DE4300840A1 - - Google Patents

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DE4300840A1
DE4300840A1 DE19934300840 DE4300840A DE4300840A1 DE 4300840 A1 DE4300840 A1 DE 4300840A1 DE 19934300840 DE19934300840 DE 19934300840 DE 4300840 A DE4300840 A DE 4300840A DE 4300840 A1 DE4300840 A1 DE 4300840A1
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Takayuki Ito
Tetsuya Abe
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/16Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/161Zoom lenses having only two lenses or lens groups

Description

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. HEI 4-42 495, eingereicht am 14. Januar 1992, deren Offenbarung durch Bezugnahme an dieser Stelle einbezogen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kleines Varioobjektiv für Kompaktkameras, das hinsichtlich seiner bildseitigen Schnittweite einem geringeren Zwang unterworfen ist als ein Varioobjektiv für Spiegelreflexkameras.

Bislang wurden bei Kompaktkameras eine Klasse von Zwei- Gruppen-Varioobjektiven eingesetzt, die keine asphärischen Oberflächen einsetzen. Ein Beispiel dieses Objektivtyps ist eines, bei dem die erste Linsensuppe aus einigen Elementen und die zweite Linsengruppe aus ungefähr drei Elementen aufgebaut sind. Daher besitzt ein beispielhaftes Objektiv ungefähr acht Elemente (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. SHO 62-2 64 019).

Eine andere Klasse herkömmlicher Varioobjektive für Kompaktkameras umfaßt eines, das zahlreiche asphärische Oberflächen verwendet und bei dem die erste und zweite Linsengruppe jeweils aus zwei Elementen aufgebaut sind, was zu einem Objektiv mit insgesamt vier Elementen führt (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. HEI-3-1 27 008), und ferner eines, das aus weniger Linsenelementen mit einer Gesamtzahl von etwa zwwei oder drei aufgebaut ist.

Jedoch wiesen die herkömmlichen Varioobjektive für Kompaktkameras verschiedene Probleme auf. Zwei-Gruppen-Objektive ohne asphärische Oberflächen benötigen derart viele Linsenelemente, daß es schwierig wird, das Objektiv kompakt zu gestalten.

Bei Vier-Element-Objektiven, die mehrere asphärische Oberflächen besitzen, ist es schwierig, ein Gleichgewicht zwischen der Reduzierung der Gesamtobjektivlänge und der Korrektur chromatischer Aberrationen zu erreichen.

Zwei- oder Drei-Element-Objektive besitzen im allgemeinen eine schlechte Abbildungsleistung. Ferner war es schwierig, ein Gleichgewicht zwischen der Reduzierung der Gesamtobjektivlänge und der Korrektur chromatischer Aberrationen zu erreichen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Varioobjektiv für Kompaktkameras zu schaffen, das kompakt ist (d. h., das relativ gesehen weniger Linsenelemente besitzt) und das dennoch wirksam chromatische Aberrationen korrigiert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Varioobjektiv, das gemäß der vorliegenden erfindung, beginnend auf der Gegenstandsseite, umfaßt: eine erste Linsengruppe positiver Brennweite und eine zweite Linsengruppe negativer Brennweite, bei dem zur Brennweitenverstellung der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe geändert wird.

Die erste Linsengruppe umfaßt, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine Untergruppe 1a geringer Brechkraft und eine Untergruppe 1b großer Brechkraft, wobei zumindest eine der Untergruppen 1a oder 1b eine verkittete Linse mit einer negativen Kittfläche ist und zumindest eine Linsenfläche der Untergruppe 1a asphärisch ist. Die erste Linsengruppe erfüllt die folgenden Bedingungen (a1), (b1) und (c):

(a1)-0,7<fS/fla<0,3
(b1)1,2<fS/f1b<2,3
(c)-1,7<fS/fc<0

wobei
fs: die Brennweite des Objektivs in der Weitwinkelstellung;
f1a: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f1b: die Brennweite der Untergruppe 1b;
fc: die Brennweite der Kittfläche in der ersten Linsengruppe ist und fc=rc/(Nr-Nf) gilt; und
wobei
rc: der Krümmungsradius der Kittfläche;
Nr: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Bildseite der Kittfläche; und
Nf: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Gegenstandsseite der Kittfläche ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, darin zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 1 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 2 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 1 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 3 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 1 in der mittleren Einstellung;

