DE3205471C2 - Varioobjektiv - Google Patents

Varioobjektiv

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DE3205471C2
DE3205471C2 DE3205471A DE3205471A DE3205471C2 DE 3205471 C2 DE3205471 C2 DE 3205471C2 DE 3205471 A DE3205471 A DE 3205471A DE 3205471 A DE3205471 A DE 3205471A DE 3205471 C2 DE3205471 C2 DE 3205471C2
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Germany
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negative
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positive
lens group
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Sadao Tokyo Okudaira
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
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    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144109—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +--+

Abstract

Ein Varioobjektiv besteht von der Objektseite her gesehen aus einer ersten Linsengruppe mit einer positiven Brennweite, einer zweiten Linsengruppe mit einer negativen Brennweite, einer dritten Linsengruppe mit einer negativen Brennweite und einer vierten Linsengruppe mit einer negativen Brennweite. Die zweite und dritte Linsengruppe werden entlang der optischen Achse bewegt, um die Gesamtbrennweite zu verändern und die Fokussierbewegung zu korrigieren. Die erste Linsengruppe umfaßt eine negative Linse und zumindest zwei positive Linsen. Die zweite Linsengruppe umfaßt von der Objektseite her gesehen eine negative Linse, eine negative Linse und eine positive Linse. Die dritte Linsengruppe umfaßt zumindest eine negative Linse. Die vierte Linsengruppe umfaßt den optischen Weg trennende Brennprismen und von der Objektseite her gesehen zumindest drei positive Linsen, zumindest zwei negative Linsen und zumindest zwei positive Linsen. Das Varioobjektiv findet in erster Linie Anwendung auf Schmalfilm-Kameras und Einzelrohr-Color-Videokameras und ist bei vorzüglicher Korrektur der Aberrationen kompakt aufgebaut.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
In letzter Zeit ist der Bedarf an Objektiven für kleine Kameras, wie 8 mm-Schmalfilmkameras und Heim-Video-Kameras stark angewachsen. Da diese Kameras eine kleine Bildgröße haben, werden häufig Varioobjektive verwendet Die Filme und Bildaufnahmeröhren wurden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit verbessert, so ist es durch die Verwendung von Varioobjektiven mit großen Öffnungen populär geworden, Bilder an Orten mit geringer Helligkeit aufzunehmen. Um den Fotografierbereich zu vergrößern, ist es notwendig, Varioobjektive mit großem Brennweitenänderungsverhältnis, großem Bildfeld und hoher Kompaktheit zu schaffen.
Es sind Varioobjektive mit vier Linsengruppen bekannt (GB-PS 1 531 525 und AT-PS 337 473). Der erstgenannte Stand der Technik betrifft ein Varioobjektiv mit einem relativ niedrigen Brennweitenänderungsverhältnis von ungefähr 5 und eine Gesamtlänge, die dem Vierfachen vonfmax entspricht.
Der zweitgenannte Stand der Technik betrifft ein Varioobjektiv mit einem noch geringeren Brennweitenänderungsverhältnis von ungefähr 2.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Varioobjektiv zu schaffen, welches bei einer einäugigen Farbvideokamera verwendbar ist und dabei ein kompaktes und gut korrigiertes optisches System darstellt, welches eine große relative Öffnung und ein großes Brennweitenänderungsverhältnis hat
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Varioobjektive gelöst.
Das erfindungsgemäße Varioobjektiv hat ein Brennweitenänderungsverhältnis von ungefähr 6,5 und eine Baulänge von weniger als dem Zweifachen vonfmax. Außerdem weist das erfindungsgemäße Varioobjektiv ein großes Bildfeld und eine genügend große Austrittspupille auf
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines ersten Varioobjektivs gemäß d^r Erfindung,
