DE4311232A1

DE4311232A1 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE4311232A1
Application number: DE4311232A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ito
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1993-10-07
Also published as: US5610767A

Description

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldungen Nr. HEI 4-83599, eingereicht am 06. April 1992 und HEI 4-189197, eingereicht am 16. Juli 1992, deren Offenbarungen durch Bezugnahme an dieser Stelle einbezogen sind.

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv für Kompaktkameras, bei denen die bildseitige Schnittweite kleiner sein kann als bei Spiegelreflexkameras.

Zwei-Gruppen-Varioobjektive des von der Erfindung betrachteten Typs, die Brennweitenverhältnisse von ungefähr 2 zulassen und die für den Einsatz bei Kompaktkameras ausgelegt sind, sind bekannt und in verschiedenartigen Zusammensetzungen verfügbar. Ein Beispiel ist ein Objektiv, das aus ungefähr 8 Linsenelementen besteht und das nur sphärische Oberflächen aufweist (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift SHO 62-264019), während ein anderes Beispiel ein Objektiv ist, das aus vier Linsenelementen besteht und das viele asphärische Oberflächen verwendet (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI 3- 127008).

Beide Objektive besitzen jedoch ihre eigenen Probleme; das zuerst erwähnte Varioobjektiv, das nur aus sphärischen Oberflächen aufgebaut ist, verwendet zu viele Linsenelemente, um einen kommerziellen Einsatz sicherzustellen, und das zweite Varioobjektiv, das viele asphärische Oberflächen verwendet, bringt eine wesentliche Schwierigkeit beim Erzielen eines Ausgleichs zwischen Kompaktheit (die Objektivgesamtlänge sollte kurz gehalten werden) und Wirksamkeit bei der Korrektur chromatischer Aberrationen mit sich. Als weiteres Problem erreichen beide Varioobjektive einen halben Blickwinkel (Bildfeld) von nur ungefähr 30° in der Weitwinkelstellung und es wird angestrebt, ein Objektiv zu entwickeln, das einen größeren Bildfeldbereich abdeckt.

Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Verbindung ein Varioobjektiv zu schaffen, das eine ausreichend kleine Anzahl von Linsenelementen verwendet, so daß das Objektiv kompakt ist, das in der Lage ist das Auftreten chromatischer Aberrationen zu unterdrücken und das in der Weitwinkelstellung ein größeres Bildfeld erreicht.

Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch ein Varioobjektiv mit, beginnend auf der Gegenstandsseite, einer ersten sammelnden Linsengruppe und einer zweiten zerstreuenden Linsengruppe, wobei die Brennweite durch Variieren des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe verändert wird, und wobei das Objektiv dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine zerstreuende Untergruppe 1a und eine sammelnde Untergruppe 1b umfaßt, wobei die Untergruppe 1a, beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement, das seinen kleineren Krümmungsradius an der zum Gegenstand gerichteten Oberfläche besitzt, und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt, das eine zur Bildebene gerichtete konvexe Oberfläche besitzt. Das Varioobjektiv erfüllt vorzugsweise eine Anzahl von Bedingungen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs gemäß Beispiel 1;

Fig. 2A bis 2D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 1 für die Weitwinkelstellung;

Fig. 3A bis 3D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 1 für mittlere Einstellungen;

Fig. 4A bis 4D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 1 für die Telestellung;

Fig. 5 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs gemäß Beispiel 2;

Fig. 6A bis 6D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 2 für die Weitwinkelstellung;

Fig. 7A bis 7D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 2 für mittlere Einstellungen;

Fig. 8A bis 8D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 2 für die Telestellung;

Fig. 9 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs gemäß Beispiel 3;

Fig. 10A bis 10D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 3 für die Weitwinkelstellung;

Fig. 11A bis 11D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 3 für mittlere Einstellungen;

Fig. 12A bis 12D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 3 für die Telestellung;

Fig. 13 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs gemäß Beispiel 4;

Fig. 14A bis 14D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 4 für die Weitwinkelstellung;

Fig. 15A bis 15D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 4 für mittlere Einstellungen;

Fig. 16A bis 16D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 4 für die Telestellung;

Fig. 17 ein vereinfachtes Schnittbild des Varioobjektivs gemäß Beispiel 5;

Fig. 18A bis 18D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 5 für die Weitwinkelstellung;

Fig. 19A bis 19D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 5 für mittlere Einstellungen;

Fig. 20A bis 20D Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs gemäß Beispiel 5 für die Telestellung.