Fig. 4 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 1 in der Telestellung;

Fig. 5 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 2 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 6 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 2 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 7 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 2 in der mittleren Einstellung;

Fig. 8 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 2 in der Telestellung;

Fig. 9 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs der Aberrationskurven nach Beispiel 3 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 10 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 3 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 11 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 3 in der mittleren Einstellung;

Fig. 12 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 3 in der Telestellung;

Fig. 13 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 4 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 14 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 4 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 15 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 4 in der mittleren Einstellung;

Fig. 16 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 4 in der Telestellung;

Fig. 17 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 5 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 18 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 5 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 19 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 5 in der mittleren Einstellung;

Fig. 20 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 5 in der Telestellung;

Fig. 21 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 6 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 22 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 6 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 23 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 6 in der mittleren Einstellung;

Fig. 24 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 6 in der Telestellung;

Fig. 25 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 7 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 26 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 7 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 27 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 7 in der mittleren Einstellung;

Fig. 28 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 7 in der Telestellung;

Fig. 29 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 8 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 30 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 8 in der Weitwinkelstellung;

Fig. 31 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 8 in der mittleren Einstellung; und

Fig. 32 Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs nach Beispiel 8 in der Telestellung.

Durch den Einsatz asphärischer Linsen und verkitteter Linsen stellt die vorliegende Erfindung erfolgreich ein Varioobjektiv für Kompaktkameras bereit, das kompakt ist und im Vergleich zu herkömmlichen Objektiven weniger Linsenelemente besitzt, das aber dennoch wirksam chromatische Aberrationen korrigiert. Verglichen mit einer ersten Linsengruppe, die aus zwei Elementen in zwei Einheiten aufgebaut ist, besitzt das Varioobjektiv der vorliegenden Erfindung eine geringere Größe und größere Effizienz bei der Korrektur chromatischer Aberration.

Indem die Kittfläche oder -flächen mit einer divergenten negativen Brechkraft ausgestattet werden, kann die Abhängigkeit von asphärischen Oberflächen reduziert werden, wodurch es einfacher wird, asphärische Linsen herzustellen.

Bedingung (a1) betrifft die Brechkraft der Untergruppe 1a geringer Brechkraft. Falls die obere Grenze dieser Bedingung erreicht oder überschritten wird, steigt die positive Brechkraft der Untergruppe 1a an, und die bildseitige Schnittweite wird so kurz, daß die Korrektur von Verzeichnungen schwierig wird. Falls die untere Grenze von Bedingung (1) nicht überschritten wird, steigt die negative Brechkraft der Untergruppe 1a an. Jedoch erfordert die erste Linsengruppe als Ganzes gesehen eine positive Brechkraft, so daß die positive Brechkraft der Untergruppe 1b erheblich erhöht werden muß, falls Untergruppe 1a eine starke negative Brechkraft hat. Dies macht Korrekturen sphärischer Aberration schwierig.

Bedingung (b1) betrifft die Brechkraft der Untergruppe 1b, die als Hauptlinse dient. Falls die obere Grenze dieser Bedingung erreicht oder überschritten wird, steigt die Brechkraft der Untergruppe 1b an, was größere Veränderungen bei der sphärischen Aberration bewirkt. Falls die untere Grenze der Bedingung (b1) nicht überschritten wird, stellt sich ein vorteilhaftes Ergebnis bezüglich der Korrektur der Aberrationen ein, jedoch steigt der für die Verstellung der Brennweite erforderliche Bewegungsbetrag an.

Bedingung (c) betrifft die Brechkraft der Kittfläche und muß zur wirksamen Korrektur chromatischer Aberrationen und zur Reduzierung der Gesamtgröße des Objektivs erfüllt werden. Falls die obere Grenze dieser Bedingung erreicht oder überschritten wird, tritt eine Überkorrektur auf, die sphärische Aberrationen höherer Ordnung hervorruft. Falls die untere Grenze der Bedingung (c) nicht überschritten wird, sind die chromatischen Aberrationen unterkorrigiert.

Falls Untergruppe 1b ein Kittglied aufweist, werden vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a2), (b2) und (d) erfüllt:

(a2) -0,7<fS/f1<0
(b2) 1,2<fS/f2-3<2,3
(d) -1,7<fS/fcb<0,3

wobei
f2-3: die Bennweite der Untergruppe 1b; und
fcb: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1b ist und fcb=rcb/(N3-N2) gilt;
wobei
rcb: der Krümmungsradius der Kittfläche;
N2: die Brechzahl für die d-Linie des zweiten Linsenelements; und
N3: die Brechzahl für die d-Linie des dritten Linsenelements ist.