Fig. 2, 3 und 4 grafische Darstellungen der Aberrationskurven bei der minimalen, einer Zwischen- und der maximalen Brennweite des Objektivs der Fig. 1,
Fig. 5 eine Schnittarsicht eines zweiten Varioobjektivs der Erfindung und
Fig. 6k 7 und 8 grafische Darstellungen der Aberrationskurven bei der minimalen, einer Zwischen- und der maximalen Brennweite des Varioobjektivs gemäß Fig. 5.
Die beiden in den nachfolgend aufgeführten Datentabellen gekennzeichneten Varioobjektive genügen den folgenden Bedingungen:
4.6 Fs</,< 6.5 F5 (1)
Fs<\f2\<2Fs,f2<0 (2)
I>\AFS (3)
//2>1.70 (4)
ν, > 45 (5)
Fs die minimale Obj Ktivbrennweite ist,
/, die Brennweite der ersten Linsengruppe,
f2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe,
/ der Abstand zwischen dem Scheitel der letzten Linsenfläche der positiven Linsen an der Objekt- -> seite der vierten Linsengruppe, und dem Scheite,', der vorderen Linsengruppe der positiven Linsen an der Bildseite der vierten Linsengruppe,
S2 ist der mittlere Brechungsindex der negativen Linsen der zweiten Linsengruppe und
in V1 ist die mittlere Abbe-Zahl der positiven Linsen der ersten Linsengruppe.
Bedingung (1)
Diese Bedingung betrifft die Brennweite der ersten
ι > Linsengruppe des Varioobjektivs, welche mit Veränderung des Objektabstandes zur Fokussierung in Richtung der optischen Achse bewegt wird. Wenn die obere Grenze ·ό.5 Fs überschritten wird, wird die Erzeugung der Aberration in der ersten Liru^agruppe zwar unter-
JIi drückt, jedoch muß in diesem Falle du vordere Linsendurchmesser beim Fokussieren auf kleine Objektentfernung vergrößert werden, um keine Vignettierupg in der Bildebene zu erhalten. Wenn umgekehrt die Brennweite/! kleiner ist als 4.6 Fs, ist es bei einem Varioobjek-
2; tiv mit großem Brennweitenänderungsverhältnis schwierig, die verschiedenen Aberrationen zu kompensieren, insbesondere die Koma und den Astigmatismus bei der minimalen Objektivbrennweite und die sphärische Aberration bei der maximalen Objektivbrenn-
H) weite.
Bedingung (2)
Die Bedingung (2) gilt für die Brennweite der zweiten Linsengruppe, welche hauptsächlich die Veränderung der Brennweite im Varioobjektiv bewirkt. Wenn | J21 größer ist als 2 Fs, dann können die verschiedenen Aberrationen wirkungsvoll kompensiert werden. Um jedoch ein großes Brennweitenänderungsverhältnis und ein großes Bildfeld zu erhalten, wird der Bewegungsbetrag der zweiten Linsengruppe unvermeidlich mit der Veränderung der Brennweite vergrößert. Die gesamte Baulänge und der vordere Linsendurchmesser müssen vergrößert werden. Wenn andererseits | /21 kleiner ist als Fs, kann das Objektiv kompakt ausgeführt werden. Wenn jedoch die zweite Linsengruppe aus einer Zahl von drei Linsen gebildet wird, und wenn ein relativ stabiles optisches Material, welches verfügbar ist, verwendet wird, dann muß der Krümmungsradius jeder Linse stark begrenzt werden, so daß man dann die Koma und der Astigmatismus bei minimaler Objektivbrennweite schlecht wird. Wenn man die Zahl der Lin- :.en in der zweiten Linsengruppe vergrößert, so vergrößert man auch die Herstellungskosten und macht zusätzlich das Objektiv unhandlich.
Bedingung (3)
Diese Bedingung soll eine genügend große Austrittspupille gewährleisten, damit das Objektiv auch bei einäugigen Farb-Videokameras zu verwenden ist, die
bo ein Streifenfilter oder andere Farbteiler verwenden. Bei einer ein Streifenfilter verwendenden Kamera ist es wesentlich, die Lage der Ausgangspupille ausreichend entfernt von der Bildebene zu positionieren. Andererseits kann die Behebung dieser chromatischen Abbildungsfehler des gesamten Bildes nicht erzielt werden, und zwar wegen der Streifenfilterdirektivität. Die Austrittspupille kann ausreichend weit weg von der Bildebene angeordnet werden, indem /grüßer als /^gemacht
wird, wie dies durch die Bedingung (3) definiert ist. Bedingung (4)
