DE1927944C3 - Fotografisches Objektiv mit stetig veränderbarer Brennweite für eine 35mm' Stehbildkamera - Google Patents

Description

35,992 2,246 45,122

50,991 16,246 28,854

100,000 42,246 0,903

Die Brennweiten der ersten bis dritten Linsenkomponenten sind:

Λ = 126,000 -/₂ = -40,000 /₃ = 36,364

4,194
6,462
8,413

Die Erfindung betrifft ein fotografisches Objektiv mit stetig veränderbarer Brennweite zwischen 35 und 100 mm für eine 35-mm-Stehbildkamera, bestehend aus vier Linsengruppen, von denen — vom Objekt her gesehen — die ersten drei Linsengruppen zusammen ein veränderbares Vergrößerungssystem bilden und die erste Linscsigruppe eine positive, die zweite eine negative und die dritte eine positive Hrechkraft besitzt, während die vierte Linsengruppe ein Übertragungssystem mit positiver Brechkraft ist, wobei zum Verändern der Brennweite die zweite Linsengruppe linear und zur Konstanthaltung der Bildlage die dritte Linsen-

gruppe nichtlinear längs der optischen Achse ver- jektiv mit einer Brennweite von 105 bis 300 mm in ein

schiebbar ist. Zoom-Objektiv mit einer Brennweite von 35 bis

Fotografische Objektive dieser Art werden als Weit- 100 mm unter Verwendung desselben veränderbaren

winkel-Zoom-Objektive bzw. als Weitwinkcl-Gummi- Vergrößerungssystems, jedoch mit einem anderen

linsen bezeichnet. Man kennt derartige Objektive so- 5 Übertragungssystem abgeändert werden soll, beträgt

wohl für Filmkameras als auch für Stehbildkameras. die an den beiden äußersten Enden des veränderbaren

Für 8-mm- oder 16-mm-Filmkameras bekannte Ob- Vergrößerungsbereiches gemessene Änderung der Ver-

jektive mit stetig veränderbarer Brennweite sind für zeichnung das (-—■■)' = Neunfache der Änderung der

35-mm-Stehbildkameras nicht verwendbar, weil eine Verzeichnung bei dem ursprünglichen Zoom-Objektiv

entsprechende Ausbildung der Objektive eine zu starke 10 unter Berücksichtigung der Aberrationen dritter Ord-

Vergrößerung der Bildfehler bewirken würde. nung. Zeigt das ursprüngliche Zoom-Objektiv eine

Bekannte Objektive mit stetig veränderbarer Brenn- Veränderung von 4% der Verzeichnung, so würde die

weite für Stehbildkameras sind so ausgebildet, daß sie Verzeichnungsänderung des Weitwinkelsystems 36 %

am einen Ende des variablen Brennweitenbereiches als betragen.

Weitwinkel-Objektiv wirken, während der zu erreichen- 15 Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, vermeidet de Bildfeldwinkel klein ist. Die Aberrationskorrektur die Erfindung die Vergrößerung der vorderen Linsen solcher bekannten Objektive ist gegenüber austausch- durch die Anordnung von vier Linsenkompcnenten baren Objektiven mit vergleichbaren Brennweiten un- und durch Berücksichtigung der Bedingungen (I), wobefriedigend. Außerdem sind die Abmessungen der- durch außerdem eine konpakte Konstruktion des Obartiger Objektive zu groß, um sie für Handkameras, ao jektivs möglich wird. Die Korrektur der Änderung der mit denen auch ohne Stativ fotografiert werden soll, Verzeichnung wird durch die Bedingungen (11) erverwenden zu können. Die Aufgabe der Erfindung be- reicht, während die Bedingungen (111) für die Korreksteht darin, ein kompaktes fotografisches Objektiv mit tür der Änderung der Aberrationen dritter Ordnung stetig veränderbarer Brennweite zwischen 35 und bei veränderbarer Vergrößerung und auch zur Verrin-100 mm für 35-mm-Stehbildkameras zu schaffen, bei 25 gerung von Aberrationen höherer Ordnung, die durch dem ein optimaler Fehlerkompromiß erreicht wird, so den Wunsch nach einem weiten Blickfeld und einer daß dieses Objektiv mit bekannten austauschbaren kompakten Bauweise entstehen, sorgen bzw., in an-Objektiven entsprechender Brennweiten vergleichbare deren Worten, dafür sorgen, daß die verschiedenen Ergebnisse liefert. Aberrationen ausgeglichen werden.

