DE2750342C3 - Varioobjektiv - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind. Diese Objektive haben ein Brennweitenverhältnis von 1,67 zu 1,85 und einen Bildfeldwinkel von etwa 53° in der Weitwinkelstellung.

Für Objektive veränderbarer Brennweite für Stehbildkameras wird allgemein gefordert, daß die Größe des Objektivs in Bezug zur Größe des auf dem Film abgebildeten Bildes so klein als möglich sein soll. Verglichen mit Filmkameras oder Fernsehkameras müssen aber die Abbildungsfehler sehr genau kompensiert werden. Aus diesen Gründen hat sich bisher noch kein Varioobjektiv von kompakter Größe und hoher Leistung für Stehbildkameras in der Praxis durchsetzen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Varioobjektiv hoher Abbildungsleistung zu schaffen, das in Stehbildkameras Verwendung finden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Objektiv der eingangs genannten Art eine vordere Linsengruppe A, bestehend aus einer Negativmeniskuslinse L 1 mit objektseitig konvexer Fläche und einer Positivlinse L 3, deren Vorderfläche stärker gekrümmt ist und eine hintere Linsengruppe, bestehend aus einer Positivlinse L 4, deren Vorderfläche stärker gekrümmt ist, einer Positivmeniskuslinse L 5 mit konvexer Vorderfläche, einer Negativlinse L 6, deren Hinterfläche stärker gekrümmt ist und einer Positivlinse L 7 angeordnet ist. Die vordere und hintere Linsengruppe A und B können längs der optischen Achse gegeneinander verschoben werden, wobei sich die Brennweite des Objektivs ändert.

Wenn die Brennweite der vorderen Linsengruppe A mit fA bezeichnet wird, der Krümmungsradius der konkaven Fläche der Negativmeniskuslinse L 1 mit r 2, der Krümmungsradius der Vorderfläche der Positivlinse L 3 mit r 5, der Krümmungsradius der konvexen Fläche der Positivmeniskuslinse L 5 mit r 9, der der Krümmungsradius der Rückfläche der Negativlinse L 6 mit r 12 und die Abbesche Zahl der Positivlinse L 3 mit kleines Ny 3, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

1) -2,3 < fA < -1,5

2) 0,45 < r 2 < 0,65

3) 0,5 < r 5 < 1,0

4) 0,4 < r 9 < 0,6

5) 0,3 < r 12 < 0,55

6) kleines Ny 3 < 40

Die Bedeutung der vorstehenden Bedingungen soll nachstehend genauer erläutert werden.

Bedingung 1

Bei Einhalten dieser Bedingung wird die Baulänge des Objektivs bei Einstellung auf große Brennweiten so klein als möglich, wobei die hintere Schnittweite des Objektives bei Einstellung auf kleine Brennweiten so groß als möglich wird. Dafür muß der absolute Wert der Brennweite fA der vorderen Linsengruppe A so klein wie möglich sein. Wenn er jedoch zu klein ist, steigen die Abbildungsfehler stark an.

Bedingung 2

Mit dieser Bedingung wird die Koma und der Astigmatismus bei Einstellung auf kleine Brennweite korrigiert. Die Fläche r 2 beeinflußt beide Abbildungsfehler. Wenn r 2 eine obere Grenze überschreitet, wird der Astigmatismus nicht ausreichend korrigiert. Liegt r 2 unterhalb einer unteren Grenze, steigt die Koma an und wird die sphärische Aberration bei Einstellung auf große Brennweiten überkorrigiert.

Bedingung 3

Mit dieser Bedingung wird die sphärische Aberration bei Einstellung auf große Brennweiten korrigiert. Die zerstreuende Wirkung der konkaven Fläche der Negativmeniskuslinse L 1 bewirkt eine Überkorrektur der sphärischen Aberration. Die Vorderfläche r 5 der Positivlinse L 3 sollte daher so ausgebildet sein, daß die sphärische Aberration nicht vollständig korrigiert wird. Wenn r 5 eine obere Grenze übersteigt, wird eine Überkorrektur der sphärischen Aberration nicht verhindert, wenn r 5 unter eine untere Grenze fällt, wird die sphärische Aberration nicht ausreichend korrigiert.

Bedingung 4

Mit dieser Bedingung wird die sphärische Aberration korrigiert. Die Fläche r 9 beeinflußt die sphärische Aberration sehr stark, da die Strahlen, die durch das Objektiv gelangen, von der optischen Achse am weitesten entfernt sind, wenn sie die Fläche r 9 passieren. Wenn r 9 eine obere Grenze übersteigt, wird die sphärische Aberration überkorrigiert, wenn r 9 unter eine bestimmte untere Grenze fällt, ist die Korrektur der sphärischen Aberration ungenügend.

Bedingung 5

Mit dieser Bedingung wird der Astigmatismus und die Koma korrigiert. Zur Korrektur dieser Fehler zerstreut die Fläche r 12 die durch sie hindurchtretenden Lichtstrahlen. Wenn r 12 eine obere Grenze überschreitet, wird die Korrektur ungenügend, wenn r 12 unter eine bestimmte untere Grenze fällt, werden diese Bildfehler überkorrigiert.

Bedingung 6

Mit dieser Bedingung werden die chromatischen Abweichungen korrigiert. In einem Objektiv mit veränderlicher Brennweite muß jede Linsengruppe unabhängig von der anderen achromatisch sein. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv ist die vordere Linsengruppe A negativ. Um daher die vordere Linsengruppe A achromatisch zu machen, muß die Abbesche Zahl kleines Ny 3 der Positivlinse L 3 klein gemacht werden.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild eines ersten erfindungsgemäßen Objektivs veränderbarer Brennweite,

Fig. 2A, 2B und 2C sphärische Aberration und die Abweichung von der Sinus-Bedingung, den Astigmatismus und die Verzeichnung bei einem Objektiv nach Fig. 1, wobei die Brennweite 1,0 beträgt,

Fig. 3A, 3B und 3C Korrekturkurven ähnlich denen von Fig. 2A, 2B und 2C, wobei die Brennweite des Objektivs geändert ist,

Fig. 4, 7, 10 und 13 Schnittbilder durch weitere erfindungsgemäße Objektive,

Fig. 5A bis 5C, 8A bis 8C, 11A bis 11C und 14A bis 14C Korrekturkurven analog denen von Fig. 2A bis 2C, welche den Korrektionszustand der in den Fig. 4, 7, 10 und 13 gezeigten Objektiven darstellt, und

Fig. 6A bis 6C, 9A bis 9C, 12A bis 12C und 15A bis 15C Korrekturkurven analog denen von Fig. 3A bis 3C, welche den Korrektionszustand der Objektive zeigt, die in den Fig. 4, 7, 10 und 13 gezeigt sind.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind die Krümmungsradien der brechenden Flächen r, die in der Achse liegenden Luftabstände oder Linsendicken d, die Brechzahlen N für die d-Linie des Heliums und die Abbeschen Zahlen kleines Ny mit Indizes versehen, die von der Vorderseite zur Hinterseite durchnumeriert sind. Nur in der ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform fehlt eine zweite Linse, die mit L 2 bezeichnet werden müßte, entsprechend ist die zweite Linse von vorne mit L 3 bezeichnet und die Vorderfläche der zweiten Linse L 3 mit r 5. Die Dicke der Linse L 3 ist mit d 5 bezeichnet, usw.

Der Aufbau des ersten erfindungsgemäßen Objektivs ist der gleiche wie er vorstehend allgemein beschrieben wurde. Das zweite bis fünfte erfindungsgemäße Objektiv unterscheidet sich von dem ersten dahingehend, daß die vordere Linsengruppe A zwischen der Negativmeniskuslinse L 1 und der Positivlinse L 3 eine Negativlinse L 2 aufweist. Bei diesen Objektiven sind die Flächen und Luftabstände oder Linsendicken aufeinanderfolgend durchnumeriert.

In den nachfolgend beschriebenen Objektiven sind die Brennweite f, die hintere Schnittweite l, die Blendenzahl FN und der Bildfeldwinkel 2 W des Objektivs mit dem Index >>W<< bei Einstellung auf kürzeste Brennweite und mit dem Index >>T<< bei Einstellung auf die größte Brennweite bezeichnet.

Ein erstes erfindungsgemäßes Objektiv ist in Fig. 1 dargestellt, die Korrekturkurven in den Fig. 2A bis 2C und 3A bis 3C dargestellt. Die Konstruktionsdaten dieses Objektivs sind in Tabelle I dargestellt.

Tabelle I

Ein zweites erfindungsgemäßes Objektiv ist in Fig. 4 dargestellt, die Korrekturkurven dieses Objektivs sind in den Fig. 5A bis 5C und 6A bis 6C gezeigt. Die Konstruktionsdaten sind in Tabelle II dargestellt.

Tabelle II

Fortsetzung

Ein drittes erfindungsgemäßes Objektiv ist in Fig. 7 gezeigt, die Korrekturkurven dieses Objektivs sind in der Fig. 8A bis 8C und 9A bis 9C gezeigt. Die Konstruktionsdaten sind in Tabelle III dargestellt.

Tabelle III

Ein viertes erfindungsgemäßes Objektiv ist in Fig. 10 gezeigt, die Korrekturkurven dieses Objektivs sind in den Fig. 11A bis 11C und 12A bis 12C gezeigt. Die Konstruktionsdaten sind in Tabelle IV dargestellt.

Tabelle IV

Ein fünftes erfindungsgemäßes Objektiv ist in Fig. 13 gezeigt, die Korrekturkurven dieses Objektivs sind in den Fig. 14A bis 14C und 15A bis 15 C gezeigt. Die Konstruktionsdaten sind in Tabelle V dargestellt.

Tabelle V

Fortsetzung

Mit der Erfindung wird ein Varioobjektiv mit kleiner Gesamtlänge, Baulänge und bildseitige Schnittweite geschaffen. Wenn beispielsweise das erste erfindungsgemäße Objektiv in einer Kamera vom Filmformat 24 x 36 mm benutzt wird, kann die Brennweite des Objektivs von 44,3 bis 73,8 mm verändert werden, wobei die Gesamtlänge des Objektivs gemessen von der Frontfläche des Objektivs bis zur Bildebene bei Einstellung auf die größte Brennweite nur 93,7 mm beträgt.

Claims (5)

1. Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10 % und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

dabei sind die Brennweite >f<, die hintere Schnittweite >l<, die Blendenzahl >FN< und der Bildfeldwinkel >2 W< des Objektivs bei Einstellung auf kürzeste Brennweite mit dem Index W und bei Einstellung auf die größte Brennweite mit dem Index T bezeichnet.

bezeichnet.

2. Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10 % und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

dabei sind die Brennweite >f<, die hintere Schnittweite >l<, die Blendenzahl >FN< und der Bildfeldwinkel >2 W< des Objektivs bei Einstellung auf kürzeste Brennweite mit dem Index W und bei Einstellung auf die größte Brennweite mit dem Index T bezeichnet.

3. Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10 % und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

dabei sind die Brennweite >f<, die hintere Schnittweite >l<, die Blendenzahl >FN< und der Bildfeldwinkel >2 W< des Objektivs bei Einstellung auf kürzeste Brennweite mit dem Index W und bei Einstellung auf die größte Brennweite mit dem Index T bezeichnet.

4. Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe, bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10 % und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

dabei sind die Brennweite >f<, die hintere Schnittweite >l<, die Blendenzahl >FN< und der Bildfeldwinkel >2 W< des Objektivs bei Einstellung auf kürzeste Brennweite mit dem Index W und bei Einstellung auf die größte Brennweite mit dem Index T bezeichnet.

5. Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe, die eine objektseitig konvexe negative Meniskuslinse sowie eine positive Linse aufweist, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche und mit einer hinteren Linsengruppe bestehend aus einer positiven Linse, deren objektseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die bildseitige Fläche, einer objektseitig konvexen positiven Meniskuslinse, einer negativen Linse, deren bildseitige Fläche stärker gekrümmt ist als die objektseitige Fläche, wobei die Linsengruppen zur Brennweitenänderung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß seine Konstruktionsdaten den nachfolgend angegebenen Konstruktionsdaten insofern entsprechen, als die Flächenteilkoeffizienten nach Seidel von den entsprechenden Seidel-Koeffizienten um nicht mehr als etwa 10 % und die Summen der Seidel-Koeffizienten von den entsprechenden Summen um größenordnungsmäßig höchstens 1 % abweichen:

dabei sind die Brennweite >f<, die hintere Schnittweite >l<, die Blendenzahl >FN< und der Bildfeldwinkel >2 W< des Objektivs bei Einstellung auf kürzeste Brennweite mit dem Index W und bei Einstellung auf die größte Brennweite mit dem Index T bezeichnet.