DE3109462C2 - Fotografisches Varioobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Vario­ objektiv gemäß der Oberbegriffe der Patentansprüche 1, 2 und 3.

Ein solches Varioobjektiv ist bekannt ("Fotografische Korrespondenz", 4. Sonderheft 1991, Seiten 79 bis 82). Dadurch, daß bei diesem bekannten Varioobjektiv die objekt­ seitig angeordnete Linsengruppe eine positive Brechkraft hat und daß die bildseitig angeordnete Linsengruppe eine negative Brechkraft hat, ergibt sich, daß die hintere Hauptebene objektseitig vor der ersten, positiven Linsen­ gruppe angeordnet ist und daß die Bildschnittweite ver­ gleichsweise klein und deutlich kleiner als die Brenn­ weite des Varioobjektivs ist. Dies führt zu einer ge­ ringen Gesamtlänge vom Scheitelpunkt der objektseitig ersten Linsenfläche bis zur Bildebene und erleichtert es, eine mit dem Varioobjektiv ausgestattete Kamera kompakt auszubilden.

Gefordert wird von einem praktisch brauchbaren Vario­ objektiv, daß sich die verschiedenen Bildfehler, wie ins­ besondere die sphärische Aberration, die Bildfeldkrümmung und die Koma, während der Änderung der Brennweite des Varioobjektivs nicht zu stark ändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße fotografische Varioobjektiv dahingehend weiterzu­ bilden, daß es unter Beibehaltung des vorstehend darge­ legten grundsätzlichen Vorteils einen möglichst einfachen Aufbau hat und dennoch die verschiedenen Bildfehler über den gesamten Bereich der Änderung der Brennweite zufrie­ denstellend korrigiert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Varioobjek­ tive gemäß der drei Patentansprüche gelöst. Bei der er­ findungsgemäßen Lösung gemäß Patentanspruch 1 besteht das Linsensystem des Varioobjektivs aus sieben positiven und negativen Linsen, die die Reihenfolge, Konvexitäten und Konkavitäten haben, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben sind. Die zweite Lösung gemäß Patentanspruch 2 stimmt grundsätzlich mit der ersten Lösung gemäß Patentanspruch 1 überein und unterscheidet sich von letzterer dadurch, daß das Linsensystem lediglich sechs Linsen hat, wobei im Vergleich zur Lösung gemäß Patentanspruch 1 eine der beiden negativen Linsen in der zweiten Linsengruppe weg­ gelassen ist. Die dritte Lösung gemäß Patentanspruch 1 stimmt ebenfalls grundsätzlich im Linsenaufbau mit der ersten Lösung überein, wobei sie sich von dieser dadurch unterscheidet, daß das Linsensystem lediglich fünf Linsen aufweist und im Vergleich zur ersten Lösung die dritte Linse in der ersten Linsengruppe sowie eine der beiden negativen Linsen der zweiten Linsengruppe weggelassen sind.

Allen drei erfindungsgemäßen Varioobjektiven ist gemein­ sam, daß sie eine ausreichend gute Aberrationskorrektur im gesamten Variobereich, d. h. im gesamten Bereich der Änderung der Brennweite, ermöglichen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Varioobjektiv,

Fig. 2 und 2B Längsschnitte durch ein erstes Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs in Weitwinkel- und Telestellung,

Fig. 3A1 bis 3A3 die verschiedenen Bildfehler des Varioobjektivs gemäß Fig. 2A,

Fig. 3B1 bis 3B3 die verschiedenen Bildfehler des Varioobjektivs gemäß Fig. 2B,

Fig. 4A und 4B Längsschnitte durch ein zweites Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Varioobjektivs in Weit­ winkel- und Telestellung,

Fig. 5A1 bis 5A3 die verschiedenen Bildfehler des Varioobjektivs gemäß Fig. 4A,

Fig. 5B1 bis 5B3 die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 4B,

Fig. 6A und 6B Längsschnitte durch ein drittes Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Varioobjektivs in Weit­ winkel- und Telestellung,

Fig. 7A1 bis 7A3 die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 6A,

Fig. 7B1 bis 7B3 die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 6B.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten schematischen Aufbau eines Varioobjektivs ist die Anordnung derart, daß eine positive erste Linsengruppe 4 von einer negativen zweiten Linsengruppe 5 gefolgt ist. Deshalb wird die hintere Hauptebene H′ des Objektivs in eine Position vor der ersten Linsengruppe 4 gebracht mit dem Ergebnis, daß die Bildschnittweite, verglichen mit der Brenn­ weite f des Objektivs beträchtlich verkürzt ist und sich die letzte Fläche der zweiten Linsengruppe 5 der Bild­ ebene 3 nähert. Somit hat das beschriebene Vario­ objektiv eine geringe Gesamtlänge von dem vorderen Scheitelpunkt bis zur Bildebene. Der axiale Luftabstand zwischen der ersten, positiven und der zweiten, negativen Linsengruppe ist variabel zur Änderung der Brennweite.

