DE3546744C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3546744C2 DE3546744C2 DE3546744A DE3546744A DE3546744C2 DE 3546744 C2 DE3546744 C2 DE 3546744C2 DE 3546744 A DE3546744 A DE 3546744A DE 3546744 A DE3546744 A DE 3546744A DE 3546744 C2 DE3546744 C2 DE 3546744C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- refractive index
- lenses
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 30
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
- G02B15/04—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part
- G02B15/08—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part by changing the rear part
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Normalerweise müssen Varioobjektive neben einer guten Korrektur
von Aberrationen in der Standardeinstellung die Fähigkeit besitzen,
die Aberrationskorrektur so stabil wie möglich über
den gesamten Bereich der Brennweitenveränderung aufrechtzuerhalten.
Daher müssen sämtliche Linsengruppen einzeln in bezug
auf sphärische Aberrationen, Koma und Astigmatismus
korrigiert werden. Es ist daher üblich gewesen, bei der Konstruktion
der Linsengruppen diverse Linsen zu verwenden.
In neuerer Zeit wird in zunehmender Weise die Forderung nach
einer Reduktion des Raumbedarfes und der Größe des Varioobjektives
in Verbindung mit einem größeren Brennweitenbereich
gestellt. Um die Länge des Varioobjektives
herabzusetzen, kann entweder die Brechkraft einer
jeden Linsengruppe erhöht werden oder der Abstand zwischen
den Hauptebenen in jedem Paar von zwei benachbarten Linsengruppen
verkürzt werden. Zur Erhöhung des Brennweitenbe
reiches kann entweder die Brechkraft oder die Axialbewegung einer
jeden Linsengruppe erhöht werden, wenn nur im paraxialen Bereich
eine gute Beständigkeit in bezug auf Bildaberrationen
erreicht werden soll.
Um die Kompaktheit des Varioobjektives
und eine Erhöhung des Brennweitenverhältnisses zu
erreichen, ist, soweit der paraxiale Bereich betroffen ist,
die Methode der Erhöhung der Brechkraft einer jeden Linsengruppe
empfehlenswert. Bei einem Varioobjektiv
mit guter Bildqualität über den gesamten Bereich
des Bildformates muß jedoch, wenn die Brechkraft einer jeden
Linsengruppe erhöht werden soll, die erforderliche Anzahl
von Linsen in jeder Linsengruppe stark erhöht werden, um
eine Begrenzung der erzeugten Aberrationen auf ein Minimum zu
erreichen. Wenn dies so ist, steigt die axiale Gesamtdicke
der Linsengruppe an. Dies bringt ein Ansteigen des Abstandes
der Hauptebenen mit sich, wodurch eine Verkürzung
der Länge des gesamten Varioobjektives unmöglich wird. Ein
derartiger Anstieg der axialen Gesamtdicke der Linsengruppen
kann ferner eine Abnahme der Axiallänge des Raumes mit
sich bringen, in dem sich die Variatorlinsengruppe bewegt.
Es ist daher unmöglich, einen wesentlichen Anstieg im Brennweitenverhältnis
zu erzielen. Da darüber hinaus die axiale
Gesamtdicke der ersten
oder der zweiten Linsengruppe ansteigt, muß der Durchmesser
der ersten Linsengruppe erhöht werden, um den Durchmesser
eines schiefen Strahlenbündels, das so groß ist wie das Mittenbündel,
zu ermöglichen. Das gesamte Varioobjektiv wird daher größer.
Solange wie das herkömmlich ausgebildete sphärische Linsensystem
nicht drastisch geändert wird, kann daher ein Fortschritt
in bezug auf die Kompaktheit in Verbindung mit einem
großen Anstieg des Brennweitenverhältnisses in einer Weise,
daß sämtliche Aberrationen gut korrigiert werden können, nicht
erreicht werden.