Falls Untergruppe 1a ein Kittglied aufweist, werden vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a3), (b3) und (e) erfüllt:

(a3) -0,3<fS/f1-2<0,3
(b3) 1,2<fS/f3<2,3
(e) -0,7<fS/fca<0

wobei
f2-2: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f3: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fca: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1a ist und fca=rca/(N2-N1) gilt;
wobei
rca: der Krümmungsradius der Kittfläche; und
N1: die Brechzahl für die d-Linie des ersten Linsenelements ist.

Falls die Untergruppen 1a und 1b jeweils ein Kittglied aufweisen, werden vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a4), (b4) und (f) erfüllt:

(a4) -0,3<fS/f1-2<0,3
(b4) 1,2<fS/f3-4<2,3
(f) -1,7<fS/fcb<-0,3

wobei
f1-f2: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f3-4: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fcb: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1b ist und fcb=rcb/(N4-N3) gilt;
wobei
N4: die Brechzahl für die d-Linie des vierten Linsenelements ist.

Die Kombinationen der Bedingungen (a2), (b2) und (d), der Bedingungen (a3), (b3) und (e) und der Bedingungen (a4), (b4) und (f) bewirken dieselben Funktionen wie die Kombination der Bedingungen (a1), (b1) und (c).

Wenn die Untergruppen 1a und 1b jeweils ein Kittglied aufweisen, ist eine asphärische Fläche mit großer negativer divergenter Brechkraft vorzugsweise in dem Kittglied vorgesehen, das Untergruppe 1b mit großer positiver Brechkraft bildet.

Um sicherzustellen, daß die erste Linsengruppe eine erhöhte Brechkraft besitzt, während die Anzahl der aufbauenden Linsenelemente ausreichend reduziert ist, um die gewünschte Größenreduzierung zu erreichen, ist die dem Gegenstand am nächsten liegende Linsenfläche vorzugsweise konkav.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die erste Linsengruppe entworfen ist wie ein Minus-Plus-Typ (-+, Retrofokustyp) mit kurzer Gesamtlänge, um ein größeres Bildfeld bei der Einstellung auf die kürzeste Brennweite sicherzustellen.

Die erste Linse der ersten Linsengruppe erfüllt vorzugsweise die folgende Berdingung (g), die das Maß der Krümmung der Fläche, die dem Gegenstand zugewandt ist, festlegt:

(g) -15<SF1<-0,3

wobei
SF1: der Formfaktor des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist und SF1=(r1+r2)/(r1-r2) gilt;
wobei
r1: der Krümmungsradius der ersten Fläche des ersten Linsenelements und
r2: der Krümmungsradius der zweiten Fläche des ersten Linsenelements ist.

Falls die untere Grenze dieser Bedingung nicht überschritten wird, besitzt die dem Gegenstand zugewandte konkave Fläche einen zu großen Krümmungsradius, was zur Entwicklung von Aberrationen höherer Ordnung führt. Falls die obere Grenze von Bedingung (g) erreicht oder überschritten wird, kann die Brechkraft der ersten Linsengruppe nicht erhöht werden, wenn die Gesamtgröße ausreichend klein gehalten wird, da es schwierig ist, Aberrationen zu korrigieren, oder da alternativ mehr aufbauende Linsenelemente verwendet werden müssen.

Wenn Untergruppe 1a mit einer asphärischen Fläche ausgestattet ist, erfüllt das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die folgende zusätzliche Bedingung (h), die das optische Glasmaterial betrifft, auf dem die asphärische Linse in Untergruppe 1a gebildet ist:

(h) 34<νa

wobei
νa: die Abbesche Zahl des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist.

Falls eine gepreßte asphärische Glaslinse als erste Untergruppe verwendet werden soll, ist es schwierig, sie aus einem optischen SF-Glas herzustellen. Demzufolge wird ein Glas verwendet, das Bedingung (h) nicht erfüllt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird in entweder der Untergruppe 1a oder der Untergruppe 1b oder in beiden Untergruppen ein Kittglied verwendet, das das Achromatismus leicht ohne Verwendung eines optischen SF-Glases für die asphärische Linse bewerkstelligt.

Wenn ein Kittglied in Untergruppe 1b verwendet wird, erfüllt das optische Glas zur Formung des negativen Linsenelements in Untergruppe 1b vorzugsweise die folgende Bedingung (i):

(i) νb<34

wobei:
νb: die Abbesche Zahl der Untergruppe 1b (Kittglied) ist.

Indem das negative Linsenelement in Untergruppe 1b aus einem optischen SF-Glas hergestellt wird, das Bedingung (i) erfüllt, kann der gewünschte Achromatismus durch Untergruppe 1b ohne Verwendung eines optischen SF-Glases in Untergruppe 1a erreicht werden, die mit einer asphärischen Fläche ausgestattet ist.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung die folgende Zusätzliche Bedingung (j) erfüllten, die die asphärische Fläche in Untergruppe 1a betrifft:

(j) 0<ΔV<2

wobei
ΔV: die Summe der Änderungen des Koeffizients der Verzeichnung dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Fläche in Untergruppe 1a ist.

Allgemein gilt: je kürzer die Gesamtlänge des Objektivs, desto wahrscheinlicher ist es, daß eine positive Verzeichnung in der Weitwinkelstellung auftritt.

Demzufolge, falls die obere Grenze der Bedingung (j) erreicht oder Überschritten wird, tritt eine Überkorrektur auf, was die Wahrscheinlichkeit einer größeren Verzeichnung in einer mittleren Einstellung als in einer Einstellung mit maximalem Winkel erhöht. Falls die untere Grenze der Bedignung (j) nicht überschritten wird, wird die Verzeichnung unzureichend korrigiert.

Verschiedene Veränderungen können durchgeführt werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und sie umfassen, z. B. ein Objektiv, bei dem die Untergruppen 1a und 1b unabhängig voneinander bewegbar sind, ebenso wie ein Objektiv, bei dem eine Linsengruppe mit geringer Brechkraft hinter den beiden Linsengruppe vorgesehen ist.

Im folgenden wird ergänzend die Größe der Änderung der Koeffizienten der Aberration dritter Ordnung aufgrund einer asphärischen Fläche erläutert. Deren Form kann allgemein durch folgende Gleichung (1) wiedergegeben werden:

dabei ist x der Abstand, un dem die Koordinaten an dem Punkt auf der asphärischen Fläche, an dem die Höhe von der optischen Achse gleich y ist, von der Tangentialebene am Scheitelpunkt der asphärischen Fläche abweicht; c die Krümmung (1/r) des Scheitelpunktes der asphärischen Fläche; K die Kegelschnittkonstante; und α4, α6, α8 und α10 die Asphären-Koeffizienten vierter, sechster, achter und zehnter Ordnung.

Indem die Brennweite zu f=1,0 normiert wird, nämlich durch Substituierten von x=x/f, y=y/f, c=fc, A4=f³α4, A6=f⁵α6, A8=f⁷α8 und A10=f⁹α10 in Gleichung (1), ergibt sich die folgende Gleichung (2):

Der zweite und die folgenden Terme der Gleichung (2) bestimmen die Abweichung der asphärischen Fläche von der Kugelfläche und das Verhältnis zwischen dem Koeffizienten A4 des zweiten Terms und das Asphären-Koeffizienten Φ dritter Ordnung kann wiedergegeben werden durch:

Φ=8(N′-N)A4

dabei ist N die Brechzahl des Mediums vor der asphärischen Fläche und N′ die Brechzahl des Mediums hinter der asphärischen Fläche.

Der Asphären-Koeffizient Φ führt zu folgenden Änderungen der Koeffizienten der Aberrationen dritter Ordnung;

ΔI=h⁴Φ
ΔII=h³HΦ
ΔIII=h²H²Φ
ΔIV=h²H²Φ
ΔV=hH³Φ

dabei ist I: der Koeffizient der sphärischen Aberration;
II: der Koeffizient des Asymetriefehlers (der Koma);
III: der Koeffizient des Astigmatismus;
IV: der Koeffizient der Bildfeldkrümmung;
V: der Koeffizient der Verzeichnung;
h: die Höhe paraxialer Öffnungsstrahlen, bei der sie durch jede Linsenfläche hindurchtreten; und
H: die Höhe paraxialer Hauptstrahlen, bei der sie durch jede Linsenfläche hindurchtreten.