Diese Aufgabe wird durch ein fotografisches Ob- 30 Um eine Vergrößerung des Durchmessers der vorjektiv der eingangs genannten Art gelöst, das die im dersten Linsen zu vermeiden, ist es wichtig, eine AnKennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Rah- Ordnung zu verwenden, die so einfach wie möglich menbedingungen erfüllt. Bei einem derartigen Ob- unter Berücksichtigung der erforderlichen Korrekturen jektiv erzielt man einen optimalen Fehlerkompromiß ist, wodurch der Abstand von der ersten Oberfläche bei gleichzeitig kompakter Bauweise, so daß dieses 35 des Objektivs zur Lage der Blende verringert wird. Eine Objektiv für Stehbildkameras und insbesondere für einfache Anordnung für diesen Zweck wäre ein Zoom-Kameras, mit denen man ohne Stativ aus der Hand Objektiv mit einem veränderbaren Vergrößerungsfotografieren kann, geeignet ist. system, das zwei Linsengruppen enthält, entweder eine

Es ergeben sich zwei Hauptschwierigkeiten bei dem positive und eine negative oder eine negative und eine

Versuch, ein Weitwinkel-Zoom-Objektiv herzustellen. 40 positive Linsengruppe. Die Linsengruppe, die dem

Eine Schwierigkeit besteht darin, daß der Durch- Objekt näher liegt, wird linear bewegt, ur-.d die dadurch

messer der vordersten Linsen vergrößert werden entstehende Verschiebung der Lage des von dieser

müßte, wenn der Blickfeldwinkel vergrößert werden Linsengruppe erzeugten Bildes wird durch eine kleine

soll, weil die dem Rand des Blickfeldes entsprechenden Bewegung der hinteren Linsengruppe kompensiert. Die

Lichtstrahlen durch die bewegbare Linsengruppe ohne 45 Gesamtlänge ist am kleinsten bei minimaler Brenn-

Vignettierung hindurchtreten können müssen. Ein Ver- weite bei der erstgenannten Anordnung. Wenn man

größern des Durchmessers der vordersten Linse des versucht, ein kompaktes Objektiv mit einer positiven

Objektivs steht jedoch dem Wunsch entgegen, ein und einer darauf folgenden negativen Linsengruppe zu

kompaktes, d. h. möglichst kleines Objektiv zu er- bauen, wird die Korrektur der Bildfeldkrümmung bei

halten, das zum Fotografieren in der Hand, d. h. ohne 50 kurzen Brennweiten verglichen mit der Korrektur bei

Stativ, gehalten werden kann. Dieses Problem ist bc- langen Brennweiten unbefriedigend sein. Außerdem

sonders schwerwiegend, wenn ein Brennweitenverhält- wird das Verhältnis der Vergrößerungsänderung für

nis in der Größenordnung von 3 bis 4, wie bei der vor- eine bestimmte Verschiebung der vorderen Linsen auf

liegenden Erfindung vorgesehen, gewünscht wird, weil einen verhältnismäßig geringen Wert begrenzt

für ein größeres Brennweitenverhältnis die allgemeine 55 sein.

Anordnung eine größere Konstruktion bedingt, wäh- Demnach kann ein Brennweitenverhältnis, wie ge-

rend für ein geringeres Brennweitenverhältnis die maß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, nicht

Größe der Bewegung der bewegbaren Linsen verrin- ohne Vergrößern des Durchmessers der vordersten

gert und der Durchmesser der vordersten Linsen ver- Linsen erzielt werden. Dies gilt auch, wenn die letztkleinert werden kann, wobei es verhältnismäßig einfach 60 genannte Anordnung von zwei Linsenkomponenten

ist, für ein kleines Brennweitenverhältnis die erforder- gewählt wird, d. h.. wenn zunächst eine negative und

liehe Korrektur der Aberration zu erzielen. dann eine positive Linsenkomponente angeordnet

Die andere Schwierigkeit betrifft eine zunehmende wird, obwohl die Gesamtgröße, der Linsendurch-

Veränderung der Verzeichnung über einen veränder- messer an der Vorderseite des Objektivs und die Korbaren Vergrößerungsbereich mit der Zunahme des 65 rektur der Aberrationen in befriedigender Weise inner-

Blickfeldwinkels. Es ist bekannt, daß die Korrektur halb vernünftiger Grenzen bei einem Brennweiten-

zum Ausgleich dieser Veränderung der Verzeichnung verhältnis bis zu etwa 2 gehalten werden können. Eine

sehr schwierig ist. Wenn beispielsweise ein Zoom-Ob- befriedigende Lösung der Probleme für Brennweiten-

7 8

Verhältnisse von 3 und größer kann mit einer derartigen aufrechterhalten. Wenn die obere Grenze überschritten

Vorrichtung nicht erzielt werden. wird, vergrößert sich das Ausmaß der Bewegung der