Unter anderem wird es sehr schwierig, die Petzoal-Summe zu
korrigieren, wenn durch eine stärkere Brechkraft aller
Linsengruppen die Gesamtlänge des Varioobjektives,
d. h. der Abstand vom vorderen Scheitelpunkt zur Bildebene
kleiner gemacht wird.
Wenn man in diesem Zusammenhang als Beispiel das aus der DE-OS 33 30 689 bekannte, aus
vier Linsengruppen bestehende Varioobjektiv wählt, dessen erste
Positivlinsengruppe, zweite Negativlinsengruppe und dritte
Positiv- oder Negativlinsengruppe vom vorderen Ende aus
einen Varioabschnitt bilden und dessen vierte Positivlinsen
gruppe einen Relaisabschnitt bildet, so existieren zwei
Methoden, um ein derartiges Varioobjektiv in Längsrichtung zu
verkürzen: (1) Durch Erhöhung der Brechkraft einer jeden Linsengruppe
im Varioabschnitt oder (2) durch Reduzierung des Televerhältnisses
des Relaisabschnittes. Bei der Methode
(1) nimmt die zweite Linsengruppe als Variator, der üblicherweise
die größte negative Brechkraft besitzt, einen großen Wert
der Petzval-Summe ein, was zur Folge hat, daß die Bildfeldkrümmung
extrem überkorrigiert ist. Bei der Methode (2) wird durch die
Reduzierung des Televerhältnisses der Relaislinse das
Vorzeichen der Petzval-Summe negativ. Die letztgenannte
Methode führt daher ebenfalls zu einer Überkorrektur der Bildfeldkrümmung.
Wenn man zur Korrektur der Petzval-Summe die Brechzahl
der Positivlinse erniedrigt oder eine Positivlinse mit größerer
Brechkraft mit einer Negativlinse kombiniert, wird eine sehr
große sphärische Aberration bzw. eine Aberration höherer
Ordnung erzeugt, die wiederum durch eine geeignete Ausbildung
der anderen Linsengruppen nicht korrigiert werden kann. So
ist eine Reduktion der Größe des Varioobjektives unverträglich
mit einer guten Korrektur der Petzval-Summe, soweit das
sphärische Linsensystem betroffen ist.
Dies ist nicht nur auf den vorstehend beschriebenen Aufbau
eines Varioobjektives beschränkt, sondern trifft auch auf
andere Arten von Ausführungsformen zu, beispielsweise solche,
bei denen sich die erste Positivlinsengruppe zur Brennweitenveränderung
vom Weitwinkel- zum Teleobjektiv axial vorwärtsbewegt,
oder bei denen sich auch die vierte Linsengruppe
während der Brennweitenveränderung axial bewegt.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeit hat man anstelle der
Relaislinsengruppe ein Linsenraster verwendet,
das die Funktion besitzt, ein aufrechtes Bild mit
einer Vergrößerung von 1 : 1 zu erzeugen. Hierbei ist die
Relaislinsengruppe mit einer Linse einer einfachen Form und
einem Raster einer großen Anzahl von selbstfokussierenden
sphärischen Linsen oder Stablinsen versehen. Obwohl die Relaislinsengruppe
hierbei einen einfachen Aufbau besitzt, weist
diese Methode viele Beschränkungen auf, da die Einrichtung
zur Übertragung des vom Varioabschnitt an einer konstanten
Position erzeugten Bildes auf die letzte Bildebene ein
Linsenraster ist.