Wenn die asphärische Fläche in Untergruppe 1a Bedingung (j) erfüllt, erfüllt das Variobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die folgende zusätzliche Bedingung (k), die die Dicke des ersten Linsenelements betrifft:

(k) 0,1<d1/fS<0,3

dabei ist d1:
die Dicke des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe.

Bedingung (k) sollte insbesondere erfüllt werden, um ein größeres Bildfeld zu erhalten. Falls die untere Grenze dieser Bedingung nicht überschritten wird, treten Schwierigkeiten bei der Bereitstellung eines größeren Bildfeldes auf. Falls die obere Grenze der Bedingung (k) erreicht oder überschritten wird, steigt die Dicke der ersten Linse derart an, daß es schwierig wird, ein leichteres Varioobjektiv herzustellen.

Im folgenden werden Beispiele 1 bis 8 des Varioobjektivs gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Konstruktionsdaten beschrieben. Darin bezeichnet f die Brennweite, fB die bildseitige Schnittweite des Objektivs, r den Krümmungsradius einer Linsenfläche, d die Dicke einer Linse oder den Luftabstand zwischen benachbarten Linsen (die vorangegangenen Parameter sind in Millimeter angeben), FNO die F-Zahl, ω das halbe Bildfeld (in Grad), n die Brechzahl einer Linse für die d-Linie und ν die Abbesche Zahl einer Linse an der d-Linie, wobei die Nummern für asphärische Flächen mit einem Stern markiert sind. Für jede asphärische Fläche bezeichnet α4, α6 und α8 (und ggf. α10) die Asphären- Koeffizienten der vierten, sechsten und achten (und ggf. zehnten) Ordnung.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 1 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Fig. 2 zeigt eine Gruppe von Darstellungen der Aberrationskurven für die sphärische Aberration SA, die Abweichung von Sinus-Bedingung SC, Farblängsfehler, ausgedrückt durch die sphärische Aberration an der d-, g-, und C-Linie, die laterale chromatische Aberration, den Astigmatismus (S, sagittal; M, meridional) und die Verzeichnung, des Objektivs des Beispiels 1 in der Weitwinkelstellung; Fig. 3 zeigt eine Gruppe von Darstellungen der Aberrationskurven derselben Parameter in der mittleren Einstellung und Fig. 4 zeigt eine Gruppe von Darstellungen der Aberrationskurven derselben Parameter in der Teleeinstellung.

Tabelle 1

K=0K=0
α₄=-0,15769029×10-3 α₄=0,17904943×10-3
α₆=0,30802121×10-5 a₆=0,63433168×10-6
α₈=-0,32510966×10-7 α₈=0,40777362×10-7

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Beispiel 2

Fig. 5 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 2 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 3 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 6, 7 und 8 gezeigt.

Tabelle 3

K=0K=0
α₄=-0,12476019×10-3 α₄=0,16558446×10-3
α₆=0,26422229×10-5 a₆=0,12079021×10-5
α₈=-0,23612453×10-7 α₈=0,37475794×10-7

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich bei der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 4 wiedergegeben.

Tabelle 4

Beispiel 3

Fig. 9 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 2 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 5 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 10, 11 und 12 gezeigt.

Tabelle 5

6. Linsenfläche: asphärisch9. Linsenfläche: asphärisch
K=0 K=0
α₄=-0,29921502×10-4 α₄=-0,59862508×10-4
α₆=0,17753430×10-5 α₆=0,57075458×10-6
α₈=-0,41314155×10-7 α₈=-0,54521998×10-8
a₁₀=0,49999999×10-9 α₁₀=0,19963241×10-10

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 6 wiedergegeben.

Tabelle 6

Beispiel 4

Fig. 13 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 4 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 7 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 14, 15 und 16 gezeigt.

Tabelle 7

6. Linsenfläche: asphärisch9. Linsenfläche: asphärisch
K=0 K=0
α₄=0,43305326×10-4 α₄=-0,27770270×10-4
a₆=0,10069011×10-5 α₆=0,78884771×10-7
α₈=0,16350554×10-8 α₈=0

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 6 wiedergegeben.

Tabelle 8

Beispiel 5

Fig. 17 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 5 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 9 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 18, 19 und 20 gezeigt.

Tabelle 9

6. Linsenfläche: asphärisch
K=0
α₄=0,63100489×10-4
α₆=0,14545819×10-6
α₈=0,27117914×10-8

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 10 wiedergegeben.

Tabelle 10

Beispiel 6

Fig. 21 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 6 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 7 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 22, 23 und 24 gezeigt.

Tabelle 11

6. Linsenfläche: asphärisch
K=0
α₄=0,76097797×10-4
α₆=0,21590713×10-6
α₈=0,39379218×10-8

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 6 wiedergegeben.

Tabelle 12

Beispiel 7

Fig. 25 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 4 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 13 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 26, 27 und 28 gezeigt.

Tabelle 13

6. Linsenfläche: asphärisch
K=0
α₄=0,63255518×10-4
α₆=0,11434083×10-7
α₈=-0,40663572×10-8

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 14 wiedergegeben.

Tabelle 14

Beispiel 8

Fig. 29 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 8 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 15 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den Fig. 30, 31 und 32 gezeigt.

Tabelle 15

7. Linsenfläche: asphärisch10. Linsenfläche: asphärisch
K=0 K=0
α₄=0,24516400×10-4 α₄=-0,35996000×10-4
a₆=0,86419200×10-6 α₆=0,31727400×10-6
α₈=-0,15337400×10-7 α₈=-0,29930800×10-8
a₁₀=0,14726400×10-9 α₁₀=0,10557300×10-10

Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 16 wiedergegeben.

Tabelle 16

Tabelle 17 zeigt Werte, die die Bedingungen (a1) bis (k) in den Beispielen 1 bis 8 erfüllen.

Tabelle 17-1

Tabelle 17-2

Wie zuvor beschrieben, ist das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zwei-Gruppen-Typ mit einer ersten und einer zweiten Linsengruppe. Die erste Linsengruppe umfaßt, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine Untergruppe 1a mit geringer Brechkraft und eine Untergruppe 1b mit großer positiver Brechkraft, wobei zumindest eine der Untergruppen 1a und 1b ein Kittglied einsetzt, wohingegen zumindest eine Linsenfläche in Untergruppe 1a asphärisch ist. Aufgrund dieser Anordnung ist das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung kompakt und ist im Vergleich zu herkömmlichen Objektiven aus weniger Linsenelementen aufgebaut, korrigiert aber dennoch effektiv chromatische Aberration.

Das Varioobjektiv für Kompaktkameras gemäß der Erfindung, das kompakt ist und dennoch wirksam chromatische Aberrationen korrigiert, umfaßt eine erste Linsengruppe mit positiver Brennweite und eine zweite Linsengruppe mit negativer Brennweite, wobei der Abstand zwischen den Gruppen variiert werden kann, um die Brennweitenverstellung durchzuführen. Die erste Linsengruppe umfaßt eine erste Untergruppe mit geringer Brechkraft und eine zweite Untergruppe mit großer Brechkraft. Zumindest eine der Untergruppen ist ein Kittglied mit einer divergenten Fläche, wobei eine asphärische Oberfläche in der ersten Untergruppe vorgesehen ist. Die erste Linsengruppe erfüllt bestimmte Bedingungen.

Claims (11)