Wie zuvor erläutert umfaßt der allgemeine Aufbau des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Varioobjektivs, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine erste sammelnde Linsengruppe und eine zweite zerstreuende Linsengruppe, wobei die Brennweite durch Variieren des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe verändert wird, und wobei das Objektiv dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine zerstreuende Untergruppe 1a und eine sammelnde Untergruppe 1b umfaßt, wobei die Untergruppe 1a, beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement, das einen kleineren Krümmungsradius an der zum Gegenstand gerichteten Oberfläche besitzt, und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt, das eine zur Bildebene gerichtete konvexe Oberfläche besitzt.

Das Objektiv erfüllt vorzugsweise eine Anzahl von Bedingungen, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden, beginnend mit den folgenden Bedingungen (1)-(5):

(1) -2.5 < f_s/r₁ < -0.8
(2) -2.0 < f_s/r₄ < -0.2
(3) -1.2 < f_s/f_1a1 < -0.3
(4) -0.9 < f_s/f_1a < 0.0
(5) 0.12 < (d₁+d₂+d₃)/f_s < 0.4

wobei r_i der Krümmungsradius der Oberfläche i, f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung, f_1a1 die Brennweite des ersten Linsenelements in der Untergruppe 1a, f_1a die Brennweite der Untergruppe 1a und d_i der Abstand zwischen der Oberfläche i und der Oberfläche i+1 ist.

Um die beiden offensichtlich entgegengesetzt gerichteten Erfordernisse, das Vergrößern des Bildfeldes in der Weitwinkelstellung und das Sicherstellen eines kleinen Linsendurchmessers, ist das Varioobjektiv gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine Untergruppe 1a, die, beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt und die eine zerstreuende Gesamtbrechkraft besitzt, und eine sammelnde Untergruppe 1b umfaßt.

Bei einem Telephoto-Varioobjektiv, dessen Gesamtaufbau ein Zwei-Gruppen-Typ, bestehend aus einer sammelnden und einer zerstreuenden Gruppe, entspricht, war bislang bekannt, daß das Auslegen der ersten sammelnden Gruppe als (-+)-Typ, der aus einer zerstreuenden Untergruppe 1a und einer sammelnden Untergruppe 1b besteht, vorteilhaft ist im Hinblick auf das Erreichen eines kompakten Gesamtsystems.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß um die anderen Ziele zu erreichen, d. h. das Vergrößern des Bildfeldes in der Weitwinkelstellung, die zerstreuende Untergruppe 1a aus zwei Linsenelementen aufgebaut ist, von denen eines ein erstes zerstreuendes Linsenelement ist, das seinen kleineren Krümmungsradius an der zum Gegenstand gerichteten Oberfläche besitzt, und ein zweites sammelndes Element, das eine zur Bildebene gerichtete konvexe Oberfläche besitzt, die in dieser Reihenfolge von der Gegenstandsseite aus angeordnet sind. Das erste Linsenelement in dem herkömmlichen Zwei-Gruppen-Varioobjektiv besitzt im allgemeinen eine zum Gegenstand gerichtete konvexe Oberfläche. Im Gegensatz dazu besitzt das erste Linsenelement des Varioobjektivs der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine zum Gegenstand gerichtete konkave Oberfläche. Aufgrund dieses Merkmals stellt das erfindungsgemäße Varioobjektiv ein größeres Bildfeld in der Weitwinkelstellung zur Verfügung und hält den Objektivdurchmesser dennoch recht klein.

Bedingung (1) betrifft die konkave Oberfläche des ersten zerstreuenden Linsenelements, die zum Gegenstand hin gerichtet ist. Nur wenn diese Bedingung eingehalten wird kann die Brechkraft der ersten Linsengruppe auf einen großen Wert bei reduziertem Linsendurchmesser eingestellt werden. Falls die obere Grenze von Bedingung (1) überschritten wird, erhöht sich der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche, was bedeutet, daß sich die Aberrationen erhöhen, falls der Linsendurchmesser reduziert wird, was demnach erfordert, daß der Linsendurchmesser vergrößert wird. Falls andererseits die untere Grenze von Bedingung (1) nicht erfüllt wird, wird der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche so klein, daß Astigmatismus unterkorrigiert ist.

Bedingung (2) betrifft die konvexe Oberfläche des zweiten sammelnden Linsenelements in der Untergruppe 1a, die zum Bild hin gerichtet ist. Wenn diese Bedingung erfüllt wird, können die Aberrationen, die an der konkaven Oberfläche des ersten zerstreuenden Linsenelements auftreten, wirksam innerhalb der Untergruppe 1a korrigiert werden. Falls die obere Grenze der Bedingung (2) überschritten wird, wird der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche so groß, daß es schwierig wird, die Aberrationen zu korrigieren, die an der konkaven Oberfläche des ersten Linsenelements auftreten. Falls die untere Grenze von Bedingung (2) nicht erfüllt wird, wird der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche so klein, daß sich Aberrationen höherer Ordnung entwickeln.

Anstelle die geometrische Bedingung (2) zu erfüllen, kann das sammelnde Linsenelement auf der Bildseite der Untergruppe 1a mit einer Brechkraft versehen werden, die die unten beschriebene Bedingung (6) erfüllt, so daß die Aberrationen, die sich an der konkaven Oberfläche des ersten zerstreuenden Linsenelements entwickeln, innerhalb der Untergruppe 1a korrigiert werden können. Falls die untere Grenze von Bedingung (6) nicht erfüllt wird, wird es schwierig, die Aberrationen zu korrigieren, die an der konkaven Oberfläche des ersten Linsenelements auftreten. Falls die obere Grenze von Bedingung (6) überschritten wird, neigt die Brechkraft sowohl des ersten zerstreuenden Linsenelements als auch des zweiten sammelnden Linsenelements in der Untergruppe 1a so sehr dazu, anzusteigen, so daß unvermeidbar Aberrationen höherer Ordnung auftreten. Gleichzeitig nimmt die bildseitige Schnittweite in der Weitwinkelstellung ab und der Linsendurchmesser der hinteren Gruppe nimmt zu.

Bedingung (3) betrifft die Brechkraft des ersten zerstreuenden Linsenelements in Untergruppe 1a. Falls die obere Grenze dieser Bedingung überschritten wird, wird es schwierig, ein großes Bildfeld zu garantieren. Falls die untere Grenze von Bedingung (3) nicht erfüllt wird, wird die Brechkraft des ersten zerstreuenden Linsenelements übermäßig groß, was Schwierigkeiten bei der Korrektur des Astigmatismus bereitet.

Bedingung (4) betrifft die zusammengesetzte Brechkraft der Untergruppe 1a. Falls die obere Grenze dieser Bedingung überschritten wird, ist die Brechkraft der Untergruppe 1a nicht negativ, was es schwierig macht, ein Aberrationsgleichgewicht mit der sammelnden Untergruppe 1b zu erzielen. Als Ergebnis kann die Brechkraft der ersten sammelnden Linsengruppe nicht ausreichend erhöht werden, um ein kompaktes Gesamtsystem zu realisieren. Falls die untere Grenze von Bedingung (4) nicht erfüllt ist, nimmt die Brechkraft des zweiten sammelnden Linsenelements so sehr ab, daß es unmöglich wird, die Aberrationen zu korrigieren, die in dem ersten zerstreuenden Linsenelement auftreten, woraufhin es schwierig wird, ein Aberrationsgleichgewicht mit der Untergruppe 1a zu erzielen.

Bedingung (5) betrifft die Linsendicke gemessen vom ersten Linsenelement zum zweiten Linsenelement in der Untergruppe 1a. Falls die obere Grenze von Bedingung (5) überschritten wird, steigt nicht nur die Gesamtobjektivlänge, sondern auch der Linsendurchmesser der Untergruppe 1a an. Falls die untere Grenze von Bedingung (5) nicht erfüllt wird, wird es schwierig, das Bildfeld zu vergrößern, das erzielt werden kann, und um die erste Linsengruppe so auszulegen, daß sie als (-+)-Typ betreibbar ist, müssen die Krümmungsradien der ersten und vierten Oberfläche reduziert werden, was dann aber die Korrektur von Aberrationen schwierig werden läßt.

Zur weiteren Verringerung der Kosten ist das zweite Linsenelement in der Untergruppe 1a oder das erste sammelnde Linsenelement auf der Gegenstandsseite innerhalb der zweiten Linsengruppe vorzugsweise eine Kunststofflinse. Um eine Kunststofflinse als zweites Linsenelement in der Untergruppe 1a zu verwenden, erfüllt letztere vorzugsweise die folgende Bedingung (6):

(6) 0 < f_s/f_1a2 < 0.7

wobei f_1a2 die Brennweite des zweiten Linsenelements in der Untergruppe 1a ist.

Bedingung (6) bestimmt die Brechkraft der Kunststofflinse und muß erfüllt sein, um Schnittweitenänderungen auszuschließen, die aufgrund von temperaturabhängigem Ausdehnen und Zusammenziehen des Objektivtubus auftreten. Falls die obere Grenze der Bedingung (6) überschritten wird, steigt die Brechkraft der Kunststofflinse so sehr an, daß das Gesamtsystem in Reaktion auf Veränderungen der Temperatur oder der Feuchtigkeit gesteigerte Schnittweitenänderungen (Änderungen der Brennweite) zeigt. Falls die untere Grenze von Bedingung (6) nicht erfüllt wird, ist die Kunststofflinse keine sammelnde Linse mehr und es ist unmöglich, die Schnittweitenänderungen (Änderungen der Brennweite) auszuschließen, die aufgrund der Temperaturveränderung des Objektivtubus auftreten.

Falls das zweite Linsenelement in der Untergruppe 1a eine Kunststofflinse sein soll, besitzt es ferner wünschenswert eine divergente asphärische Oberfläche, die die folgende Bedingung (7) erfüllt:

(7) -35 < ΔI < -5

dabei ist ΔI das Ausmaß der Änderung im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung als 1,0.

Nur wenn Bedingung (7) erfüllt ist, kann die sich im Gesamtsystem entwickelnde sphärische Aberration auf einen niedrigen Wert abgesenkt werden. Falls die obere Grenze dieser Bedingung überschritten wird, ist die asphärische Oberfläche bei der Korrektur sphärischer Aberration nicht sehr wirksam. Falls die untere Grenze von Bedingung (7) nicht erfüllt wird, nimmt das Ausmaß der Sphärizität so sehr zu, daß Schwierigkeiten bei der Herstellung einer asphärischen Oberfläche auftreten.

Falls das erste sammelnde Linsenelement auf der Gegenstandsseite der zweiten Linsengruppe eine Kunststofflinse ist, wird es vorteilhaft so eingestellt, daß es die folgende Bedingung (8) erfüllt:

(8) 0.1 < f_s/f₂₁ < 0.8

wobei f₂₁ die Brennweite des ersten Linsenelements der zweiten Gruppe ist. Falls die obere Grenze von Bedingung (8) überschritten wird, treten in Reaktion auf Veränderungen der Temperatur oder Feuchtigkeit gesteigerte Schnittweitenänderungen auf. Falls die untere Grenze dieser Bedingung nicht erfüllt wird, wird die Brechkraft der sammelnden Linse übermäßig klein, was es schwierig macht, Aberrationen innerhalb der zweiten Linsengruppe zu korrigieren, die eine große zerstreuende Brechkraft besitzt.

Falls das erste sammelnde Linsenelement in der zweiten Linsengruppe eine Kunststofflinse sein soll, wird ferner bevorzugt, daß dieses erste Linsenelement eine aspärische Oberfläche besitzt und die folgende Bedingung (9) erfüllt:

(9) 0.0 < ΔV < 0.3

wobei ΔV das Ausmaß der Veränderung im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung als 1,0.

Bei einem Telephoto-Varioobjektiv des betrachteten Typs nimmt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Verzeichnung zu, wenn die Gesamtobjektivlänge verkürzt wird. Verzeichnungen können wirksam korrigiert werden, falls eine die Bedingung (9) erfüllende asphärische Linse als sammelndes Linsenelement auf der Gegenstandsseite der zweiten Linsengruppe verwendet wird. Das sammelnde Linsenelement in der zweiten Linsengruppe besitzt einen kleineren Linsendurchmesser und kann einfacher hergestellt werden als das andere Linsenelement in der zweiten Linsengruppe; demzufolge ist dieses Element für eine Herstellung als asphärische Linse geeignet.

Falls die obere Grenze von Bedingung (9) überschritten wird, nimmt das Ausmaß der Sphärizität so sehr zu, daß Schwierigkeiten bei der Herstellung einer asphärischen Oberfläche auftreten. Falls die untere Grenze von Bedingung (9) nicht erfüllt wird, wird die Wirksamkeit der asphärischen Oberfläche bei der Korrektur von Verzeichnung zu gering.

Um den Betrag zu reduzieren, um den die beiden Linsengruppen für die Brennweitenverstellung zu bewegen sind, ist vorzugsweise die folgende Bedingung (10) erfüllt:

(10) 1.0 < f_1G/ | f_2G | < 1.2

wobei f_1G die Brennweite der ersten Linsengruppe und f_2G die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.

Um das Gesamtobjektivsystem zu verkürzen, ist eine Reduzierung der Brechkraft sowohl der ersten als auch der zweiten Linsengruppe erforderlich. Der Betrag, um den die beiden Linsengruppen für die Brennweitenverstellung zu bewegen sind, kann auf einen niedrigen Wert abgesenkt werden, falls die Brechkraft der zweiten zerstreuenden Linsengruppe größer gemacht wird als die der ersten sammelnden Linsengruppe.

Falls die obere Grenze von Bedingung (10) überschritten wird, kann die Gesamtobjektivlänge vorteilhaft verkürzt werden, jedoch wird andererseits die Streukraft der zweiten Linsengruppe übermäßig groß, was es schwierig macht, Astigmatismus und Verzeichnung zu korrigieren. Falls die untere Grenze von Bedingung (10) nicht erfüllt wird, ergibt sich eine günstige Situation für die Korrektur von Aberrationen, jedoch muß andererseits die zweite Linsengruppe um einen größeren Betrag bewegt werden und die Gesamtobjektivlänge nimmt zu.

Beispiel 1

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Schnittbild, das diagrammartig das Varioobjektiv gemäß Beispiel 1 zeigt. Spezifische Daten dieses Beispiels sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, in denen FNr. die F-Zahl einer einzelnen Linse, f die Brennweite, fB die Bildseitige Schnittweite, ω den halben Blickwinkel, r den Krümmungsradius, d die Linsendicke oder den Luftabstand zwischen Linsen, n die Brechzahl für die d- Linie (588 nm) und ν die Abb´sche Zahl bezeichnet.

Fig. 2A-2D, 3A-3D und 4A-4D sind Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, einer mittleren Einstellung bzw. der Telestellung. Die dargestellten Aberrationskurven in diesen Figuren betreffen die sphärische Aberration (SA), die Abweichung von der Sinusbedingung (SC), die chromatischen Aberrationen, repräsentiert durch sphärische Aberrationen für die d-, g- und c-Linie, der Farblängsfehler (laterale chromatische Aberration), saggitaler Astigmatismus (S), der meridionale Astigmatismus (M), und die Verzeichnung.

Beim Objektiv nach Beispiel 1 sind die dritte und achte Oberfläche asphärisch. Die Form einer asphärischen Oberfläche wird wiedergegeben durch die folgende Gleichung:

wobei X der Abstand ist, um den die Koordinaten an dem Punkt auf der asphärischen Oberfläche, an dem die Höhe von der optischen Achse Y ist, von der tangentialen Ebene an den Scheitelpunkt der asphärischen Oberfläche beabstandet sind; wobei C die Krümmung (1/r) des Scheitelpunkts der asphärischen Oberfläche ist; wobei K die konische Konstante ist; wobei A₄, A₆ und A₈ die Asphären-Koeffizienten der vierten, sechsten bzw. achten Ordnung sind. Die Krümmungsradien der asphärischen Oberfläche, die in Tabelle 1 angegeben sind, sind die der Scheitelpunkte der asphärischen Oberfläche; die konische Konstante und der Asphären- Koeffizient jeder asphärischen Oberfläche sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 1

Tabelle 2

Dritte Linsenfläche
Achte Linsenfläche
K = 0.0
K = 0.0
A₄= -0.14087376×10^-3	A₄=0.16400036×10^-3
A₆=0.32574759×10^-5	A₆=0.21033652×10^-5
A₈= -0.26532592×10^-7	A₈=0.44907553×10^-7

Beispiel 2

Fig. 5 ist ein vereinfachtes Schnittbild, das diagrammartig das Varioobjektiv gemäß Beispiel 2 zeigt. Spezifische Daten dieses Beispiels sind in den Tabellen 4 und 5 dargestellt. Die Fig. 6A-6D, 7A-7D und 8A-8D sind Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, einer mittleren Einstellung bzw. der Telestellung.

Beim Objektiv nach Beispiel 2 sind die dritte und achte Oberfläche asphärisch. Die konische Konstante und der Asphären-Koeffizient jeder asphärischen Oberfläche sind in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 4

Tabelle 5

Dritte Linsenfläche
Achte Linsenfläche
K=0.0
K=0.0
A₄= -0.167383367×10^-3	A₄=0.15033600×10^-3
A₆=0.23581794×10^-5	A₆=0.13835301×10^-5
A₈=0.35991514×10^-8	A₈=0.25042230×10^-7

Beispiel 3

Fig. 9 ist ein vereinfachtes Schnittbild, das diagrammartig das Varioobjektiv gemäß Beispiel 3 zeigt. Spezifische Daten dieses Beispiels sind in den Tabellen 7 und 8 dargestellt. Die Fig. 10A-10D, 11A-11D und 12A-12D sind Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, einer mittleren Einstellung bzw. der Telestellung.

Beim Objektiv nach Beispiel 3 sind die dritte und achte Oberfläche asphärisch. Die konische Konstante und der Asphären-Koeffizient jeder asphärischen Oberfläche sind in Tabelle 9 angegeben.

Tabelle 7

Tabelle 8

Dritte Linsenfläche
Achte Linsenfläche
K=0.0
K=0.0
A₄= -0.17152389×10^-3	A₄=0.15068294×10^-3
A₆=0.19870075×10^-5	A₆=0.10020136×10^-5
A₈=0.16706777×10^-7	A₈=0.21509303×10^-7

Beispiel 4

Fig. 13 ist ein vereinfachtes Schnittbild, das diagrammartig das Varioobjektiv gemäß Beispiel 4 zeigt. Spezifische Daten dieses Beispiels sind in den Tabellen 10 und 11 dargestellt. Die Fig. 14A-14D, 15A-15D und 16A-16D sind Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, einer mittleren Einstellung bzw. der Telestellung.

Beim Objektiv nach Beispiel 4 sind die dritte und achte Oberfläche asphärisch. Die konische Konstante und der sphären-Koeffizient jeder asphärischen Oberfläche sind in Tabelle 12 angegeben.

Tabelle 10

Tabelle 11

Dritte Linsenfläche
Achte Linsenfläche
K=0.0
K=0.0
A₄= -0.18033504×10^-3	A₄=0.16051417×10^-3
A₆=0.92166874×10^-6	A₆=0.10599391×10^-5
A₈= -0.29938957×10^-7	A₈=0.27218433×10^-7

Beispiel 5

Fig. 17 ist ein vereinfachtes Schnittbild, das diagrammartig das Varioobjektiv gemäß Beispiel 5 zeigt. Spezifische Daten dieses Beispiels sind in den Tabellen 13 und 14 dargestellt. Die Fig. 18A-18D, 19A-19D und 20A-20D sind Darstellungen der Aberrationskurven des Objektivs in der Weitwinkelstellung, einer mittleren Einstellung bzw. der Telestellung.

Beim Objektiv nach Beispiel 5 sind die dritte und achte Oberfläche asphärisch. Die konische Konstante und der Asphären-Koeffizient jeder asphärischen Oberfläche sind in Tabelle 15 angegeben.

Tabelle 13

Tabelle 14

Dritte Linsenfläche
Achte Linsenfläche
K=0.0
K=0.0
A₄= -0.20293624×10^-3	A₄=0.18324926×10^-3
A₆= -0.34728404×10^-5	A₆=0.20839418×10^-5
A₈=0.0	A₈=0.63268298×10^-7
A₁₀=0.0	A₁₀=0.0
A₁₂=0.0	A₁₂=0.0

Die folgende Tabelle 16 zeigt, wie die für jedes der Beispiele 1 bis 5 berechneten Werte die Bedingungen (1) bis (10) erfüllen.

Tabelle 16

Wie zuvor beschrieben stellt die vorliegende Erfindung ein Varioobjektiv zur Verfügung, das für den Einsatz an Kompaktkameras geeignet ist, das eine kürzere Gesamtlänge aufweist und das dennoch ein größeres Bildfeld in der Weitwinkelstellung erreicht.

Falls die Linsenanordnung und die Brechkraftverteilung für den Einsatz von Kunststofflinsen angepaßt werden, kann ein preiswertes Varioobjektiv produziert werden, das eine geringere Anzahl von Linsenkomponenten verwendet.

Claims

1. Varioobjektiv mit, beginnend auf der Gegenstandsseite, einer ersten sammelnden Linsengruppe und einer zweiten zerstreuenden Linsengruppe, wobei die Brennweite des Varioobjektivs verändert wird durch Variieren des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe, wobei die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine zerstreuende Untergruppe (1a) und eine sammelnde Untergruppe (1b) umfaßt, wobei die Untergruppe (1a), beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement, das seinen kleineren Krümmungsradius auf der zum Gegenstand hin gerichteten Oberfläche besitzt, und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt, das eine zur Bildebene hin gerichtete konvexe Oberfläche aufweist.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (1) -2.5 < f_s/r₁ < -0.8wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und r₁ der Krümmungsradius der ersten Oberfläche auf der Gegenstandsseite des Linsensystems ist.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt:
(2) -2.0 < f_s/r₄ < -0.2 wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivsystems in der Weitwinkelstellung und r₄ der Krümmungsradius der vierten Oberfläche, gezählt von der Gegenstandsseite des Linsensystems, ist.

4. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (3) -1.2 < f_s/f_1a1 < -0.3wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f_1a1 die Brennweite des ersten Linsenelements in der Untergruppe (1a) ist.

5. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (4) -0.9 < f_s/f_1a < 0.0wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f_1a die Brennweite der Untergruppe (1a) ist.

6. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (5) 0.12 < (d₁+d₂+d₃)/f_s < 0.4wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und d_i die jeweiligen Abstände zwischen der Oberfläche i und der Oberfläche i + 1 sind.

7. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das zweite Linsenelement in der Untergruppe (1a) ein Kunststofflinsenelement ist und das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (6) 0 < f_s/f_1a2 < 0.7wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f_1a2 die Brennweite des zweiten Linsenelements in der Untergruppe (1a) ist.

8. Varioobjektiv nach Anspruch 7, bei dem das zweite Linsenelement in der Untergruppe (1a) eine divergente asphärische Oberfläche umfaßt, die die folgende Bedingung erfüllt: (7) -35 < ΔI < -5wobei ΔI das Ausmaß der Variation im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung als 1,0.

9. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem die zweite Linsengruppe ein erstes sammelndes Linsenelement auf ihrer Gegenstandsseite umfaßt, das aus Kunststoff hergestellt ist und das die folgende Bedingung erfüllt: (8) 0.1 < f_s/f₂₁ < 0.8wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f₂₁ die Brennweite des ersten Linsenelements der zweiten Gruppe ist.

10. Varioobjektiv nach Anspruch 9, bei dem die zweite Linsengruppe ferner ein zerstreuendes Linsenelement umfaßt.

11. Varioobjektiv nach Anspruch 9, bei dem das erste sammelnde Linsenelement in der zweiten Linsengruppe eine asphärische Oberfläche umfaßt, die die folgende Bedingung erfüllt: (9) 0.0 < ΔV < 0.3wobei ΔV das Ausmaß der Variation im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung zu 1,0.

12. Varioobjektiv nach Anspruch 1, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (10) 1.0 < f₁_G/ | f₂_G | < 1.2wobei f_1G die Brennweite der ersten Linsengruppe und f_2G die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.

13. Varioobjektiv mit, beginnend auf der Gegenstandsseite, einer ersten sammelnden Linsengruppe und einer zweiten zerstreuenden Linsengruppe, wobei die Brennweite des Varioobjektivs verändert wird durch Variieren des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe, wobei die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine zerstreuende Untergruppe (1a) und eine sammelnde Untergruppe (1b) umfaßt, wobei die Untergruppe (1a), beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement, das seinen kleineren Krümmungsradius auf der zum Gegenstand hin gerichteten Oberfläche aufweist, und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt, das eine zur Bildebene hin gerichtete konvexe Oberfläche aufweist, wobei das Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt: (1) -2.5 < f_s/r₁ < -0.8
(2) -2.0 < f_s/r₄ < -0.2
(3) -1.2 < f_s/f_1a1 ( -0.3
(4) -0.9 < f_sf_1a < 0.0
(5) 0.12 < (d₁+d₂+d₃)/f_s < 0.4wobei r_i der Krümmungsradius der Oberfläche i, f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung, f_1a1 die Brennweite des ersten Linsenelements in der Untergruppe 1a, f_1a die Brennweite der Untergruppe 1a und d_i der Abstand zwischen der Oberfläche i und der Oberfläche i+1 ist.

14. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem das zweite Linsenelement in der Untergruppe (1a) ein Kunststofflinsenelement ist, und das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (6) 0 < f_s/f_1a2 < 0.7wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f_1a2 die Brennweite des zweiten Linsenelements in der Untergruppe (1a) ist.

15. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem das zweite Linsenelement in der Untergruppe (1a) eine divergente asphärische Oberfläche umfaßt, die die folgende Bedingung erfüllt: (7) -35 < ΔI < -5wobei ΔI das Ausmaß der Variation im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung als 1,0.

16. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem die zweite Linsengruppe ein erstes sammelndes Linsenelement auf ihrer Gegenstandsseite umfaßt, das aus Kunststoff hergestellt ist und das die folgende Bedingung erfüllt (8) 0.1 < f_s/f₂₁ < 0.8wobei f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung und f₂₁ die Brennweite des ersten Linsenelements der zweiten Gruppe ist.

17. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem die zweite Linsengruppe ferner ein zerstreuendes Linsenelement umfaßt.

18. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem das erste sammelnde Linsenelement in der zweiten Linsengruppe eine asphärische Oberfläche umfaßt, die die folgende Bedingung erfüllt: (9) 0.0 < ΔV < 0.3wobei ΔV das Ausmaß der Variation im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung zu 1,0.

19. Varioobjektiv nach Anspruch 13, bei dem das Linsensystem die folgende Bedingung erfüllt: (10) 1.0 < f_1G/ | f_2G | <1.2wobei f_1G die Brennweite der ersten Linsengruppe und f_2G die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist.

20. Varioobjektiv mit, beginnend auf der Gegenstandsseite, einer ersten sammelnden Linsengruppe und einer zweiten zerstreuenden Linsengruppe, wobei die Brennweite des Varioobjektivs verändert wird durch Variieren des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe, wobei die erste Linsengruppe, beginnend auf der Gegenstandsseite, eine zerstreuende Untergruppe (1a) und eine sammelnde Untergruppe (1b) umfaßt, wobei die Untergruppe (1a), beginnend auf der Gegenstandsseite, ein erstes zerstreuendes Linsenelement, das seinen kleineren Krümmungsradius an der zum Gegenstand hin gerichteten Oberfläche aufweist, und ein zweites sammelndes Linsenelement umfaßt, wobei das Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt: (1) -2.5 < f_s/r₁ < -0.8
(6) 0 < f_s/f_1a2 < 0.7
(3) -1.2 < f_s/f_1a1 < -0.3
(4) -0.9 < f_s/f_1a < 0.0
(5) 0.12 < (d₁+d₂+d₃)/f_s < 0.4wobei r_i der Krümmungsradius der Oberfläche i, f_s die Brennweite des Gesamtobjektivs in der Weitwinkelstellung, f_1a1 die Brennweite des ersten Linsenelements in der Untergruppe (1a), f_1a2 die Brennweite des zweiten Linsenelements in der Untergruppe (1a), f_1a die Brennweite der Untergruppe (1a) und d_i der Abstand zwischen der Oberfläche i und der Oberfläche i + 1 ist.

21. Varioobjektiv nach Anspruch 20, bei dem das zweite Linsenelement in Untergruppe (1a) eine divergente asphärische Oberfläche umfaßt, die folgende Bedingung erfüllt: (7) -35 < ΔI < -5wobei ΔI das Ausmaß der Variation im Koeffizienten einer asphärischen Aberration aufgrund der asphärischen Oberfläche ist, normiert auf die Brennweite in der Weitwinkelstellung, d. h. berechnet mit der Brennweite in der Weitwinkelstellung als 1,0.

22. Varioobjektiv nach Anspruch 20, bei dem das zweite Linsenelement in der Untergruppe (1a) ein Kunststofflinsenelement ist.