In Fig. 1 ist ein bekanntes Varioobjektiv dargestellt,
bei dem jeweils die Luftabstände zweier aufeinanderfolgender
Linsengruppen, nämlich zwischen der ersten, positiven Linsengruppe A, der
zweiten, negativen Linsengruppe B und der dritten, negativen Linsengruppe C verändert
werden, um die Brennweite zu verändern, während die
Bildverschiebung kompensiert wird. Wie aus der Darstellung
hervorgeht, besitzt die Gruppe A von den vier Linsengruppen
A-D notwendigerweise den größten Durchmesser und ist sehr
schwer, da sie zwei oder mehr Linsen aufweist. Die vordere
Positivgruppe A ist so ausgebildet,
daß die relative Öffnung eine vorgegebene Größe in der Tele-Endstellung
besitzt, daß der Durchmesser so groß ist, daß selbst in der
Weitwinkel-Endstellung Strahlen mit maximalem Bildwinkel durchgelassen
werden, daß ein Objektpunkt für die zweite Negativgruppe B in einer geeigneten
Position erzeugt wird, damit das Brennweitenverhältnis einen
gewünschten Wert annehmen kann, und daß eine positive Brennweite
so kurz ist, daß sie für einen vorgeschriebenen
Fokussierbereich geeignet ist. Um zur Stabilisierung von
Aberrationen während der Brennweitenveränderung beizutragen,
wird die Gruppe A sehr häufig in sich selbst in bezug auf
sphärische Aberrationen korrigiert, wobei das Schwergewicht
auf chromatische Aberrationen gelegt wird. Solange wie man
sich hierbei auf die Verwendung einer einzigen Linse für die
Gruppe A verlassen hat, war es unmöglich, eine Reduktion
der Masse und Größe der Gruppe A zu erreichen, da es unter
den homogenen optischen Materialien keines gibt, das eine
ausreichende Korrektur von chromatischen Aberrationen gestattet.
Gelegentlich wurde auch eine andere Methode zur
Ausbildung der Gruppe A angewendet. Hierbei hat man die
Gruppe aus zwei Linsen gebildet, von denen die Positivlinse
aus einem Material mit einer relativ niedrigen
Dispersion und die andere Negativlinse aus einem Material
mit einer relativ hohen Dispersion hergestellt wurde. Die
Einführung einer derartigen Negativlinse in die Gruppe mit
positiver Brechkraft macht es jedoch erforderlich, daß die
Brennweite der Positivlinse groß genug ausgebildet wird, um
die Brechkraft der Negativlinse zu kompensieren, oder daß deren
Oberflächenkrümmung stärker wird. Um den vorgeschriebenen
Durchmesserwert zu halten, muß daher die minimal akzeptierbare
Axialdicke der Positivlinse schnell ansteigen. Die Korrektur
von sphärischen Aberrationen ist ferner auf das Maß des möglichen
Korrekturumfangs durch die beiden sphärischen Linsen
beschränkt. In vielen Fällen ist es daher unvermeidlich, eine
asphärische Linse einzuführen.
Aus dem US-Buch: J. R. Meyer-Arendt, Introduction to Classical
and Modern Optics, 1984, Seiten 362 bis 365 ist es bekannt,
mittels Einsatz von GRIN-Linsen in optischen Systemen
die Linsenanzahl zu reduzieren und die Bildfelder günstig
zu beeinflussen.
Der Einsatz von solchen GRIN-Linsen in Objektiven fester
Brennweite ist z. B. aus dem Artikel "Design of a gradient-
index photographic objective" von L. G. Atkinson et al, aus
der US-Zeitschrift Appl. Optics, Vol. 21, 1982, Seiten 993
bis 998 und aus dem Artikel "Gradient-index wide-angle
photographic objective design" von L. G. Atkinson et al aus
der US-Zeitschrift Appl. Optics, Vol. 23, 1984, Seiten 1735
bis 1741 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
kompaktes und dennoch über einen großen
Brennweiteneinstellbereich gut korrigiertes Varioobjektiv
zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird in der ersten Linsengruppe des Varioobjektivs
eine Linse mit Brechzahlverteilung vom radialen
Typ verwendet (GRIN-Linse), wobei die Linse einen schwächeren Brechzahlgradienten
für kurze Wellenlängen im paraxialen Bereich als
für lange Wellenlängen hat. Dies erlaubt nicht nur einen
kompakten Aufbau der ersten Linsengruppe mit relativ vergrößertem
Verschiebeweg für die zweite Linsengruppe, sondern
auch die Korrektion insbesondere chromatischer Abberationen.
Beim Objektiv gemäß Anspruch 1 ist somit eine
gute Korrektur des Farblängsfehlers der GRIN-Linse schon in
der GRIN-Linse selbst möglich, wobei ein Teil des Betrages
von deren Gesamtbrechkraft schon durch die Unregelmäßigkeit
der Brechzahlverteilung vorgegeben ist, so daß man in vorteilhafter
Weise mit kleinen Flächenkrümmungen der
GRIN-Linse auskommt.
Durch die Anordnung der GRIN-Linse dort, wo bei einem Varioobjektiv
die Durchstoßhöhen der Öffnungsstrahlen bzw. Hauptstrahlen
vergleichsweise groß sind, und daher große Bildfehler
auftreten, ergeben sich besonders gute Korrektionsmöglichkeiten.
Die GRIN-Linse in der ersten Linsengruppe ermöglicht
insbesondere diese Linsengruppe selbst bei vergleichsweise
kompakter Ausbildung gut zu korrigieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein herkömmlich
ausgebildetes Objektiv, dessen
Linsen alle aus homogenen
Gläsern hergestellt sind;
Fig. 2-10 mit geraden Nummern Längsschnitte
durch fünf Ausführungsformen von
erfindungsgemäß ausgebildeten
Varioobjektiven;
Fig.3A-3C bis 11A-11C mit ungeraden Nummern grafische Darstellungen
der verschiedenen
Aberrationen des ersten bis
fünften Objektivs in den
Weitwinkel-, Zwischen- und Telepositionen.
Ein erstes Beispiel eines Varioobjektivs (dessen numerische
Daten im Zahlenbeispiel 1 wiedergegeben sind) ist in Fig. 2
dargestellt, wobei jede Linsengruppe mindestens eine Linse mit
Brechungszahlverteilung vom radialen Typ umfaßt. Eine erste
Positiv-, eine zweite Negativ, eine dritte Positiv- und
eine vierte Positivlinsengruppe 81-84 sind in dieser Reihenfolge
von vorne nach hinten auf einer gemeinsamen optischen
Achse angeordnet. Die ersten drei Linsengruppen 81-83 bewegen
sich in differenzierter Weise in Axialrichtung, um eine
Brennweitenveränderung zu erzielen.
In der Vergangenheit wurden für diese Art von Varioobjektiv
die ersten drei Linsengruppen jeweils mit drei Linsen
und die letzte Linsengruppe mit etwa vier Linsen versehen,
um die Aberrationskorrektur zu erleichtern. Durch
Verwendung einer Linse mit Brechungszahlverteilung in jeder
Linsengruppe können die Aberrationswerte der einzelnen Linsengruppen
reduziert werden. Ferner kann die Anzahl der Linsen
in jeder Linsengruppe verringert werden. Indem die mit den
Brechkräften der jeweiligen Linsengruppen verbundenen Aberrationen
auf Null gebracht werden, können die Aberrationen während der
Brennweitenveränderung stabil gehalten werden.
Als nächstes folgen die numerischen Daten des Beispiels
1, das den Krümmungsradius R, die axiale Dicke oder den Luftabstand D,
den Brechungsindex N und die Abbesche Zahl
der Gläser der verschiedenen Linsen betreffen, die
Numerierungen in der Reihenfolge von vorne nach hinten
tragen, wobei Ni (h) und Ni (x) die Verteilung der
Brechungszahlen im Inneren der i-ten Linse entlang
dem Radius oder der optischen Achse, h die Höhe von
der optischen Achse, x der axiale Abstand, gemessen vom
Scheitelpunkt der Vorderfläche dieser Linse, N₀ der
Brechungsindex am Scheitelpunkt der Vorderfläche der Linse
und N₁, N₂, N₃ . . . die Koeffizienten im zweiten,
dritten, vierten . . . Bestandteil der Formel für die Verteilung
der Brechzahlen bedeuten.