Eine andere Möglichkeit wäre ein veränderbares dritten Linsenkomponente, während unterhalb der Vergrößerungssystem, welches drei Linsenkomponen- unteren Grenze die Korrektur der Änderungen der ten enthält. Es sind einige Weitwinkel-Zoom-Objektive 5 durch die dritte Linsenkomponente bei sich ändernder bekannt, die drei Linsenkomponenten für das gesamte Vergrößerung erzeugten Aberrationen größerer Ord-System enthalten, so daß das Objektiv kein Ubertra- nung äußerst schwierig wird, wozu noch eine extreme gungssystem besitzt. Derartige bekannte Objektive Arbeitsgenauigkeit notwendig wird.
haben jedoch einen Bildfeldwinkel von kleiner als 56° Das zweite obengenannte Problem, d. h. das Pro- und können nur für 35-mm-Kameras mit einer Brenn- io blem der größeren Änderung der Verzeichnung über weite von über 40 mm verwendet werden. Ein Bild- den Bereich der veränderbaren Vergrößerung mit der fcldwinkel über 60° kann mit einem Drei-Linsensystem Erhöhung des Bildfeldwinkels wird gemäß der Erfinwegen der extremen Schwierigkeit zur Korrektur der dung durch Anwendung einer dicken Linsenanordnung in dem veränderbaren Vergrößerungssystem auftreten- in der zweiten Linsenkomponente gelöst, indem man den Änderungen der Aberrationen nicht erzielt werden, 15 eine positive Linsengruppe, d. h. eine Linsengruppe weil die entsprechenden Linsenkomponenten eine ver- mit einer Brechkraft mit entgegengesetztem Vergrößerte Brechkraft proportional zur Zunahme des zeichen wie die Brechkraft der gesamten zweiten Lin-Bildfeldwinkels besitzen müssen. Auch müßte die senkomponente, in einer verhältnismäßig großen EntKorrektur der Restaberrationen von den drei Linsen- fcrnung von den negativen Linsengruppen der zweiten komponenten vorgenommen werden, was die Korrek- ao Linsenkomponente anordnet. Die meisten bekannten tür noch schwieriger macht. Zoom-Objektive verwenden grundsätzlich im wesent-

Daher besitzt das Zoom-Objektiv gemäß der vorlie- liehen dünne Linsenkomponenten, wobei jede Linsengenden Erfindung ein veränderbares Vergrößerungs- komponente zwei oder drei Linsengruppen mit demsystem mit drei Linsenkomponenten und ein Übertra- selben Vorzeichen wie das Vorzeichen der Brechkraft gungssystem, das eine einzige Linsenkomponente auf- 25 der entsprechenden Linsenkomponente aufweist und weist. wobei die einzelnen Linsengruppen so dicht wie mög-

Es wäre wünschenswert, für die einem zu betrachten- lieh aneinanderliegen. Es wurde jedoch gefunden, daß

den oder zu fotografierenden Objekt am nächsten lie- derart ausgebildete dünne Linsenkomponenten nicht

gende Linsenkomponente eine negative Linsenkompo- für alle Linsenkomponenten verwendet werden können,

nente vorzusehen, um ein Weitwinkel-Zoom-Objektiv 30 die das variable Vergrößerungssystem eines kompakten

zu schaffen. Hierdurch wird jedoch die Einfallhöhe der Weitwinkel-Objektivs gemäß der vorliegenden Erfin-

Lichtstrahlen auf die zweite Linsenkomponente, welche dung bilden. Daher muß wenigstens eine der ersten bis

hauptsächlich zur Vergrößerungsveränderung beiträgt, dritten Linsenkomponenten, welche das veränderbare

vergrößert, wodurch die Aberrationen ebenfalls ver- Vergrößerungssystem bilden, eine dicke Linsenanord-

größert werden, so daß weitere Schwierigkeiten ent- 35 nung mit einer Linsengruppe, die eine Brechkraft mit

stehen. Außerdem ist das hierbei erzielbare Verhältnis umgekehrtem Vorzeichen wie die Brechkraft der ge-

der Vergrößerungsveränderung für eine bestimmte Be- samten Linsenkomponente aufweist, sein. Wegen der

wegung der zweiten Linsenkomponente geringer, als Bedingung 0,8 f_z < f₃ < 1,2 /₂ muß die Bewegung

wenn die erste Linsenkomponente positiv ist. Daher der dritten Linsenkomponente sehr viel kleiner als die

wird gemäß der Erfindung die dem zu betrachtenden 4u Bewegungen der zweiten Linsenkomponente sein, so

oder zu fotografierenden Objekt am nächsten liegende daß ihr Beitrag zur Korrektur der Variation der Aber-

