der Bre chungsindex an der d-Linie und ν die Abbe-Zahl. In den Beispielen 1 bis 6 ist DMa der Minimalabstand von der zweiten Linsengruppe (bewegliche Linsen gruppe unmittelbar vor dem Spiegel) zur Mitte des Spiegels, die als Schnittpunkt mit der optischen Achse an der Reflexionsfläche definiert ist (Fig. 26, 27) und DMb der minimale Abstand von der Mitte des Spiegels zur dritten Linsengruppe (bewegliche Linsengruppe unmittelbar hinter dem Spiegel), siehe Fig. 26 und 27. In den Beispielen 7 bis 10 ist DPa der Minimalabstand von der zweiten Linsen gruppe (bewegliche Linsengruppe unmittelbar vor dem Prisma) zu dem Prisma (Fig. 45, 46) und DPb der Minimalabstand von dem Prisma zu der dritten Linsen gruppe (bewegliche Linsengruppe unmittelbar hinter dem Prisma), siehe Fig. 45, 46.

Außerdem ist eine asphärische, zur optischen Achse symmetrische Fläche fol gendermaßen definiert:

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

darin sind
x der Abstand von einer Tangentialebene eines asphärischen Scheitels,
C die Krümmung des asphärischen Scheitels (1/R),
h 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.

Beispiel 1

Fig. 2 und 4 zeigen die Linsenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher Brennweite und längstmöglicher Brennweite. Fig. 3A bis 3D und Fig. 5A bis 5D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnung nach Fig. 2 und 4. Tabelle 1 enthält die numerischen Daten. Die Flächen 1 und 2 repräsentieren die positive erste Linsengruppe 10, die Flächen 3 und 8 die negative zweite Lin sengruppe 20, die Flächen 9 bis 17 die positive dritte Linsengruppe 30 und die Flächen 18 und 19 das Deckglas CG für das CCD-Element. Die erste Linsen gruppe 10 hat eine positive Meniskuslinse. Die zweite Linsengruppe 20 hat eine negative Meniskuslinse und eine negative Linse sowie eine positive Meniskus linse in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die dritte Linsengruppe 30 hat eine positive Linse, eine verkittete Unterlinsengruppe mit einer positiven Linse und einer negativen Linse und einer negativen Linse und einer positiven Linse in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Der Spiegel M und die Blende S sind zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 fest an geordnet. Die Brennweiteneinstellung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsen gruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 gemäß Fig. 26.

Tabelle 1

Beispiel 2

Fig. 6 und 8 zeigen die Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 7A bis 7D und Fig. 9A bis 9D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnung nach Fig. 6 bzw. 8. Tabelle 2 enthält die numerischen Daten. Die grundsätzliche Anordnung stimmt mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein mit dem Unterschied, daß das negative Lin senelement der zweiten Linsengruppe 20 durch eine negative Meniskuslinse er setzt ist.

Tabelle 2

Beispiel 3

Fig. 10 und 12 zeigen die Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 11A bis 11D und Fig. 13A bis 13D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 10 und 12. Tabelle 3 enthält die numerischen Daten. Die Flächen 1 und 2 gehören zu der positiven ersten Linsengruppe 10, die Flächen 3 bis 8 zur negativen zweiten Lin sengruppe 20, die Flächen 9 bis 15 zur positiven dritten Linsengruppe 30, die Flächen 16 und 17 zur positiven vierten Linsengruppe 40 und die Flächen 18 und 19 zum Deckglas CG für das CCD-Element. Die erste Linsengruppe 10 enthält ein positives Meniskuslinsenelement. Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein negati ves Meniskuslinsenelement, ein negatives Linsenelement und ein positives Lin senelement in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die dritte Linsen gruppe 30 enthält ein positives Meniskuslinsenelement, eine verkittete Unterlin sengruppe mit einem positiven Linsenelement und einem negativen Linsenele ment und ein negatives Meniskuslinsenelement in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die vierte Linsengruppe 40 enthält ein positives Meniskuslin senelement. Der Spiegel M und die Blende S sind zwischen der zweiten Linsen gruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 fest angeordnet. Die Brennweitenein stellung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Lin sengruppe 30 gemäß Fig. 27.

Tabelle 3

Beispiel 4

Fig. 14 und 16 zeigen die Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 15A bis 15D und Fig. 17A bis 17D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 14 und 16. Tabelle 4 enthält die numerischen Daten. Die Flächen 1 und 2 gehören zu der positiven ersten Linsengruppe 10, die Flächen 3 bis 8 zur negativen zweiten Lin sengruppe 20, die Flächen 9 bis 16 zur positiven Linsengruppe 30, die Flächen 17 und 18 zur positiven vierten Linsengruppe 40 und die Flächen 19 und 20 zum Deckglas CG für das CCD-Element. Die erste Linsengruppe 10 enthält ein positi ves Meniskuslinsenelement. Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement, ein negatives Linsenelement und ein positives Linsenele ment in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein positives Linsenelement, ein positives Meniskuslinsenelement, ein ne gatives Meniskuslinsenelement und ein weiteres negatives Meniskuslinsenele ment in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die vierte Linsengruppe 40 enthält ein positives Linsenelement. Der Spiegel M und die Blende S sind zwi schen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 fest ange ordnet. Die Brannweiteneinstellung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsen gruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 gemäß Fig. 27.

Tabelle 4

Beispiel 5

Fig. 18 und 20 zeigen die Linsenanordnung des fünften Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 19A bis 19D und Fig. 21A bis 21 D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 18 und 20. Tabelle 5 enthält die numerischen Daten. Die grundsätzliche Linsenanordnung stimmt mit derjenigen des vierten Ausführungsbeispiels überein mit dem Unter schied, daß die dritte Linsengruppe 30 ein positives Meniskuslinsenelement, ein positives Linsenelement, ein negatives Meniskuslinsenelement und ein weiteres negatives Meniskuslinsenelement in dieser Reihenfolge von der Objektseite her enthält.

Tabelle 5

Beispiel 6

Fig. 22 und 24 zeigen die Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 23A bis 23D und Fig. 25A bis 25D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 22 und 24. Tabelle 6 enthält die numerischen Daten. Die grundsätzliche Linsenan ordnung stimmt mit derjenigen des dritten Ausführungsbeispiels überein mit dem Unterschied, daß das positive Linsenelement der zweiten Linsengruppe 20 durch ein positives Meniskuslinsenelement ersetzt ist.

Tabelle 6

Beispiel 7

Fig. 29 und 31 zeigen die Linsenanordnung des siebten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 30A bis 30D und Fig. 32A bis 32D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 29 und 31. Tabelle 7 enthält die numerischen Daten. Die Flächen 1 und 2 gehören zu der positiven ersten Linsengruppe 10, die Flächen 3 bis 8 zur negativen zweiten Lin sengruppe 20, die Flächen 9 und 10 zum Prisma 60, die Flächen 10 bis 19 zur positiven dritten Linsengruppe 30 und die Flächen 20 und 21 zum Deckglas CG für das CCD-Element. Die erste Linsengruppe 10 enthält ein positives Meniskus linsenelement. Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein negatives Meniskuslin senelement, ein negatives Linsenelement und ein positives Meniskuslinsenele ment in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein positives Linsenelement, eine verkittete Unterlinsengruppe mit einem positiven Linsenelement und einem negativen Linsenelement, ein negatives Me niskuslinsenelement und ein positives Linsenelement in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Das Prisma 60 und die Blende S sind zwischen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 fest angeordnet. Die Brenn weiteneinstellung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 gemäß Fig. 45.

Tabelle 7

Beispiel 8

Fig. 33 und 35 zeigen die Linsenanordnung des achten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 34A bis 34D und Fig. 36A bis 36D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 33 und 35. Tabelle 8 enthält die numerischen Daten. Die grundsätzliche Linsenanordnung stimmt mit derjenigen des siebten Ausführungsbeispiels überein mit dem Unter schied, daß das negative Linsenelement in der zweiten Linsengruppe 20 durch ein negatives Meniskuslinsenelement ersetzt ist und daß das bildseitige positive Linsenelement der dritten Linsengruppe 30 durch ein positives Meniskuslin senelement ersetzt ist.

Tabelle 8

Beispiel 9

Fig. 37 und 39 zeigen die Linsenanordnung des neunten Ausführungsbeispiels bei kürzestmöglicher und längstmöglicher Brennweite. Fig. 38A bis 38B und Fig. 40A bis 40D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 37 und 39. Tabelle 9 enthält die numerischen Daten. Die Flächen 1 und 2 gehören zu der positiven ersten Linsengruppe 10, die Flächen 3 bis 8 zur negativen zwei ten Linsengruppe 20, die Flächen 9 und 10 zum Prisma 60, die Flächen 10 bis 17 zur positiven Linsengruppe 30, die Flächen 18 und 19 zur positiven vierten Lin sengruppe 40 und die Flächen 20 und 21 zu dem Deckglas CG des CCD-Ele ments. Die erste Linsengruppe 10 enthält ein positives Meniskuslinsenelement. Die zweite Linsengruppe 20 enthält ein negatives Meniskuslinsenelement, ein ne gatives Linsenelement, und ein positives Linsenelement in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die dritte Linsengruppe 30 enthält ein positives Lin senelement, eine verkittete Unterlinsengruppe mit einem positiven Linsenelement und einem negativen Linsenelement und ein negatives Meniskuslinsenelement, in dieser Reihenfolge von der Objektseite her. Die vierte Linsengruppe 40 enthält ein positives Meniskuslinsenelement. Das Prisma 60 und die Blende S sind zwi schen der zweiten Linsengruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 fest ange ordnet. Die Brennweiteneinstellung erfolgt durch Bewegen der zweiten Linsen gruppe 20 und der dritten Linsengruppe 30 gemäß Fig. 46.

Tabelle 9

Beispiel 10

Fig. 41 und 44 zeigen die Linsenanordnung des zehnten Ausführungsbeispiels für kürzestmögliche und längstmögliche Brennweite. Fig. 42A bis 42D und Fig. 44A bis 44D zeigen die Aberrationsdiagramme der Anordnungen nach Fig. 41 und 43. Tabelle 10 enthält die numerischen Daten. Die grundsätzliche Linsenanordnung stimmt mit derjenigen des neunten Beispiels überein.

Tabelle 10

Tabelle 11 enthält jede Bedingung für jedes Ausführungsbeispiel.

Tabelle 11

Daraus ergibt sich, daß jede Bedingung im jeweiligen Ausführungsbeispiel erfüllt ist. Ferner sind auch die Aberrationen relativ gut korrigiert.

Claims

1. Varioobjektiv mit mehreren Linsengruppen und einem die optische Achse ablenkenden Ablenkelement, das zwischen den zur Brennweiteneinstellung beweglichen Linsengruppen angeordnet ist.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine positive erste Linsengruppe, eine negative zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe in dieser Reihenfolge von der Objektseite her vorgese hen sind, daß die Brennweiteneinstellung durch Bewegen der zweiten und der dritten Linsengruppe längs der optischen Achse erfolgt, und daß das Ablenkelement zwischen der zweiten und der dritten Linsengruppe angeord net ist.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine positive vierte Linsengruppe, die der positiven dritten Linsengruppe zur Bildseite hin nach geordnet ist.

4. Varioobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
0 < log₁₀Z₂/log₁₀Z < 0,4 (1)
0,2 < f_w/f₃ < 0,6 (2)
-1,3 < m_3t < -0,8 (3)
in denen
Z₂ = m_2t/m_2w
Z = f_t/f_w
m_2t die transversale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe bei längstmög licher Brennweite,
m_2w die transversale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe bei kürzest möglicher Brennweite,
f_t die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei längstmöglicher Brenn weiteneinstellung,
f_w die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei kürzestmöglicher Brennweiteneinstellung,
f_3t die Brennweite der dritten Linsengruppe und
m_3t die transversale Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei längstmögli cher Brennweiteneinstellung ist.

5. Varioobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
0 < log₁₀Z₂/log₁₀Z < 0,4 (1)
0,2 < f_w/f_(3-4)w < 0,6 (2)'
-1,3 < m_3t < -0,8 (3)
in denen
Z₂ = m_2t/m_2w
Z = f_t/f_w
m_2t die transversale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe bei längstmög licher Brennweite,
m_2w die transversale Vergrößerung der zweiten Linsengruppe bei kürzest möglicher Brennweite,
f_t die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei längstmöglicher Brerin weiteneinstellung,
f_w die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei kürzestmöglicher Brennweiteneinstellung,
f_(3-4)w die Brennweite der dritten Linsengruppe und
m_3t die transversale Vergrößerung der dritten Linsengruppe bei längstmögli cher Brennweiteneinstellung ist.

6. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement ein Spiegel ist.

7. Varioobjektiv nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:
0,25 < DM_min/f_t < 0,8 (4)
in der
DM_min = DMa + DMb und
DMa der minimale Abstand von der Linsengruppe unmittelbar vor dem Spie gel zur Spiegelmitte, definiert als Schnittpunkt der optischen Achse mit der Reflexionsfläche,
DMb der minimale Abstand von der Spiegelmitte zur Linsengruppe unmittel bar hinter dem Spiegel und
f_t die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei längstmöglicher Brenn weiteneinstellung ist.

8. Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement ein Prisma ist.

9. Varioobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:
0,8 < DP_min/2y < 1,5 (5)
in der DP_min = DPa + (Lp/Np) + DPb,
DPa der minimale Abstand von der Linsengruppe unmittelbar vor dem Prisma zu dem Prisma,
Lp die axiale Dicke des Prismas längs der optischen Achse,
Np der Brechungsindex des Prismas,
DPb der minimale Abstand von dem Prisma zu der Linsengruppe unmittelbar hinter dem Prisma und
2y das durch das optische System bestimmte Bildformat (y = f × tan W; f: Brennweite des gesamten Objektivsystems; W: halber Feldwinkel) ist.

10. Varioobjektiv nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:
0,25 < DP_min/f_t < 0,8 (6)
in der f_t die Brennweite des gesamten Objektivsystems bei längstmöglicher Brennweiteneinstellung ist.