Bei einem Ausführungsbeispiel 2 eines speziellen Varioobjektives
(Fig. 4) umfaßt dieses von vorne nach hinten eine
erste Positiv-, zweite Negativ- und dritte Positivlinsen
gruppe 91-93, wobei die erste und zweite Linsengruppe bei einer
Brennweitenveränderung von Weitwinkel auf Tele sich axial
vorwärts und rückwärts bewegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die erste Linsengruppe 91 mit einer Linse mit Brechzahl
verteilung und positiver Brechkraft vom radialen Typ allein
versehen, während die zweite Linsengruppe 92 eine derartige
Linse vom radialen Typ mit negativer Brechkraft allein aufweist.
Die dritte Linsengruppe 93 besitzt eine erste Linse mit Brech
zahlverteilung und negativer geringer Brechkraft, eine zweite
Linse vom axialen Typ, bei der die Brechzahl mit zunehmender
Entfernung vom vorderen Scheitelpunkt absinkt
und eine vierte Linse vom radialen Typ mit negativer Brechkraft,
wobei die dritte und fünfte Negativlinse aus homogenen
Materialien oder herkömmlichen optischen Gläsern hergestellt
sind.
Wenn die zweite Negativlinsengruppe aus einem homogenen Material
unter der Bedingung gefertigt wäre, daß die gleiche Brechkraft
Anwendung findet, würde eine Petzval-Summe von etwa -1,45
bis -1,6 ausgedrückt als Brennweite des Gesamtsystems auf
die Grundeinheit zurückgeführt erzeugt werden. Da bei diesem
Ausführungsbeispiel der Erfindung einer Linse mit
Brechzahlverteilung vom radialen Typ verwendet wird,
nimmt die Petzval-Summe einen geringen Wert von -9,6 an.
Aufgrund eines derartigen geringen Wertes der Petzval-Summe
weist die Relaislinsengruppe 93 ein reduziertes Tele-Verhältnis
auf, so daß eine Reduktion der Größe des Gesamtsystems
erreicht werden kann.
Genauer gesagt, ist die Relaislinsengruppe 93 nach Art eines
Teleobjektivs ausgebildet, indem eine große positive Brechkraft an
ihrem Vorderteil und eine große negative Brechkraft auf zwei
Negativlinsen im hinteren Teil konzentriert worden ist,
so daß die Länge der Relaislinsengruppe und die rückwärtige
Brennweite stark reduziert sind. Somit wird die optische
Gesamtlänge des Gesamtsystems reduziert.
Die Linsen mit Brechzahlverteilung in der Relais
linsengruppe 93 haben die folgenden Wirkungen:
Die erste Linse (radialer Typ): Die hintere Linsenfläche
bewirkt eine Komakorrektur, und durch das
Steuern der Brechzahlverteilung im Inneren wird
sphärische Aberration korrigiert, wenn Lichtstrahlen die
Linse durchdringen.
Die zweite Linse (axialer Typ): Die Vorderfläche wirkt
auf sphärische Aberration ein, und die hintere Fläche,
die mit der vorderen Fläche der dritten Linse verbunden
ist, wirkt auf Astigmatismus ein.
Die vierte Linse (radialer Typ): Aberrationen werden geringfügig
beeinflußt, sie trägt jedoch zur Erhöhung der negativen
Brechkraft des hinteren Teiles der Relaislinsengruppe
bei und spielt dabei eine wichtige Rolle in bezug auf eine
Verstärkung der Tendenz der Relaislinse in Richtung auf
die Teleobjektivform.
Selbst wenn es sich bei der zweiten Linsengruppe 92 nicht um eine
solche mit Brechzahlverteilung handelt, reicht das
Konzept dieses Beispiels aus, um die Gesamtlänge des
Varioobjektives kürzer auszubilden als dies bislang möglich
war.
Während ein herkömmlich ausgebildetes Varioobjektiv der
gleichen Abmessungen wie bei diesem zweiten Ausführungs
beispiel eine als Verhältnis der Gesamtlänge im Gehäuse
(Weitwinkeleinstellung) zur längsten Brennweite ausgedrückte
Handlichkeit von 0,85-1 besitzt, ist diese bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträchtlich verbessert
und beträgt beispielsweise 0,57.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs
(Fig. 6) umfaßt dieses von vorne nach hinten gesehen
eine erste Positiv-, eine zweite Negativ-(Variator),
eine dritte Negativ- (Kompensator) und eine vierte Positiv-
(Relais)-Linsengruppe 101-104. Die Relaislinsengruppe 104
besitzt eine afokale Linse vor einer Blende R13 und zwei
Strahlenteiler zwischen R11 und R12 und zwischen R22 und
R23.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die erste, zweite und
vierte Linsengruppe jeweils mit einer Linse mit Brechzahlverteilung
vom radialen Typ versehen, und zwar bei
der vierten Linsengruppe am hinteren Teil derselben.
Ein viertes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs
ist in Fig. 8 dargestellt. Die
Aberrationen dieses Objektivs sind in den Fig. 9A-9C
gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten
gesehen eine erste Positivlinsengruppe 121, die nur aus
einer Linse mit Brechzahlverteilung besteht und die
Oberflächen R1 und R2 besitzt, eine zweite Negativlinsengruppe
122, die aus zwei Linsen mit drei Teilen besteht,
eine dritte Negativlinsengruppe 123, die aus einer
einzigen Linse besteht, und eine vierte Positivlinsengruppe,
die aus neun Linsen besteht.
Dieses Varioobjektiv entspricht dem herkömmlich ausgebildeten
Objektiv der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß
die erste Linsengruppe 121 eine Linse umfaßt.
Diese Linse besteht aus einem Medium, dessen Brechungsindex
zunehmend geringer wird, wenn die Höhe von der
optischen Achse aus ansteigt, und daher eine überschüssige
Sammelwirkung durch das Medium selbst bereitstellt.
Analog zum Anwachsen der Brechzahl einer
üblichen oder homogenen Linse können daher die Oberflächenkrümmungen
dieser Linse geschwächt werden, was den Vorteil
einer Reduktion der minimal akzeptierbaren mittleren
Dicke bei einem vorgegebenen Durchmesser mit sich bringt.
Darüber hinaus besitzt eine übliche oder homogene Positivlinse,
wenn sie keine asphärische Form aufweist, eine vergleichsweise
stärkere Brechkraft an der Grenzzone, wodurch eine
sehr große sphärische Aberration verbleibt, die über den
Brennweitenbereich nicht stabil gehalten werden kann.
Durch die Verwendung des vorstehend erwähnten Singlett mit
Brechzahlverteilung und einer reduzierten Brechkraft
an der Grenzzone ist jedoch die Möglichkeit
einer Ausschaltung dieser Aberration durch eine geeignete
Ausbildung der anderen Linsengruppen gegeben. Darüber
hinaus stellt das erwähnte Singlett eine Einrichtung zur
Korrektur chromatischer Aberrationen dar, indem der Gradient
der Brechzahl für jede Wellenlänge gesteuert wird.
Genauer gesagt, das herkömmliche optische Material
besitzt ansteigende Brechzahlen für kürzere Wellenlängen.
Daher erzeugt ein Positiv-Singlett unterkorrigierte
axiale Aberrationen für kürzere Wellenlängen. Durch die
vorliegende Erfindung wird es jedoch möglich, chromatische
Aberrationen zu korrigieren, indem das Singlett mit einer
solchen Brechzahlverteilung versehen wird, daß der
Gradient der Brechzahl für kürzere Wellenlängen im
paraxialen Bereich größer ist als der für längere Wellenlängen,
da die Sammelwirkung des Singlett im paraxialen
Bereich linear proportional zum Gradienten der Brechzahl
ist.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines speziellen Vario
objektivs ist in Fig. 10 dargestellt. Die
Aberrationen dieses Objektivs sind in den Fig. 11A bis
11C gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen
eine erste Positiv-Linsengruppe 131, die aus einer
Linse besteht, eine zweite Negativlinsengruppe 132, die
aus zwei Linsen besteht, eine dritte Positivlinsengruppe,
die aus zwei Linsen besteht, und eine vierte Positivlinsengruppe
134, die aus drei Linsen besteht. Die
ersten drei Linsengruppen sind zur Brennweitenveränderung axial
bewegbar. Dieses Varioobjektiv umfaßt fünf Linsen mit
Brechzahlverteilung vom radialen Typ, die durch die
Oberflächen R1 und R2, R5 und R6, R8 und R9, R12 und R13
und R14 und R15 definiert sind.