Linsenkomponente positiv gewählt, während die zweite rationen bei Veränderung der Vergrößerung entspre-

und die dritte Linsenkomponente negativ bzw. positiv chend gering ist. Man sieht also, daß die Verwendung

sind, um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen und einer dicken Linsenanordnung für die dritte Linsen-

die Aberrationen entsprechend den bestehenden Be- 45 komponente wenig wirksam wäre und nicht vorteilhaft

dingungen korrigieren zu können. ist, um ein Weitwinkel-Zoom-Obiekti\ mit kompakter

Die durch die Ungleichung 0,5 /_s < /₂ < 1,5 f_s in Bauweise zu schaffen.

der Bedingung (I) definierten Grenzen sind für ein Die zweite Linsenkomponente ist gemäß der Erfin-Weitwinkel-Zoom-Objektiv grundlegend. Oberhalb der dung eine dicke Linsenkomponente, weil die größere oberen Grenze wird die Korrektur der Aberrationen 50 Brechkrafi derselben und ihr längerer Bewegungsweg, erleichtert, jedoch ist eine große Bauweise erforderlich, der hauptsächlich zur Veränderung der Vergrößerung so daß andere Randbedingungen der Erfindung nicht beiträgt, für die beabsichtigten Zwecke äußerst vorteilmehr erfüllt sind. Die untere Grenze ist wesentlich, haft sind. Tatsächlich wurde gefunden, daß es möglict wenn man einen Bildfcldwinkel über 60° unter Berück- ist, die Änderung der Verzeichnung durch Verwendunj sichtigung der Bedingungen (II) und (III) erzielen will. 55 einer dicken Linsenanordnung nur für die zweite Lin Die Ungleichung 2,0 /₂ < /, < 4,0 /. muß zusammen senkomponente zu korrigieren, wenn die zweite Linsen mit der obengenannten ersten Ungleichung berück- komponente negativ ist und an ihrem hintersten Endi sichtigt werden, um ein kompaktes Zoom-Objektiv mit in einem verhältnismäßig großen Abstand von der vor einem Brennweitenverhältnis in der Größenordnung dersten Linsengruppe dieser Linsenkomponente eim von 3 und größer zu erhalten. Oberhalb oder unterhalb 60 positive Linsengruppe aufweist. In Übereinstimmuni der angegebenen Grenzen kann das gewünschte Brenn- mit der Bedingung (II) wird die zweite Linsenkompo Weitenverhältnis nicht erzielt werden, oder die Kon- nente in mehr als eine negative Linssngruppe und ein struktion wird zu schwer und groß. Durch die dritte positive Linsengruppe aufgeteilt, wobei letztere ii Ungleichung 0,8 /₂ < /₃ < 1,2 /₂ in der Bedingung (I) einem verhältnismäßig großen Abstand von den nega wird für eine bestimmte Gesamtlänge der Bewegung 65 tiven Linsengruppen angeordnet ist. Dies erleichtei der zweiten und dritten Linsenkomponenten bei mini- zusätzlich zu der Möglichkeit der Korrektur Änderun maler Bewegung der dritten Linsenkomponente ein der Verzeichnung die Korrektur der Aberratione Brennweitenverhältnis, das so groß wie möglich ist, dritter Ordnung für unterschiedliche Vergrößerunge

und dient außerdem dazu, das Auftreten von Aberra- begrenzt ist, wodurch ihr Beitrag zur Korrektur dei

turnen höherer Ordnung auf einem Minimum zu halten. Änderungen der Aberrationen klein ist. Wenn die Be·

Die Ungleichung 0,07 /, < / < 0,27 /, für den axialen dingungen (I) und (II) zum Korrigieren der Verände-

Abstand zwischen der positiven und den negativen rung der Aberrationen dritter Ordnung zwischen der

Linsengruppen ist eine wichüge Bedingung, um die 5 beiden Extremwerten der Brennweite angewendet wer-

Änderung der Verzeichnung bei unterschiedlichen Ver- den, müssen die Brechkraft Φ, bzw. Φ, der Kittflächer

großerungen auf einem Minimum zu halten. Für die in der ersten bzw. zweiten Linsenkomponente den fol-

Korrektur der Änderung der Verzeichnung ,st ein genden Ungleichungen genügen, welche ihre unterer

hoher Wert fur / vorzuziehen, jedoch ist dieser Wert Grenzen bestimmen ■

mit Rücksicht auf Nachteile für eine kompakte Ob- io

jektivbauweise begrenzt, die oberhalb der oberen 0,05 0,01

Grenze auftreten können. Außerdem ist der Wert / , < — Φ_χ und —'— < Φ,.