1. Varioobjektiv mit
  • - einer ersten Linsengruppe positiver Brechkraft; und
  • - einer zweiten Linsengruppe negativer Brechkraft,
bei dem zur Brennweitenverstellung der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe änderbar ist,
wobei die erste Linsengruppe aus einer ersten Untergruppe 1a mit einer ersten Brechkraft und einer zweiten Untergruppe 1b mit einer zweiten Brechkraft besteht,
bei dem zumindest eine der ersten und zweiten Untergruppe eine verkittete Linse mit einer divergenten Kittfläche umfaßt, zumindest eine Linsenfläche der ersten Untergruppe 1a asphärisch ist und die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen (a1), (b1) und (c) erfüllt: (a1) -0,7<fS/f1a<0,3
(b1) 1,2<fS/f1b<2,3
(c) -1,7<fS/fc<0wobei fs: die Brennweite des Objektivs in der Weitwinkelstellung;
f1a: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f1b: die Brennweite der Untergruppe 1b;
fc: die Brennweite der Kittfläche in der ersten Linsengruppe ist und fc=rc/(Nr-Nf) gilt; und
wobei rc: der Krümmungsradius der Kittfläche;
Nr: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Bildseite der Kittfläche; und
Nf: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Gegenstandsseite der Kittfläche ist.
2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, daß die erste Untergruppe 1a ein einzelnes Linsenelement mit zumindest einer asphärischen Oberfläche umfaßt, wobei die zweite Untergruppe 1b eine verkittete Linse umfaßt, die eine sammelnde Linse und eine zerstreuende Linse umfaßt, und die eine positive Brechkraft und eine divergente Kittfläche besitzt, wobei die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen (a2), (b2) und (d) erfüllt: (a2) -0,7<fS/f1<0
(b2) 1,2<fS/f2-3<2,3
(d) -1,7<fS/fcb<0,3wobei f2-3: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fcb: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1b ist und fcb=rcb (N3-N2) gilt;
wobei rcb: der Krümmungsradius der Kittfläche;
N2: die Brechzahl für die d-Linie des zweiten Linsenelements; und
N3: die Brechzahl für die d-Linie des dritten Linsenelements ist.
3. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die erste Untergruppe 1a eine zerstreuende Linse und eine sammelnde Linse umfaßt, die miteinander verkittet sind, und zumindest eine asphärische Oberfläche besitzt, wobei die zweite Untergruppe 1b eine einzelne Linse mit großer positiver Brechkraft besitzt, wobei die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen (a3), (b3) und (e) erfüllt: (a3) -0,3<fS/f1-2<0,3
(b3) 1,2<fS/f3<2,3
(e) -0,7<fS/fca<0wobei f2-2: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f3: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fca: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1a ist und fca=rca/(N2-N1) gilt;
wobei rca: der Krümmungsradius der Kittfläche; und
N1: die Brechzahl für die d-Linie des ersten Linsenelements ist.
4. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Untergruppe 1a eine zerstreuende Linse und eine sammelnde Linse umfaßt, die miteinander verkittet sind, und zumindest eine asphärische Fläche aufweist, wobei die erste Untergruppe 1a ein Kittglied mit einer divergenten Kittfläche ist, wobei die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen (a4), (b4) und (f) erfüllt: (a4) -0,3<fS/f1-2<0,3
(b4) 1,2<fS/f3-4<2,3
(f) -1,7<fS/fcb<-0,3wobei f1-f2: die Brennweite der Untergruppe 1a;
f3-4: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fcb: die Brennweite der Kittfläche in Untergruppe 1b ist und fcb=rcb/(N4-N3) gilt;
wobei rcb: der Krümmungsradius der Kittfläche;
N3: die Brechzahl für die d-Linie des dritten Linsenelements; und
N4: die Brechzahl für die d-Linie des vierten Linsenelements ist.
5. Varioobjekt mit
  • - einer ersten Linsengruppe mit positiver Brechkraft; und
  • - einer zweiten Linsengruppe mit negativer Brechkraft,
bei dem zur Brennweitenverstellung der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe änderbar ist,
wobei die erste Linsengruppe umfaßt, eine erste Untergruppe 1a mit erster Brechkraft und eine zweite Untergruppe 1b mit zweiter Brechkraft, wobei die Linsenelemente der ersten Linsengruppe die folgende Bedingung (g) erfüllen: (g) -15<sF1<-0,3wobei SF1: der Formfaktor des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist und SF1=(r1+r2)/ (r1-r2) gilt;
wobei r1: der Krümmungsradius der ersten Fläche des ersten Linsenelements und
r2: der Krümmungsradius der zweiten Fläche des ersten Linsenelements ist.
6. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Oberfläche in der ersten Untergruppe die folgende Bedingung (h) erfüllt: (h) 34<νadabei ist νa: die Abbesche Zahl eines Linsenelements mit einer asphärischen Oberfläche der ersten Untergruppe 1a.
7. Varioobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zerstreuende Linsenelement der verkitteten Linse eine asphärische Linse umfaßt und die verkittete Linse die folgende Bedingung (i) erfüllt: (i) νb<34dabei ist νb: die Abbesche Zahl des negativen Linsenelements der verkitteten Linse der zweiten Untergruppe 1b.
8. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Oberfläche der ersten Untergruppe 1a der ersten Linsengruppe die folgende Bedingung (j) erfüllt: (j) 0<ΔV<Zdabei ist ΔV: die Summe der Änderungen der Koeffizienten der Verzeichnung dritter Ordnung aufgrund der asphärischen Fläche in der ersten Untergruppe 1a.
9. Varioobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Bedingung (k) erfüllt: (k) 0,1<d1/fS<0,3dabei ist d1: die Dicke des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe.
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