Da diese Linsen mit Brechzahlverteilung eine überschüssige
Wirkung in bezug auf die Korrektur von Aberrationen
ausüben und nicht nur der ersten Linsengröße, sondern auch jeder
anderen Linsengruppe 132-134 zugeordnet sind, wird die erforderliche
Anzahl von Linsen in jeder Linsengruppe reduziert,
so daß sich eine Verringerung der Größe des Gesamtsystems
erzielen läßt.
Claims (3)
1. Varioobjektiv mit mehreren Linsengruppen, wobei die erste
Linsengruppe eine positive Brechkraft, die zweite Linsengruppe
eine negative Brechkraft aufweist und mindestens einer der
Luftabstände zwischen den Linsengruppen zur
Brennweiteneinstellung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Linsengruppe zumindest eine Linse mit
einer Brechzahlverteilung vom radialen Typ aufweist, welche
eine gemeinsame optische Achse mit den anderen Linsen besitzt,
wobei mit zunehmender Höhe von der optischen Achse aus die
Brechzahl abnimmt, und daß die Linse mit Brechzahlverteilung
einen schwächeren Brechzahlgradienten für kurze Wellenlängen
im paraxialen Bereich als für lange Wellenlängen hat.
2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine weitere Linse mit Brechzahlverteilung in einer
der Linsengruppen vorgesehen ist.
3. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es drei Linsengruppen aufweist und daß die Luftabstände zwischen
der ersten und zweiten Linsengruppe und zwischen der
zweiten und dritten Linsengruppe zur Brennweiteneinstellung
gleichzeitig änderbar sind.
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59249074A JPS61126515A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 可変焦点距離レンズ |
JP59262250A JPH0721581B2 (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | ズ−ムレンズ |
JP1050185A JPS61169809A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 可変焦点距離レンズ |
JP60013178A JPH071332B2 (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | ズ−ムレンズ |
JP60017061A JPS61176906A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 可変焦点距離レンズ |
JP9012685A JPS61249016A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 可変焦点距離レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3546744C2 true DE3546744C2 (de) | 1992-06-17 |
Family
ID=27548276
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853541583 Granted DE3541583A1 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-25 | Kompaktes varioobjektiv mit hohem bereich |
DE3546744A Expired - Lifetime DE3546744C2 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-25 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853541583 Granted DE3541583A1 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-25 | Kompaktes varioobjektiv mit hohem bereich |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5054898A (de) |
DE (2) | DE3541583A1 (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4907866A (en) * | 1985-04-05 | 1990-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Objective of variable focal length |
JPH02285312A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Olympus Optical Co Ltd | 光学系 |
JP2915934B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1999-07-05 | 旭光学工業株式会社 | コンパクトカメラ用ズームレンズ |
JPH07294804A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-11-10 | Ricoh Co Ltd | 原稿読取用レンズ |
US5579168A (en) * | 1993-12-22 | 1996-11-26 | Nikon Corporation | Zoom lens system with gradient index lens |
US5764419A (en) * | 1995-03-02 | 1998-06-09 | Nikon Corporation | Telecentric zoom lens |
JP4791793B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-10-12 | 株式会社リコー | ズームレンズ、撮像装置および撮影装置 |
JP6236779B2 (ja) | 2012-03-02 | 2017-11-29 | リコーイメージング株式会社 | ズームレンズ系及びこれを備えた電子撮像装置 |