wegen unterkorrigierter sphärischer Aberration dritter ^²
Ordnung nach oben begrenzt, die stark bei größeren

der Verzeichnung ab, und die Verzeichnungsänderung wird ' ^bestimmende Ungleichung erfulll kann nur auf Kosten einer Zunahme unterkorrigierter
sphärischer Aberration dritter Ordnung bei kleineren — Φ <
Brennweiten verringert werden. Die durch die Un- 20 '
gleichung 2,0 /_g < f_iv < 3,0 /₂ gebildete Bedingung
unterstützt sehr wirkungsvoll die Wirkung der Un- ^{Ist e}f^{ne gute} Korrektur gegeben, um einen im Randgjeichung 0,07 /₂ < / < 0,27 /₂ bei der Korrektur der freien des Bildfeldes auftretenden Asymmetriefehler Änderung der Verzeichnung. Oberhalb der oberen ^uberzukorrigieren, der insbesondere ' bei größeren Grenze ist die Korrektur der Verzeichnungsänderung 25 ^Brennweiten festgestellt wird. Wenn die zur zweiten verringert, und unterhalb der unteren Grenze nimmt ^Llnsenkomponente gehörende Kittfläche gegenüber hauptsächlich die sphärische Aberration höherer Ord- ^em Objekt konkav ist und der Wert für Φ₂ die durch nung zu, insbesondere bei größeren Brennweiten. Die ^{die Un}ßleichung
Bedingung 0,5 /₂ < r_2P < 1,5 /₂ für den Krümmungsradius der vordersten Oberfläche der positiven Linsen- 30 Φ₂ < '
gruppe ist für die Korrektur der Änderung der Ver- /₂
zeichnung unter den durch die vorgenannten Ungleichungen bestimmten Bedingungen notwendig. Die definierte obere Grenzbedingung erfüllt, wird die obere Grenze ist gesetzt, um mit dem System eine wirk- Krümmung des Bildfeldes in seinem Randbereich, same Korrektur der Verzeichnung durchführen zu 35 ^welche andernfalls leicht unterkorrigiert sein wird, bekönnen, während — wenn die untere Grenze über- ^fr>eriigend korrigiert. Um Aberrationen in einem Zwischritten wird — eine Zunahme der unterkorrigierten schenbereich der veränderbaren Brennweite gut zu korsphärischen Aberration höherer Ordnung zunimmt und "gieren, muß die dritte Ungleichung unter (3II)
bei einem kleineren Bildfeldwinkel durch die oberen

Strahlen bedeutendes Streulicht durch den Asymme- ₄₀ °'°⁵ _< _ _φ 0,20

triefehler erzeugt wird. / ^{3 <} ~~Z

Wenn die obengenannten Bedingungen (II) erfüllt

sind, kann die Änderung der Verzeichnung korrigiert zusammen mit den Bedingungen (I) und (II) und den

werden, jedoch erzeugen beide Bedingungen (I) und obengenannten Ungleichungen für Φ₁ und Φ₂ erfüllt

(II) Aberrationen verschieden hoher Ordnung. Ohne 45 Ψ^Ώ- ^Unter der unteren Grenze wird di- Korrektur der

genaue Korrektur der Änderungen der Aberrationen Änderungen der Aberrationen dritter Ordnung bei

höherer Ordnung, die bei Veränderung der Vergröße- mittleren Brennweiten unmöglich

rung auftritt, ist es unmöglich, ein Weitwinkel-Zoom- ^Die Aberrationen werden besser korrigiert wenn die

Objektiv hoher Qualität, wie gemäß der vorliegenden folgenden zusätzlichen Bedingungen erfüllt sind ·

Erfindung vorgesehen, zu schaffen. Grundsätzlich be- 50 <^IV) ^D>e Vorderseite aller negativen Linsengruppen

sitzt die zweite Linsenkomponente, um Aberrationen ^der zweiten Linsenkomponente ist gegenüber dem

höherer Ordnung und die Änderungen der Aberratio- Objekt konvex, wobei der Krümmungsradius dieser

nen dritter Ordnung bei Veränderung der Vergröße- Jeweiligen Vorderseite r_2F die folgende Bedingung er-

rung auf einem Minimum zu halten, eine negative ^ut
Brechkraft und ist in drei oder mehr Linsengruppen 55

aufgeteilt, während die erste und dritte Linsenkompo- ⁷ Λ < |r_iF\ < 00 ,
nente jeweils eine positive Brechkraft aufweist und jeweils zwei oder mehr Linsengruppen enthält. Jede ^unc*

Linsenkomponente sollte in wenigstens einer ihrer W wenn man die Brechungsindizes und Abbeschen

Linsengruppen eine Kittfläche aufweisen, und die Kitt- 60 ^Zahlen über die entsprechende gekittete Fläche der

fläche sollte eine Brechkraft mit entgegengesetztem ^{ersten b}'s dritten Linsenkomponenten C C, und C₈

Vorzeichen wie die gesamte Linsenkomponente, zu der mit π η' nnH „ » u · ι.

sie gehört, besitzen. Die Korrektur der Änderungen g^ng^n erfütlt se'in ' ^S° ^" ^f°^{lgCnde B}
der Aberrationen muß hauptsächlich von der ersten

und zweiten Linsenkomponente durchgeführt werden, 65 *^ur Q und C₂
da — wie oben erwähnt — die Bewegung der dritten

Linsenkomponente zwischen ihren beiden Extrem- 0,05 < η — η' < 0 20

Stellingen durch die Ungleichung 0,8 f_t < /, < 1,2/, 15 < v' - _v < 40

und für C₃ bei gegenüber dem Objekt konkaver gekitteter Fläche

0,05 < n' - /i < 0,20
15 < ν - v' < 40

und wenn die gekittete Fläche gegenüber dem Objekt konvex ist

0,05 < η - η' < 0,20
15 < ν' - ν <40.

Die unter (IV) angegebene Bedingung

7 /s <

15

trägt zusätzlich zur Verringerung der Veränderung der Verzeichnung über den Vergrößerungsbereich zusammen mit der Bedingung (II) bei. Wenn es ausreichend wäre, nur die Verzeichnung zu korrigieren, wäre es vorteilhaft, einen kleineren Wert für r₂r zu haben. Dies führt jedoch zu einem großen Änderungsbereich der sphärischen Aberration, des Asymmci ■ iefehlers und des Astigmatismus bei sich ändernder Vergrößerung.

Wenn die Bedingungen (V) erfüllt sind, werden sowohl die axiale als auch die seitliche chromatische Aberration über den gesamten veränderbaren Vergrößerungsbereich gut korrigiert. Die Bedingungen bezüglich der Brechungsindizes bewirken eine Verringerung der Verii Jerung der Aberrationen dritter und höherer Ordnung über sich ändernde Vergrößerungen, wenn andere Bedingungen erfüllt sind.

Auf diese Weise kann man gemäß der Erfindung ein Zoom-Objektiv hoher Qualität für eine Standkamera und auch für eine Handkamera herstellen, das einen 3s großen Bildfeldwinkel bis zu 62° aufweist und das von einem Weitwinkelbereich bis zu größeren Brennweiten gleichmäßig gut arbeitet und trotzdem eine kompakte Bauweise besitzen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für ein Weitwinkcl-Zoom-Objektiv gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 das optische System des Zoom-Objektivs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 die sphärische Aberration des Objektivs gemäß F i g. 1 bei unterschiedlichen Brennweiten,

F i g. 3 den Astigmatismus bei unterschiedlichen Brennweiten,

F i g. 4 die Verzeichnung bei unterschiedlichen Brennweiten und

F i g. 5 die seitlichen Aberrationen einschließlich der chromatischen Aberration bei unterschiedlichen Brennweiten.

In der nachfolgenden Tabelle sind die optischen Werte des in F i g. 1 dargestellten Zoom-Objektivs angegeben, wobei die Numerierung vom dem zu betrachtenden oder zu fotografierenden Objekt zugewandten vorderen Ende des Objektivs ausgeht und

r„ r₂ ..

Ci₁, J₂ . . /I₁, H₂ . .

V₁, V₂ . .

. r₂₅ die Krümmungsradien aufeinanderfolgender Linsenflächen,

. chi den axialen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Flächen,

. n₁₅ die Brechungsindizes für die i/-Linie des Glasmaterials, aus dem die aufeinanderfolgenden einzelnen Linsen hergestelll sind, und

. v₁₅ die Abbeschen Zahlen des Glasmaterials der einzelnen aufeinanderfolgender Linsen bezeichnen:

»Ίο =

Γ,ι =

^rl3 =

/ = 35,99	~ 100,00	mm	n2	= 1,80518
266,00
	rfi =	= 2,8		= 1,64000
104,50			"3
	d2 -	= 7,4
	d3 =	= 0,1		= 1,62041
64,25
	rf« -	= 6,5	«4
191.282
	rf» =	= variabel	«5	= 1,80518
501,01
	Q^ -	= 3,7		= 1,67003
-144,785
		= 1,5	"β
26,326
	ds =	= 6,8		= 1,62041
470,07
	d» -	= 1,5	«7
46,610
	d\o =	= 5,5		= 1,80518
39,703
	dn -	= 3,0	Π8
69,777
	d\2 -	= variabel		= 1,62041
70,000
	du =	= 3,0	ηβ
-86,560
	du --	= 0.1		= 1,64000
41,610
	rf,.=	= 5,0

Fl: 2,8

V₁ =25,5

v₂ = 60,2

V₃ = 60,3

v₄ = 25,5

v₅ =47,2

V₆ = 60,3

v, = 25,5

v₈ = 60,3

v, = 60,2

•J 5'-	(Fortsetzung vorstehender Tabelle)	d» =	d>	0,9	n10 = 1,80518	ν — 25 5
% i-	rlc = -54,00		2,246
S		d\i =	16,246	variabel
f	r1? = 876,482		42,246
		rf» =		1,0	/I11 = 1,69680	Vn = 55,6
	r18 = -64,08
		rfi.=	5,8	n12 = 1,71726	v12 = 29,5
	rls = 24,08
		^20 =	5,0
	rM = 38,585
		rf« =	5,0	n13 = 1,80610	V13 = 41,0
	r21 =-122,50
		<*22 =	4,2
	rM = -38,250	^23 =	8,0	M14 = 1,75500	V14 =- 52,4
	rn = ~	4,4 =	1,5	H15 = 1,75520	V15 = 27,5
	r24 = -23,77
		wobei d5, du und d17 in Abhängigkeit von	der Brennweite	/ die folgenden Werte	annehmen:
	r25 = -83,107	/		d»	d„
		35,992		45,122	4,194
	50,991		28,854	6,462
	100,000		0,903	8,413

Die Brennweiten der ersten bis dritten Linsenkomponenten sind: Z₁ = 126,000 -/₂ = -40,000

/, = 36,364

Bei F i g. 2 bis 5, die die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Verzeichnung und die seitliche Aberration einschließlich seitlicher chromatischer Aberration des Zoom-Objektivs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, ist jedes Diagramm oder jeder Satz von Diagrammen mit dem Buchstaben α einer Brennweite von 35,992 mm, mit dem Buchstaben b einer Brennweite von 50,991mm und mit dem Buchstaben c einer Brennweite von 100 mm zugeordnet. In Fi g. 2 und 5 stellen die in vollen Linien wiedergegebenen Kurven Aberrationen für die d-Linie und in unterbrochenen Linien wiedergegebenen Kurven Aberrationen für die g-Linie dar. F i g. 3 zeigt die Krümmung des Bildfeldes in der Sagittalebene in vollen Linien und die Krümmung des Bildfeldes in der Meridionalebene in unterbrochenen Linien. Die Bezeichnung η in F i g. 5 gibt die Durchtrittshöhe eines Randstrahles des Strahlenkegels an der Eintrittspupille an, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung 3,694 mm vor der vordersten Fläche der vierten Linsenkomponente liegt. Es sei darauf hingewiesen, daß zahlreiche Aberrationen für unterschiedliche Brennweiten gut korrigiert werden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fotografisches Objektiv mit stetig veränderbarer Brennweite zwischen 35 und 100 mm für eine 53-mm-Stehbildkamera, bestehend aus vier Linsengruppen, von denen — vom Objekt her gesehen — die ersten drei Linsengruppen zusammen ein veränderbares Vergrößerungssystem bilden und die erste Linsengruppe eine positive, die zweite eine negative und die dritte eine positive Brechkraft besitzt, während die vierte Linsengruppe ein Übertragungssystem mit positiver Brechkraft ist, wobei zum Verändern der Brennweite die zweite Linsengruppe linear und zur Konstanthaltung eier Bildlage die dritte Linsengruppe nichtlinear längs der optischen Achse verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet,

I. daß für die Brennweite (Z₁, — /₂ und /3) der ao ersten, zweiten bzw. dritten Linsengruppe (C₁ bis C₃) gegenüber der Brennweite (/«) des gesamten Objektivs bei maximalem Bildfeldwinkel die folgenden Ungleichungen gelten

0,5/, </₂ < 1,5/, ^a5

2,0/₂</₁<4,0/_a

0₎8/₂</₃<l₎2/_8>

II. daß die erste und die dritte Linsengruppe (C₁ und C₃), wie an sich bekannt, jeweils mehr als ein optisches Glied enthält und jede dieser Linsengruppen jeweils ein positives Kittglied mit einer Kittfläche negativer Brechkraft besitzt, während die zweite Linsengruppe (C₂) mehr als ein negatives optisches Glied und ein positives optisches Glied enthält, welch letzteres beidseitig und in einem relativ großen Abstand von den negativen Gliedern angeordnet ist, während wenigstens eines der negativen optischen Glieder der zweiten Lmsengruppe ein Kittglied mit einer Kittfläche positiver Brechkraft ist, wobei — wenn der den axialen Abstand zwischen der letzten Fläche der negativen optischen Glieder und der vorderen Fläche des positiven optischen Gliedes der zweiten Linsengruppe bestimmte Abstand mit /, die Brennweite des positiven Gliedes der zweiten Linsengruppe mit /_2P und der Krümmungsradius seiner vorderen Fläche mit r_iV bezeichnet wird — die folgenden Ungleichungen gelten