Ein Merkmal des beschriebenen Varioobjektivs ist, daß die erste Linsengruppe positiver Brechkraft minde­ stens zwei positive Linsen und mindestens eine negative Linse hat und daß die zweite Linsengruppe negativer Brech­ kraft mindestens eine positive Linse und mindestens eine negative Linse hat. Der Aufbau der ersten und zweiten Linsengruppe aus einer derartigen Kombination positiver und negativer Linsen unterstützt die Stabilisierung der Änderung der verschiedenen Bildfehler, insbesondere der sphärischen Aberration, der Bildfeld­ krümmung und der Koma während der Änderung der Brennweite.

Insbesondere die sphärische Aberration kann zufriedenstellend da­ durch korrigiert werden, daß mindestens eine positive Linse sowohl auf der Objektseite als auch auf der Bildseite der negativen Linsengruppe in der ersten Linsengruppe angeordnet ist. Die Aberrationen insgesamt können zufriedenstellend dadurch korrigiert werden, daß auf der Objektseite der zweiten Linsengruppe eine positive Linse mit zur Bildseite ge­ richteter konvex gekrümmter Fläche angeordnet ist und, daß auf der Bildseite der zweiten Linsengruppe eine negative Meniskuslinse mit zur Bildseite gerichteter konvexer Fläche angeordnet wird.

Im folgenden werden drei unterschiedliche Ausführungs­ beispiele erfindungsgemäßer Varioobjektive gezeigt. Es ist zu beachten, daß Fig. 2A eine Schnittdarstellung eines Beispiels 1 in der Weitwinkelstellung und Fig. 2B eine Schnittdarstellung des Beispiels 1 in der Telestellung zeigt, wobei die verschiedenen Bild­ fehler (sphärische Aberration, Sinusbedingung, Astigmatis­ mus und Verzeichnung) des Objektivs in den zwei Stellungen in den Fig. 3A und 3B gezeigt sind. Die Fig. 4A und 4B zeigen Schnittdarstellungen eines Beispiels 2 in zwei Stellungen, wobei die verschiedenen Aberrationen des Objektivs in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind. Die Fig. 6A und 6B zeigen Schnittdarstellungen eines Beispiels 3 in zwei Stellungen, wobei die ver­ schiedenen Aberrationen in den Fig. 7A und 7B gezeigt sind.

Die folgenden numerischen Daten geben die Krümmungsradien R der Linsenflächen, die axialen Dicken bzw. die Luftabstände zwischen den entsprechenden Linsenflächen, die Abbeschen Zahlen ν der Gläser und die Brechungsindizes N der Gläser an.

Beispiel 1

(Fig. 2A, 2B, Fig. 3(A1)-(A3), (B1)-(B3))

Brennweite
D8
40
14,947
60	1,170

Beispiel 2

(Fig. 4A, 4B, Fig. 5(A1)-(A3), (B1)-(B3))

Brennweite
D8
40
15,288
60	1,511

Beispiel 3

(Fig. 6A, 6B, Fig. 7(A1)-(A3), (B1)-(B3))

Brennweite
D6
40
14,645
60	0,868

Claims (3)

1. Fotografisches Varioobjektiv zur Erzeugung eines reellen Bildes eines Objektes in einer Bildebene, dessen Linsensystem besteht aus einer objektseitig angeordneten positiven Linsengruppe und einer bildseitig angeordneten negativen Linsengruppe, die zur Brennweitenverstellung relativ zueinander entlang der optischen Achse bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die positive Linsengruppe (4) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konvex gekrümmten Meniskus­ linse,
einer negativen, beidseitig konkav gekrümmten Linse,
einer positiven Linse und
einer beidseitig konvex gekrümmten Linse und
daß die negative Linsengruppe (5) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konkav gekrümmten Meniskuslinse,
einer negativen, objektseitig konkav gekrümmten Linse und
einer negativen, objektseitig konkav gekrümmten Meniskuslinse.

2. Fotografisches Varioobjektiv zur Erzeugung eines reellen Bildes eines Objektes in einer Bildebene, dessen Linsensysteme besteht aus
einer objektseitig angeordneten positiven Linsengruppe
und einer bildseitig angeordneten negativen Linsengruppe, die zur Brennweitenverstellung relativ zueinander entlang der optischen Achse bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die positive Linsengruppe (4) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konvex gekrümmten Meniskuslinse,
einer negativen, beidseitig konkav gekrümmten Linse,
einer positiven Linse und
einer beidseitig konvex gekrümmten Linse
und daß die negative Linsengruppe (5) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konkav gekrümmten Meniskuslinse und
einer negativen, objektseitig konkav gekrümmten Linse.

3. Fotografisches Varioobjektiv zur Erzeugung eines reellen Bildes eines Objektes in einer Bildebene, dessen Linsensystem besteht aus
einer objektseitig angeordneten positiven Linsengruppe
und einer bildseitig angeordneten negativen Linsengruppe, die zur Brennweitenverstellung relativ zueinander entlang der optischen Achse bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die positive Linsengruppe (4) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konvex gekrümmten Meniskuslinse,
einer negativen, beidseitig konkav gekrümmten Linse und
einer beidseitig konvex gekrümmten Linse
und daß die negative Linsengruppe (5) von der Objektseite aus besteht aus
einer positiven, objektseitig konkav gekrümmten Meniskuslinse und
einer negativen, objektseitig konkav gekrümmten Meniskuslinse.