CN107209352B (zh) | 2014-12-26 | 2019-10-25 | 株式会社尼康 | 变倍光学系统以及光学装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3330689A1 (de) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo | Varioobjektiv |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3486808A (en) * | 1966-03-14 | 1969-12-30 | Bausch & Lomb | Gradient refractive index optical lenses |
JPS5229238A (en) * | 1975-08-30 | 1977-03-04 | Olympus Optical Co Ltd | Inside-view mirror objective optical system |
DE2756989C2 (de) * | 1977-12-21 | 1983-01-05 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Optisches System |
US4462664A (en) * | 1979-10-05 | 1984-07-31 | Vivitar Corporation | Zoom lens |
JPS57122413A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-30 | Canon Inc | Zoom lens |
DE3201700A1 (de) * | 1981-01-22 | 1982-08-26 | Canon K.K., Tokyo | "varioobjektiv" |
US4457590A (en) * | 1982-01-11 | 1984-07-03 | Corning Glass Works | Spherical gradient-index lens designs for video-disk pickup lens or the like |
JPS58153913A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-13 | Canon Inc | ズ−ムレンズ |
JPS5971015A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | Canon Inc | ズ−ムレンズ |
JPS59180518A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 4群構成望遠ズ−ムレンズ |
JPH0668573B2 (ja) * | 1985-06-10 | 1994-08-31 | キヤノン株式会社 | 可変焦点距離レンズ |
-
1985
- 1985-11-21 US US06/800,553 patent/US5054898A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-25 DE DE19853541583 patent/DE3541583A1/de active Granted
- 1985-11-25 DE DE3546744A patent/DE3546744C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3330689A1 (de) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo | Varioobjektiv |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
L.G. Atkinson et al., "Design of an gradient-indexphotographieobjective", Appl. Optics, Vol. 21, 1982, S. 993-998 * |
US-Buch: J.R.Meyer-Arendt, Introduction to Classical and Modern Optics, 1984, S. 362-365 * |
US-Z: L.G. Atkinson et al., "Gradient-index wide-angle photographie objective design", AppliedOptics, Vol. 23, 1984 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3541583A1 (de) | 1986-07-03 |
US5054898A (en) | 1991-10-08 |
DE3541583C2 (de) | 1989-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2640486C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE3610472C2 (de) | ||
DE4135807C2 (de) | Varioobjektiv für eine Kompaktkamera | |
DE2911794C2 (de) | ||
DE3844239A1 (de) | Kompaktes zoom-linsensystem mit hohem zoom-verhaeltnis und weitem blickfeld | |
DE2817633B2 (de) | Varioobjektiv langer Brennweite | |
DE3611590C2 (de) | ||
DE2617727C2 (de) | ||
DE2506188A1 (de) | Teleobjektiv | |
DE3027558C2 (de) | Auf nahe Objektive scharf einstellbares Varioobjektiv | |
DE3546744C2 (de) | ||
DE3245250C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE102008042221B9 (de) | Optisches System sowie Fernrohr mit einem optischen System | |
DE10031819A1 (de) | Makrolinsensystem | |
DE2720443C3 (de) | Varioobjektiv | |
DE2520793C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE4230416A1 (de) | Zoom-linsensystem | |
DE3108898C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE2412847C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE3149852C2 (de) | ||
DE3034560A1 (de) | Ansatzobjektive | |
DE3407898A1 (de) | Projektionsobjektivbaureihe | |
DE2632461C2 (de) | Objektiv mit langer Brennweite | |
DE3322640C2 (de) | ||
DE3026931C2 (de) | Varioobjektiv |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
Q172 | Divided out of (supplement): |
Ref country code: DE Ref document number: 3541583 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3541583 Format of ref document f/p: P |
|
AC | Divided out of |
Ref country code: DE Ref document number: 3541583 Format of ref document f/p: P |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |