DE2907396B2 - Weitwinkel-Varioobjektiv - Google Patents

Description

F i g. 5 ein Schnittbild eines zweiten erfindungsgemäßen Objektivs und

Fig.6, 7 und 8 die Aberrationen des zweiten erfindungsgemäßen Objektivs bei der minimalen, mittleren bzw. maximalen Brennweite. ■■

Bei dem erfindungsgemäOen Gegenstand handelt es sich um ein extrem kompaktes Varioobjektiv mit einem Bildfeldwinkel von 85° bei Einstellung auf minimale Brennweite, einem Brennweitenänderungsbereich von nahezu 2 und einer öffnung der vordersten Linsen vom in 0,88fachen der Objektivbrennweite. Das Varioobjektiv entsprechend der Erfindung umfaßt eine negative Linsengruppe, die von der Objektivseite her gesehen folgende Linsen umfaßt:

Ein objektseitig konvexer negativer Meniskus als π erstes Linsenglied, eine Bikonvexlinse oder ein positives Kittglied, das aus einer positiven und einer negativen Linse besteht, als zweites Linsenglied, ein objektseitig konvexer, negativer Meniskus als drittes Linsenglied, eine negative Linse als viertes Linsenglied und eine 2n positive Linse als fünftes Linsenglied. Die positive Linsengruppe besteht aus einer positiven Linse als sechstes Linsenglied, einem objektseitig konvexen, positiven Meniskus als siebtes Linsenglied und einem aus einer Bikonvexlinse und einer Bikonkavlinse !'■> aufgebauten Kittglied als achtes Linsenglied und einer positiven Linse als neuntes Linsenglied.

Die beiden Linsengruppen sind zur Änderung der Brennweite mechanisch zueinander bewegbar.

Das Varioobjektiv erfüllt die folgenden Bedingungen

si

(1) Fs<\f_F\<\.5Fs,

(2) 0.7 F₅ < L < Fs

(3) /)|>1.80

(4) 2.7 Fs<f₇<3.7 Fs

Diese Zeichen bedeuten hier und im folgenden:

Fs: die minimale Objektivbrennweite,
fr die Brennweite der vorderen Linsengruppe,
L: der Luftabstand zwischen der vorderen und der hinteren Linsengruppe bei der minimalen Objektivbrennweite,

f₂: die Brennweite der zweiten Linse,
F: die Objektivbrennweite,
rr- der Krümmungsradius der /-ten-Linse,

dy. die Linsendicke oder der l.insenabstand von der

/ten Linsenfläche.
n,: der Brechungsindex bezogen auf die c/-Linie für die

/-te Linse, und
Vf. die Abbe-Zahl für die ;-te Linse.

Die Bedingung (1) bezieht sich auf die Miniaturisierung des Objektivs. Wenn | /je-1 1.5 Fi überschreitet, können der Astigmatismus und die Koma gut kompensiert werden. Jedoch werden die Abmessungen des Objektivs notwendigerweise groß, so daß sich hinsichtlich der Miniaturisierung Schwierigkeiten ergeben. Wenn dagegen | /f| kleiner wird als Fi, dann erhall man ein kompaktes Objektiv. Es ist jedoch schwierig unter Berücksichtigung der vorgegebenen Zahl von Linsen die zuvor genannten Aberrationen gut zu kompensieren.

Die Bedingung (2) ist erforderlich, wenn die Bedingung (1) feststeht. Wenn L den Wert Fi überschreitet, ist es schwierig, die verschiedenen Aberrationen, insbesondere die Koma wegen der schräg auf die Frontflächen einfallenden Lichtstrahlen zu kompensieren. Wenn dagegen L unterhalb Fs liegt, um den gewünschten Bildfeldwinkel und das gewünschte Vario-Verhältnis zu erzielen, wird die Brechkraft de^r hinteren -Linsengruppe notwendigerweise größer. Ent sprechend wird die Änderung der sphärischen Aberra tion von der minimalen Objektivbrennweite zui maximahsn Objektivbrennweite größer, so daß es schwierig ist, diese sphärische Aberration zu kompensieren.

Die Bedingung (J) ist erforderlich, um die Zahl dei Linsen der vorderen Linsengruppe zu erniedrigen, urr auf diese Weise die Miniaturisierung des Objektivs zt gewährleisten. Insbesondere wird der Brechungsindex der ersten negativen Linse erhöht, um die Korrektionslast dieser Linse ohne eine Erhöhung der Zahl dei Linsen zu reduzieren. Dadurch kann ein kompaktere; Objektiv geschaffen werden.

Die Bedingung (4) bezieht sich auf die Kompensatior der Verzeichnung. Wenn h nicht der zuvor genannter Bedingung genügt, wird die negative Verzeichnung größer oder die Änderung der Verzeichnung erzeug am Bildfeldrand eine Aberration. Beides ist uner wünscht

Nachfolgend sind die Konstruktionsdaten der erfindungsgemäPen Objektive aufgeführt.

Objektiv 1: Brennweite F =	24.7-48.5	Linsendicke - Linsenabstand	Brechzahl	Abbe-Zahl
Linse	K riimnHSigsradius	dx 1.50 d2 3.22	n, 1.88300	v, 40.8
L] I r	279.684 43.521	dj 7.30 t/4 0.10	n2 1.62004	V2 36.3
L- \l	90.739 -99.547	d5 1.40 d6 5.93	n3 1.88300	V3 40.8
U {l	45.490 18.175	d-i 1.50 A 2.66	/I4 1.64000	v4 60. i
Tt	-1067.750 28.948

7	Fortsetzung	29	07 396	Brei	8	:h/ahl	Abbe-Zahl
Linse			lh		1.69895	w 30.1
Ls { ^	K rümniungs radius	i.insendicke - Linsenabstand		1.67000	IV, 57.4
	- 26.732 221.127	rf„ 3.91 rfm 2I.51~1.O6	»1	1.68250	v7 44.7
[ ',4	46.089 - 162.34'	rf,, 2.46 rf, 2 2.40		1.59551	v, 39.2
L* j ^15	27.215 39.045	rf,., 1.78 rf|4 0.10	B,	!.84666	lu 23.9
ί r!7 Lq { " \ '18	20.554 -23.131	rf, 5 8.28 rf|6 0.0	"in	1.71736	v„, 29.5
, ( '19 I On	-2.VHI 17.116	Λ;7 2.5! rf,8 2.30	Brennweite, zweite /2 = 77.700	Linse
Brennweite, vordere /, = - 33.039	- 193.791 - 22.084	rf,, 2.29
Linsengruppe

Das zweite Objektiv und dessen Korrektionszustand sind in den Fig. 5-18 dargestellt. Gemäß Fig. 5 besteht das zweite Linsenglied aus einer positiven und einer negativen Linse. Die Brechkraft dieses Kittgliedes ist positiv.

Objektiv 2: Brennweite F =	I Ί I r2	24.7-48.5	Linsendicke - Linsenabstand	1.50 3.67	Brechzahl	1.88300	Abbe-Zahl	40.8
Linse	I ο I '4	Krümmungsradius	ί	5.52 0.0	"l	1.60342	-	38.0
L,	I r5 I '6	228.536 41.340	rf4	1.50 0.10	"2	1.81600		46.6
L2	I '7 I '8	100.246 - 85.725	ds de	1.40 6.44	"3	1.83481	V3	42.7
L2-	I '10	-85.725 - 92.300	di	1.42 2.74	"4	1.61800	V4	63.4
L3	ί 'Il 1 '12	34.227 16.900	rf9	3.49 20.12~0.89	"5	1.69895	V5	30.1
L,	I Γ|3 I '14	-144.780 29.610	du du	2.28 2.40	"6	1.67000		57.4
Ls	f '15 I '16 ί '17 I '!8	27.353 189.000	du du	1.62 0.10 8.95 0.0	"ι	1.61800 1.58144	V7	63.4 40.7
L6	48.070 -148.000			»s "9		V8 V9
L1 L,	27.832 37.630 19.668 -24.213

9	Fortsetzung	'V>	29	07 396	Brechzahl	10	Abbe-Zahl	.9
Linse	L, I On			»,„ 1.84666		>■„, 23,
/ I '-"	K riimnuingsriulius	Linsendickc - Linscmibstiind				.2
'-in I O 3	-24.213	(/,„ 2.51	/I11 1.72151		»Ή 29.
Brennweite, vordere /, = -31.816	17.350	(/,„ 1.92
	2444.907	(In 2.17	Brennweite, /> = 81.818		Linse
-23.370
Linsengruppe		zweite
Hierzu 4	Uliitt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Weitwinkel-Varioobjektiv mit einer negativen vorderen Linsengruppe und einer positiven hinteren Linsengruppe die zur Brennweitenänderung verschiebbar sind, wobei die vordere Linsengruppe mindestens aus einer gegenstandsseitig angeordneten negativen, zum Objekt konvexen Meniskuslinse und einem positiven Linsenglied sowie aus einer

Brennweite F= 24.7-48.5

bildseitig angeordneten positiven Linse besteht und wobei die bildsettige Linsengruppe eine positive Linse, eine objektseitig konvexe, positive Meniskuslinse, eine bikonvexe Linse, eine bikonkave Linse und eine positive Linse enthält, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Linse { Krümmungsradius Linsendicke —
Linsenabstand r\ 279.684
43.521 Qt
(Jj 1.50
3.22 Brechzahl 1.88300 Abbe-Zahi L₁ { r₃ 90.739
-99.547 d₃
d* 7.30
0.10 «1 1.62004 v, 40.8 L: { rs 45.490
18.175 d₆ 1.40
5.93 »2 1.88300 v₂ 36.3 L₃ j η
r% -1067.750
28.948 i 1.50
2.66 "3 1.64000 V₃ 40.8 L₄ ί
\ no -26.732
221.127 d₉
d\o 3.91
21.51-1.06 «4 1.69895 V₄ 60.1 Ls I r\\
r\i 46.089
- 162.341 du 2.46
2.40 "5 1.67000 v₅ 30.1 L₆ I O.i 27.215
39.045 dn 1.78
0.10 "6 1.68250 V₆ 57.4 L₁ I r\s 20.554
-23.131 d_]5 8.28
0.0 "7 1.59551 V₇ 44.7 L, I -23.131
17.116 d» 2.51
2.30 η» 1.84666 V₈ 39.2 L, ί ;:: - 193.791
- 22.084 d„ 2.29 "9 1.71736 v, 23.9 hi Brennweite, vordere ι
f. = - 33.039 Linsengruppe "in Brennweite, zweite
fi =■ 77.700 νιο 29.5 Linse

2. Weitwinkel-Varioobjektiv mit einer negativen ίο vorderen Linsengruppe und einer positiven hinteren Linsengruppe die zur Brennweitenänderung verschiebbar sind, wobei die vordere Linsengruppe mindestens aus einer gegenstandsseitig angeordneten negativen, zum Objekt konvexen Meniskuslinse v, und einem positiven Linsenglied sowie aus einer

bildseitig angeordneten positiven Linse besteht und wobei die bildseitige Linsengruppe eine positive Linse, eine objektseitig konvexe, positive Meniskuslinse, eine bikonvexe Linse, eine bikonkave Linse und eine positive Linse enthält, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Brennweite F = 24.7-48.5 Linsendicke -
LifKeriflbsfarid Brechzahl Abbe-Zahl Linse Krümmungsradius </, 1.50
U₂ 3.67
(h 5.52
rfi 0.0 «ι Ι.883ΟΟ
/;, 1.60342 v, 40.8
ν, .Ί8.0 '■' I r,
1 r, 228.536
41.340
100.246
S5.725

Fortsetzung I r_b Krümmungsradius 29 07 396 1.50
0.10 4 Brechzahl 1.81600 Abbe-Zahl 46.6 Linse 3 Linse ί ι - 85.725
-92.300 1.40
6.44 1.83481 V3 42.7 Ly P
I r_l0 34.227
16.900 1.42
2.74 n₄ 1.61800 V4 63.4 L₁ Γ"
I r_u -144.780
29.610 Linsendicke -
Linsenabstand 3.49
20.12~0.89 «5 1.69895 Vs 30.1 L, \ r_u 27.353
189.000 ds
dt 2.28
2.40 "6 1.67000 V6 57.4 Ls JOS 48.070
- 148.000 ά_Ί
dt 1.62
0.10 «7 1.61800 V₇ 63.4 L₆ Γ¹⁷
I /-is 27.832
37.630 d₉
d\o 8.95
0.0 "8 1.58144 Vg 40.7 L₁ f /-I9
I '20 19.668
-24.213 du
du 2.51
1.92 n, 1.84666 V₉ 23.9 L» -24.213
17.350 du
du 2.17 «10 1.72151 VlO 29.2 L₉ Brennweite, vordere
f_F= -31.816 2444.907
- 23.370 dxs
du "Il Brennweite, zweite
f, = 81.818 V|l L\o Linsengruppe dn
d\s d\i
dm du

Die Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkel-Varioobjektiv mit einer negativen vorderen Linsengruppe und einer positiven hinteren Linsengruppe, die zur Brennweitenänderung verschiebbar sind, wobei die vordere Linsengruppe objektseitig eine negative, zum Objekt konvexe Meniskuslinse und ein positives Linsenglied sowie bildseitig eine positive Linse enthält und wobei die bildseitige Linsengruppe eine positive I inse, eine objektseitig konvexe, positive Meniskuslinse, eine bikonvexe Linse, eine bikonkave Linse und eine positive Linse enthält. Kurz zurückliegende Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Kameratechnologie hatten reduzierte Abmessungen und ein reduziertes Gewicht der Kameragehäuse zur Folge. Diese Größen- und Gewichtsreduzierung hat auch den Objektkonstrukteur veranlaßt, ebenfalls die Abmessungen der Objektive für derartige kompakte Kameragehäuse zu reduzieren. Viele Objektive mit einer feften Brennweite wurden mit einer größeren Anzahl von Linsen ausgestattet, um die Baulänge des Objektivs zu reduzieren. Ein anderes Problem bestand im sogenannten «soft-focus« bei Varioobjektiven, insbesondere hinsichtlich des Übergangsbereiches vom .Standardobjektiv zum Teleobjektiv (d. h. 50 mm bis 105 mm) Dieses Problem schloß die Verwendung von Varioobjektiven im Weitwinkelbcreich (ei. h. 24 mm bis 38 mm) aus. wo die Verzeichnung am Bildfeldrand und die Komaaberration zum Problem eines »soft-focus« hinzukam.
4> Aus der DE-OS 26 25058 ist das eingangs genannte Varioobjektiv bekanntgeworden, welches bei einem Objektiv relativ großer Baulänge einen relativ geringen Brennweitenänderungsbereich von 1,5 hat.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, unter V) Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen ein verbessertes Varioobjektiv mit einem großen Bildfeld zu schaffen, welches extrem kompakt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Ausbildung les Weitwinkel-Varioobjektivs mit den Konsiruk- « tionsdaten gemäß der im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. der im Kennzeichen des Anspruchs 2 aufgeführten Datentabelle gelöst.

Das erfindungsgemäße Objektiv ist nicht nur kompakt, sondern hat auch eine ausgezeichnete bo Abbildungsleistung und ist in einem großen Weitwinkelbereich verwendbar.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigeu:

Fig. 1 ein Schnittbild eines ersten erfindungsgemä-'"> Ben Objektivs,

Γ ι g. 2, 3 und f die Aberrationen des ersten erfindungsgemäßen Objektivs bei der minimalen, der mittleren bzw. der maximalen Brennweite,