Die Bedingung (4) ist im Zusammenhang mit der Bedingung (3) vorgesehen. Für den Fall, daß das Varioobjektiv der Erfindung kompakt ausgeführt ist, indem die zweite Linsengruppe drei Linsen aufweist, ist es wesentlich, daß der mittlere Brechungsindex n2 der negativen Linsen in der zweiten Linsengruppe größer als 1.70 ist. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, ist es bei einem kompakten Varioobjektiv mit großem Brennweitenänderungsverhältnis sehr schwierig, die Veränderung der Verzeichnung bei Einstellung auf die minimale und die maximale Objektivbrennweiie zu korrigieren.
Bedingung (5)
Die Bedingung (5) dient der Unterdrückt! ; einer
ir—^--J 1 1 .:_..! Ai ·: ι ι :»
ItIdIiUbIU[IgUtI iiiiuiiiauaiiicii nuciiauuu, ntiu't. mit
dem Verändern der Brennweite auftritt. Wenn der mittlere Dispersionswert der Abbe-Zahl der positiven Linsen in der ersten Linsengruppe kleiner ist als 45, isi es bei einem Varioobjektiv, dessen Vergrößerung so groß ist wie die des erfindungsgemäßen Varioobjektivs sehr schwierig, bei Einstellung auf die minimale und die maximale Objektivbrennweite einen Ausgleich der chromatischen Aberration zu erzielen.
Bei Beispielen von Varioobjektiven gemäß der Erfindung verwendete Daten sind die folgenden: In den Beispielen ist
Fortsetzung
22 2824.529 = 4.86 F5 0.10 1.64000 60.1
23 17.279 = 1.18/i 4.87
24 147.160 = 1.53F5 2.06 1.84666 23.9
25 -189.000 = 1.73158 1.20
26 21.500 = iC.2 10.40 1.80518 25.4
27 48.000 1.20
28 13.703 4.13 1.51633 64.1
29 21823.107 2.61
30 -33.000 0.10 1.60342 38.0
31 21.776 4.41
32 -37.468 3.50 1.51633 64.1
33 OO 5.5
34 OO
/ = 12.395-81. 500
Öffnungsverhältnis : 1 : 1.6
/l
ΙΛΙ
/
f>2
»■]
R1 der Krümmungsradius der /-ten Linsenfläche,
D, die Linsendicke oder der Linsenabstand der /-ten Linse,
.V der Brechungsindex für die rf-Linie der /-ten Linse, v, die Abbe-Zahl der /-ten Linse,
/ die Brennweite,
i\ der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe,
Ii der Abstand zwischen der zweiten und dritten Linsengruppe, und
Λ der Abstand zwischen der dritten und vierten Lin-
12.377
40.000
Beispiel 2
D1
N,
81.500
1.628 24.851 32.964
34.510 7.869 3.431
1.483 4.901 1.225
D 54.000 O 1.50 1.80518 V, 45 1 -282.196 1.50 1.84666 23.9
-392.892 9.14 1.65160 2 77.480 6.81
Beisoiel 1 83.290 1.10 25.4 3 229.782 6.19 1.77250 49.7
396.508 4.50 1.72916 58.7 4 -107.048 0.15
60.000 0.10 5 55.341 8.32 1.77250 49.7
250.634 5.33 1.83400 54.7 50 6 -1225.000 /,
191.595 /, 7 780.744 1.38 1.78800 47.4
1 18.330 1.30 1.73400 37.2 8 18.346 5.29
2 -29.920 6.18 9 -50.752 1.38 1.72916 54.7
3 17.416 1.17 1.72916 51.5 10 37.714 1.50
4 138.000 4.76 1.80518 55 11 34.000 3.99 1.80518 25.4
5 -25.647 A 54.7 12 -263.618 /2
6 -792.000 1.20 1.61800 25.4 13 -80.922 1.20 1.56873 63.2
7 -234.000 /3 14 119.140 /3
8 -25.702 3.78 1.48749 63.4 15 OO 8.00 1.55963 61.2
9 55.710 0.10 60 16 OO 3.00
10 -62.439 4.02 1.61800 70.1 17 234.000 3.70 1.77250 49.7
11 1.00 18 -51.627 1.20
12 109.125 8.00 1.55963 63.4 19 21.054 5.47 1.61800 63.4
13 42.360 4.50 20 91.900 0.15
14 3.16 1.77250 61.2 65 21 28.799 4.87 1.48749 70.1
15 22 96.017 1.96
16 49.7 23 -102.539 1.20 1.80518 25.4
17 24 60.691 10.26
18 25 66.762 1.18 1.84666 23.9
19 26 13.636 2.83
20 27 58.000 3.00 1.69680 55.5
21
Fortsetzung R, -52.200 32 05 = 6.10Fs 11 .377 471 8 v,
7 14.449 = 1.90 F3
28 105.925 = 1.53 Fs 70.1
29 OO D1 = 1.75858
30 OO 0.10 = 49.7 64.1
31 5.02 1.48749
32 3.33
/ 5.50 1.51633
= 11.377-64.000
Öffnungsverhältnis: 1 : 1.7
/i
Ul
/ 64.000
«2
V1
30.000
/. 1.200 29.814 43.257
/2 44.630 9.264 2.596
/3 2.000 8.753 1.977
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Varioobjektiv mit einer ersten Linsengruppe einer positiven Brennweite, einer zweiten Linsengrappe einer negativen Brennweite, einer dritten Linsengrappe einer negativen Brennweite und einer vierten Linsengrappe einer positiven Brennweite, wobei die zweite und dritte Linsengruppe zur Erzielung einer Veränderung der Objektivbrennweite und zur Korrektur der Fokussierung entlang der optischen Achse bewegt werden, wobei die erste Linsengruppe ein Kittglied und zwei positive Linsen, die zweite Linsengrappe eine negative Linse, eine negative Linse und eine positive Linse, die dritte Linsengruppe eine einzelne negative Linse und die vierte Linsengrappe den optischen Weg trennende Prismen und vier positive Linsen, zwei negative Linsen und zwei positive Linsen umfaßt, dadurcn gekennzeichnet, daß das Varioobjektiv die nachfolgend aufgeführten Konsirukticusdateri aufweist:
    N1
    2. Varioobjektiv mit einer ersten Linsengrappe einer positiven Brennweite, einer zweiten Linsengrappe einer negativen Brennweite, einer dritten Liiisengrappe einer negativen Brennweite und einer vierten Linsengrappe einer positiven Brennweite, wobei die zweite und dritte Linsengrappe zur Erzielung einer Veränderung der Objektivbrennweite und zur Korrektur der Fokussierbewegung entlang der optischen Achse bewegt werden, wobei die erste Linsengrappe eine einzelne negative Linse und zwei positive Linsen, die zweite Linsengrappe eine negative Linse, eine negative Linse und eine positive Linse, die dritte Linsengrappe eine einzelne negative Linse und die vierte Linsengrappe den optischen Weg trennende Prismen und drei positive Linsen, zwei negative Linsen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Varioobjektiv die nachfolgend aufgeführten Konstruktionsdaten aufweist:
    N1
    OO 1.50 1.80518 25.4 25 1 -282.196 1.50 1.84666 23.9 1 54.000 9.14 1.65160 58.7 2 77.480 6.81 2 -392.892 0.10 3 229.782 6.19 1.77250 49.7 3 83.290 4.50 1.72916 54.7 4 -107.048 0.15 4 396.508 0.10 5 55.341 8.32 1.77250 49.7 5 60/ΧΪΟ 5.33 1.83400 37.2 JO 6 -1225.000 /, 6 250.634 h 7 780.744 1.38 1.78800 47.4 7 191.595 1.30 1.73400 51.5 8 18.346 5.29 8 18.330 6.18 9 -50.752 1.38 1.72916 54.7 9 -29.920 1.17 1.72916 54.7 10 37.714 1.50 10 17.416 4.76 1.80518 25.4 J5 11 34.000 3.99 1.80518 25.4 11 138.000 h 12 -263.618 I2 12 -25.647 1.20 1.61800 63.4 13 -80.922 1.20 1.56873 63.2 13 -792.000 h 14 119.140 h 14 -234.000 3.78 1.48749 70.1 15 OO 8.00 1.55963 61.2 15 -25.702 0.10 to 16 OO 3.00 16 55.710 4.02 1.61800 63.4 17 234.000 3.70 1.77250 49.7 17 -62.439 1.00 18 -51.627 1.20 18 OO 8.00 1.55963 61.2 19 21.054 5.47 1.61800 63.4 19 109.125 4.50 20 91.900 0.15 20 42.360 3.16 1.77250 49.7 45 21 28.799 4.87 1.48749 70.1 21 2824.529 0.10 22 96.017 1.96 22 17.279 4.87 1.64000 60.1 23 -102.539 1.20 1.80518 25.4 23 147.160 2.06 24 60.691 10.26 24 -189.000 1.20 1.84666 23.9 25 66.762 1.18 1.84666 23.9 25 21.500 10.40 30 26 13.636 2.83 26 48.000 1.20 1.80518 25.4 27 58.000 3.00 1.69680 55.5 27 13.703 4.13 28 -52.200 0.10 28 21823.107 2.61 1.51633 64.1 29 14.449 5.02 1.48749 70.1 29 -33.000 0.10 30 105.925 3.33 30 21.776 4.41 1.60342 38.0 >5 31 OO 5.50 1.51633 64.1 31 -37.468 3.50 32 OO 32 OO 5.5 1.51633 64.1 33 OO / = 11.377 ~64.( XK) 34 relative Öffnung : 1 : 1.7
    /= 12.395~81.500
    relative Öffnung: 1 : 1.6
    12.377
    /2 /3
    40.000
    81.500
    1.628 24.851 32.964 34.510 7.869 3.431 1.483 4.901 1.225
    11.377
    1.200
    44.630
    2.000
    30.000
    29.814
    9.264
    8.753
    64.000
    43.257
    2.596
    1.977
DE3205471A 1981-02-16 1982-02-16 Varioobjektiv Expired DE3205471C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56021183A JPS57135912A (en) 1981-02-16 1981-02-16 Zoom lens

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Publication Number Publication Date
DE3205471A1 DE3205471A1 (de) 1982-09-09
DE3205471C2 true DE3205471C2 (de) 1984-03-08

Family

ID=12047820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3205471A Expired DE3205471C2 (de) 1981-02-16 1982-02-16 Varioobjektiv

Country Status (4)

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US (1) US4491395A (de)
JP (1) JPS57135912A (de)
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