DE4300840B4

DE4300840B4 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE4300840B4
Application number: DE4300840A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ito; Tetsuya Sapporo Abe
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2013-01-15
Also published as: GB2263345B; DE4300840A1; GB2263345A; US5463499A; FR2686160A1; GB9300381D0; JPH05188293A; FR2686160B1

Abstract

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,
die erste Linsengruppe aus einer ersten Untergruppe und einer zweiten Untergruppe mit positiver Brechkraft besteht,
die erste Untergruppe mindestens eine asphärische Fläche hat,
eine der Untergruppen eine verkittete Linse bestehend aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und eine divergente Kittfläche hat,
die andere Untergruppe ein einzelnes Linsenelement oder eine verkittete Linse bestehend aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,7 < fS/f1a < 0,3 (a1) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –1,7 < fS/fc < 0 (c1)wobei
fS: die Brennweite des Objektivs in der Weitwinkelstellung;
f1a: die Brennweite der ersten Untergruppe;
f1b: die Brennweite der zweiten Untergruppe;
fc: die Brennweite der divergenten...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kleines Varioobjektiv für Kompaktkameras, das hinsichtlich seiner bildseitigen Schnittweite geringeren Beschränkungen 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 Linsengruppe 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 62-264019).
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-3-127008), und ferner eines, das aus weniger Linsenelementen mit einer Gesamtzahl von etwa zwei oder drei aufgebaut ist.
Jedoch weisen 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.

Aus der US-A-4 909 613 ist ein Varioobjektiv bekannt, das eine erste Linsengruppe positiver Brechkraft und eine zweite Linsengruppe negativer Brechkraft hat. Die erste Linsengruppe besteht aus einer ersten Untergruppe negativer Brechkraft und einer zweiten Untergruppe positiver Brechkraft. In der ersten Linsengruppe ist eine asphärische Linsenfläche vorgesehen. In der zweiten Untergruppe ist neben weiteren Linsenelementen eine verkittete Linse angeordnet, die aus einer positiven Linse und einer negativen Linse besteht und eine divergente Kittfläche hat. Zur Brennweitenverstellung wird der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe verändert.

Aus der US-A-5 000 549 ist ein Varioobjektiv mit einer ersten Linsengruppe positiver Brechkraft und einer zweiten Linsengruppe negativer Brechkraft bekannt. Auch bei diesem Varioobjektiv wird zur Brennweitenverstellung der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe verändert. Die erste Linsengruppe enthält eine erste und eine zweite Untergruppe. Die Brechkraft der zweiten Untergruppe ist positiv. Die zweite Untergruppe enthält neben einem weiteren Linsenelement eine verkittete Linse, die aus einer positiven Linse und einer negativen Linse besteht.

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 mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Varioobjektiv umfaßt die erste Linsengrupppe, 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): –0,7 < fS/f1a < 0,3 (a1) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –1,7 < fS/fc < 0 (c1)wobei

fs:: die Brennweite des Objektivs in der Weitwinkelstellung;
f1a:: die Brennweite der ersten Untergruppe 1a;
f1b:: die Brennweite der zweiten Untergruppe 1b;
fc:: die Brennweite der divergenten Kittfläche in der ersten Linsengruppe ist und fc = rc/(Nr – Nf) gilt; und

wobei

rc:: der Krümmungsradius der divergenten Kittfläche;
Nr:: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Bildseite der divergenten Kittfläche; und
Nf:: die Brechzahl für die d-Linie des Linsenelements auf der Gegenstandsseite der divergenten Kittfläche ist.

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

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

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

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

4 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 1 in der Telestellung;

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

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

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

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

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

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

11 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 3 in der mittleren Einstellung;

12 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 3 in der Telestellung;

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

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

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

16 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 4 in der Telestellung;

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

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

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

20 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 5 in der Telestellung;

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

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

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

24 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 6 in der Telestellung;

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

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

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

28 Darstellungen der Abberationskurven des Objektivs nach Beispiel 7 in der Telestellung;

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

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

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

32 Darstellungen der Abberationskurven 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 Linsenselemente 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 (a1) 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 Abberation 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 (c1) 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 (c1) nicht überschritten wird, sind die chromatischen Aberrationen unterkorrigiert.
Falls die zweite Untergruppe 1b aus einem Kittglied und die erste Untergruppe 1a aus einem einzelnen Linsenelement besteht, werden vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a2), (b1) und (c2) erfüllt: –0,7 < fS/f1a < 0 (a2) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –1,7 < fS/fc < –0,3 (c2)wobei

f1b:: die Brennweite der Untergruppe 1b; und
fc:: die Brennweite der Kittfläche in der zweiten Untergruppe 1b ist und fc = rc/(Nr – Nf) gilt;

rc:: der Krümmungsradius der divergenten Kittfläche;
Nf:: die Brechzahl für die d-Linie des zweiten Linsenelements; und
Nr:: die Brechzahl für die d-Linie des dritten Linsenelements ist.

Falls die erste Untergruppe 1a aus einem Kittglied und die zweite Untergruppe aus einem einzelnen Linsenelement besteht, werden vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a3), (b1) und (c3) erfüllt: –0,3 < fS/f1a < 0,3 (a3) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –0,7 < fS/fc < 0 (c3)wobei

f1a:: die Brennweite der ersten Untergruppe 1a;
f1b:: die Brennweite der zweiten Untergruppe 1b; und
fc:: die Brennweite der Kittfläche in der ersten Untergruppe 1a ist und fc = rc/(Nr – Nf) gilt;

rc:: der Krümmungsradius der Kittfläche; und
Nf:: die Brechzahl für die d-Linie des ersten Linsenelements; und
Nr:: die Brechzahe für die d-Linie des zweiten Linsenelements ist.

Falls die Untergruppen 1a und 1b jeweils aus einem Kittglied bestehen, werde vorzugsweise die folgenden Bedingungen (a3), (b1) und (c2) erfüllt: –0,3 < fS/f1a < 0,3 (a3) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –1,7 < fS/fc < –0,3 (c2)wobei

f1a:: die Brennweite der ersten Untergruppe 1a;
f1b:: die Brennweite der zweiten Untergruppe 1b; und
fc:: die Brennweite der Kittfläche in des zweiten Untergruppe 1b ist und fc = rc/(Nr – Nf) gilt;

Nf:: die Brechzahl für die d-Linie des dritten Linsenelements; und
Nr:: die Brechzahl für die d-Linie des vierten Linsenelements ist.

Die Kombinationen der Bedingungen (a2), (b1) und (c2), der Bedingungen (a3), (b1) und (c3) und der Bedingungen (a3), (b1) und (c2) bewirken dieselben Funktionen wie die Kombination der Bedingungen (a1), (b1) und (c1).
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 als Minus-Plus-Typ (–+, Retrofokustyp) mit kurzer Gesamtlänge, um ein größeres Bildfeld bei Einstellung kürzester Brennweite sicherzustellen.
Die erste Linse der ersten Linsengruppe erfüllt vorzugsweise die folgende Bedingung (d), die das Maß der Krümmung der Fläche, die dem Gegenstand zugewandt ist, festlegt: –15 < SF1 < –0,3 (d) wobei

SF1:: der Formfaktor des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist und SF1 = (r1 + r2)/(r1 – r2) gilt;

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 (d) 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 die erste 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: 34 < νa (e)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 (e) nicht erfüllt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird in entweder in der ersten Untergruppe 1a oder in der zweiten Untergruppe 1b oder in beiden Untergruppen ein Kittglied verwendet, wodurch der Achromatismus leicht auch ohne Verwendung eines optischen SF-Glases für die asphärische Linse realisiert wird.
Wenn ein Kittglied in der zweiten Untergruppe 1b verwendet wird, erfüllt das optische Glas für das negative Linsenelement in Untergruppe 1b vorzugsweise die folgende Bedingung (f): vb < 34 (f)wobei

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

Indem das negative Linsenelement in Untergruppe 1b aus einem optischen SF-Glas hergestellt wird, das Bedingung (f) 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 (g) erfüllten, die die asphärische Fläche in Untergruppe 1a betrifft: 0 < ΔV < 2 (g) 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 (g) 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 Bedingung (g) 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 Abberation dritter Ordnung aufgrund einer asphärischen Fläche erläutert. Deren Form kann allgemein durch folgende Gleichung (1) wiedergegeben werden:
dabei ist x der Abstand, um den 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 Substituieren 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 des Asphären-Koeffizienten ϕ dritter Ordnung kann wiedergegeben werden durch: ϕ = 8(N' – N)A4dabei 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 = hH3ϕdabei ist

I:: der Koeffizient der sphärischen Abberation;
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 (g) erfüllt, erfüllt das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die folgende zusätzliche Bedingung (h), die die Dicke des ersten Linsenelements betrifft: 0,1 < d1/fS < 0,3 (h)dabei ist

d1:: die Dicke des ersten Linsenselements der ersten Linsengruppe.

Bedingung (h) sollte insbesondere erfüllt werden, um ein größere 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 (h) 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 angegeben), 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
1 zeigt ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 1 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 1 wiedergegeben. 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; 3 zeigt eine Gruppe von Darstellungen der Aberrationskurven derselben Parameter in der mittleren Einstellung und 4 zeigt eine Gruppe von Darstellungen der Aberrationskurven derselben Parameter in der Teleeinstellung.
TABELLE 1
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 2 wiedergegeben.
TABELLE 2
BEISPIEL 2
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 6, 7 und 8 gezeigt.
TABELLE 3
Die Werte von FNr., f, fB, ω und d5 verändern sich bei der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 4 wiedergegeben.
TABELLE 4
BEISPIEL 3
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 10, 11 und 12 gezeigt.
TABELLE 5
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 6 wiedergegeben.
TABELLE 6
BEISPIEL 4
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 14, 15 und 16 gezeigt.
TABELLE 7
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 8 wiedergegeben.
TABELLE 8
BEISPIEL 5
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 18, 19 und 20 gezeigt.
TABELLE 9
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 10 wiedergegeben.
TABELLE 10
BEISPIEL 6
21 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 6 in der Weitwinkelstellung. Spezifische Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 11 angegeben. Die Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, der mittleren Stellung und der Telestellung sind in den 22, 23 und 24 gezeigt.
TABELLE 11
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 12 wiedergegeben.
TABELLE 12
BEISPIEL 7
25 ist ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs nach Beispiel 7 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 26, 27 und 28 gezeigt.
TABELLE 13
Die Werte von FNr., f, fb, ω und d5 verändern sich während der Brennweitenverstellung wie in folgender Tabelle 14 wiedergegeben.
TABELLE 14
BEISPIEL 8
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 30, 31 und 32 gezeigt.
TABELLE 15
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 (h) 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

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, die erste Linsengruppe aus einer ersten Untergruppe und einer zweiten Untergruppe mit positiver Brechkraft besteht, die erste Untergruppe mindestens eine asphärische Fläche hat, eine der Untergruppen eine verkittete Linse bestehend aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und eine divergente Kittfläche hat, die andere Untergruppe ein einzelnes Linsenelement oder eine verkittete Linse bestehend aus einer positiven Linse und einer negativen Linse ist und die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,7 < fS/f1a < 0,3 (a1) 1,2 < fS/f1b < 2,3 (b1) –1,7 < fS/fc < 0 (c1)wobei fS: die Brennweite des Objektivs in der Weitwinkelstellung; f1a: die Brennweite der ersten Untergruppe; f1b: die Brennweite der zweiten Untergruppe; fc: die Brennweite der divergenten Kittfläche ist und fc = rc/(Nr – Nf) gilt; rc: der Krümmungsradius der divergenten Kittfläche; Nf: die Brechzahl für die d-Linie auf der Gegenstandsseite der divergenten Kittfläche; und Nr: die Brechzahl für die d-Linie auf der Bildseite der divergenten Kittfläche ist.
Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Untergruppe das einzelne Linsenelement und die zweite Untergruppe die verkittete Linse mit der divergenten Kittfläche ist und daß die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,7 < fS/f1a < 0 (a2) –1,7 < fS/fc < –0,3 (c2)
Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Untergruppe die verkittete Linse mit der divergenten Kittfläche und die zweite Untergruppe das einzelne Linsenelement ist und daß die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,3 < fS/f1a < 0,3 (a3) –0,7 < fS/fc < 0 (c3)
Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Untergruppe die verkittete Linse und die zweite Untergruppe die verkittete Linse mit der divergenten Kittfläche ist und daß die erste Linsengruppe die folgenden Bedingungen erfüllt: –0,3 < fS/f1a < 0,3 (a3) –1,7 < fS/fc < –0,3 (c2)
Varioobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenelemente der ersten Linsengruppe die folgende Bedingung erfüllen: –15 < SF1 < –0,3 (d)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.
Varioobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Fläche in der ersten Untergruppe die folgende Bedingung erfüllt: 34 < νa (e)in der νa die Abbesche Zahl eines Linsenelements mit einer asphärischen Fläche der ersten Untergruppe ist.
Varioobjektiv nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Linse der verkitteten Linse der zweiten Untergruppe eine asphärische Linse ist und die verkittete Linse die folgende Bedingung erfüllt: νb < 34 (f)in der νb die Abbesche Zahl der negativen Linse ist.
Varioobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Bedingung erfüllt: 0,1 < d1/fS < 0,3 (h)in der d1 die Dicke des ersten Linsenelements der ersten Linsengruppe ist.