0,07 /₂<t< 0,27 /₂
2,0 /₂ < f_iV < 3,0 /₂
0,5 /₂ < r_2P < 1,5 /₂,

III. daß die Kittfläche in der ersten Linsengruppe (Ci) gegenüber dem Objekt kom-ex und die Kittfläche oder Kittflächen der zweiten Linsengruppe (C₂) gegenüber dem Objekt konkav sind, vobei — wenn die Brechkraft«? einer Kittfläche durch Φ = (ri — n)/r definiert ist mit ri und η als Brechungsindizes an der Kittfläche und r als Krüm mungsradius dieser Fläche und wenn die Brechkräfte der Kittflächen in der ersten, zweiten und dritten Linsengruppe (C₁, C₂ und C₃) mit Φ_χ, Φ₂ bzw. Φ₃ bezeichnet sind — die folgenden Ungleichungen gelten

0,05 /ι

0,01 /ι

- Φ₁ 0,30
/ι

0,11

°'⁰⁵<-Φ₃<⁰'²⁰

/3

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite aller negativen optischen Glieder der zweiten Linsengruppe (C₂) zum Objekt konvex sind und für den Krümmungsradius (r₂i·) dieser Vorderseite die folgende Ungleichung gilt

7 /_a <

< 00.

55

3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Brechungsindizes (n, ri) und die Abbeschen Zahlen (v, v') der entsprechenden Kittflächen der ersten bis dritten Linsengruppe (C₁, C₂ und C₃) die folgenden Ungleichungen erfüllt sind für die erste und zweite Linsengruppe

65

0,05 < η - ri < 0,20
15 < ν' — ν < 40

und für die dritte Linsengruppe, wenn die Kittfläche gegenüber der Vorderseite des Objektivs konkav ist,

0,05 < ri - η < 0,20
15 < ν - ν' < 40

und, wenn die Kittfläche in der dritten Linsengruppe gegenüber der Vorderseite des Objektivs konvex ist,

0,05 <n — ri < 0,20
15 < v' - ν < 40.

4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es die in der folgenden Ta helle aufgeführten Konstruktionswerte aufweist:

/ = 35,99 - - 100,00 mm = 7,4 Pi = 1,80518 _Γι = 266,00 Tl₂ = 1,64000 r₂ = 104,50 di = 0,1 di r₃ = ~ = 6,5 d₃ = variabel «3 = 1,62041 r₄ = 64,25 r_s = 191,282 rf« = 3,7 d_{5 Λ} = 1,80518 r_e = 501,01 = 1,5 di = 6,8 «5 = 1,67003 r, =-144,785 r₈ = 26,326 df = 1,5 «β = 1,62041 r, = 470,07 = 5,5 d$ r₁₀ = 46,610 = 3,0 rf«, «7 = 1,80518 r_u = 39,703 = variabel rfu r_it = 69,777 = 3,0 rf« ⁿa = 1,62041 r₁₃ = 70,000 = 0,1 rf» r_u = -86,560 = 5,0 rfl4 M₉ = 1,64000 r₁₅ = 41,610 = 0,9 c/₁₅ M₁₀ = 1,80518 r_ie = -54,00 = variabel rf» r₁₇ =- 876,482 = 1,0 rf« "l! = 1,69680 r_l8= -64,08 = 5,8 rf» M₁₂ = 1,71736 r„ = 24,08 = 5,0 rf» r₂₀ = 38,585 = 5,0 M₁₃ = 1,80610 r₂₁ =-122,50 = 4,2 rf.i r₂₂ = -38,250 = 8,0 rf₂₂ M₁₄ = 1,75500 ^23 ⁼⁼ ~ = 1,5 JI₁₅ = 1,75520 r₂₄ = -23,77 rf₂4 r,_c = -83.107

Fl: 2,8

ν. =25_S5 V₂ = 60,2

v₃ =60,3

V₄ =25,5 V₅ =47,2

v„ =60,3 v₇ =25,5 v_a =60,3

ν_β = 60,2

V₁₀ = 25,5

V₁₁ = 55,6 V₁₂ = 29,5

V₁₃ = 41,0

V₁₄ = 52,4 V₁₅ = 27,5

wobei d_h, d_n und i/_1T in Abhängigkeit von der Brennweite / die folgenden Werte annehmen: