DE2514401C2

DE2514401C2 - Optisch kompensiertes Varioobjektiv mit Verwendung zur Makrophotographie

Info

Publication number: DE2514401C2
Application number: DE2514401A
Authority: DE
Inventors: Kyozo Izumi Osaka Uesugi; Mitsuo Osaka Yasukuni
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1974-04-04
Filing date: 1975-04-02
Publication date: 1985-09-12
Also published as: JPS5852201B2; DE2514401A1; JPS50131523A; US3994572A

Description

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auf diesem Gebiet sind verschiedene Varioobjektivanordnungen bekannt, bei denen die Brennweite durch Bewegung bestimmter Linsenglieder kontinuierlich verändert werden kann, um den Abbildungsmaßstab ohne Verlust der Bildschärfe zu verändern. Zu diesem Zweck enthalten Varioobjektive Kompensationsvorrichtungen, um die Lage der Bildebene über die gesamte Veränderung der Brennweite aufrechtzuerhalten, was zu einer komplizierten und unhandlichen Bauweise der Objektive führt.

Es ist außerdem bekannt, Varioobjektive auf verschiedene Weise für die Makrophotographie zu verwenden. Ein Weg der Makrophotographie ist zum Beispiel, eine Nahaufnahmelinsenfassung oder eine Ansatztubusfassung mit dem Varioobjektiv zu kombinieren. In einer weiteren Ausführung wird das Varioobjektiv so aufgebaut, daß einige seiner Linsenglieder eine bestimmte Bewegung für Makrophotographie ausführen können, wobei diese Bewegung von der Bewegung beim Photographieren mit Veränderung der Brennweite verschieden ist; das

bringt eine weitere Schwierigkeit für die Konstruktion des Objektivs.

Andererseits ist ein optisch kompensiertes Zwei-Komponenten-Varioobjektiv bekannt, wie es im »Journal of the Optical Society of America« Band 52,1962, Seiten 353 bis 362 dargestellt ist. Insbesondere auf Seite 355 wird dort ein Beispiel eines solchen Zwei-Komponenten-Varioobjektivs vorgeschlagen, das eine erste Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine zweite, entlang der optischen Achse bewegbare Linsengruppe mit positiver Brechkraft enthält. Die Brennweite des Objektivs wird im Laufe der Bewegung der zweiten Linsengruppe von dem einen zu dem anderen Ende kontinuierlich verändert, und zwar begleitet von einer Wanderung der Bildebene, bei der die Bildebene des Objektivs aus einer Ausgangslage in Richtung auf die Objektseite in die am weitesten versetzte Lage und wilder zurück in die Ausgangslage wandert. Das »Journal of the Optical Society of America« lehrt, wie das Linsensystem der oben beschriebenen Wanderungscharakteristik der Bildebene zu berechnen ist, d. h. die Brechkraft /, der ersten Linsengruppe und die Brechkraft /₂ der zweiten Linsengruppe sind wie folgt gegeben:

R-I '

wobei R das Verhältnis der maximalen und minimalen kombinierten Brennweite der ersten und zweiten Linsengruppe und S₁₂ der Hauptebenenabstand ist zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe bei Einstellung auf die maximale Brennweite. Um das System als Varioobjektiv verwenden zu können, ist die hintere Brennweite des Systems so festgesetzt, daß die Mattscheibenebene, auf die das Bild fokussiert werden soll, in der Mitte zwischen der oben genannten Ausgangslage und der am weitesten versetzten Lage der BiId-

ebene liegt. Beim obigen Einstellen der hinteren Brennweite wird die Linsenanordnung auf ein Objekt bei unendlich weiter Entfernung scharf eingestellt, und selbstverständlich ist die Bildebene die des unendlichen weiten Objekts. Entsprechend der vorherigen Einstellung der hinteren Brennweite wird die oben erwähnte Ausgangslage der Bildebene erkannt als die von der Mattscheibenebene am weitesten rückwärts liegende Lage der Bildebene, und die oben erwähnte am weitesten versetzte Lage wird erkannt als die am weitesten vor der Mattscheibenebene liegende Lage. So bleibt die Bildschärfe während der gesamten Veränderung der Brennweite erhalten, wenn sowohl die oben erwähnte Ausgangslage als auch die am weitesten versetzte Lage innerhalb der Schärfentiefe des Objektivs liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach konstruiertes Varioobjektiv zu schaffen, das für Makrophotographie geeignet ist. Es soll eine neue Art Varioobjektiv von sehr einfachem Aufbau geschaffen werden, bei dem wenig-65 stens zwei unterschiedliche Werte der Brennweite ohne Verlust der Bildschärfe verfügbar sind und das sich au- $i ßerdem für die Makrophotographie eignet. Die neue Art eines Varioobjektivs soll ferner durch ihre Einfachheit

II für eine kostengünstige serienmäßige Herstellung vorteilhaft sein. Außerdem soll das neue Varioobjektiv kom- U pakt und leichtgewichtig sein.

25 14

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Brechkräfte der ersten unü der zweiten Linsengruppe derart bestimmt sind, daß die während der Bewegung der zweiten Linsengruppe von dem einen zum anderen Ende auftretende Wanderung der Bildebenezitf Verwendung für die Makrophotographie die Schärfentiefe überschreitet und daß eine neue Art von Objektiv durch das* oben genannte Kennzeichen geschaffen ist, bei dem einerseits zwei unterschiedliche Werte der Brennweite mit derselben Lage der Bildebene ausgewiesen sind, wenn sich die zweite Linsengruppe wahlweise'an einem der beiden Enden ihrer Bewegung befindet, und die Makroaufhahme andererseits durchführbar ist,, wenn sich die zweite Linsengruppe in der Mittelstellung zwischen den beiden Enden der Bewegung befindet.

Vorzugsweise ist die erste Linsengruppe für die Fbkussierurigim Bereich zwischen der unendlich weiten Entfernung «nd der üblichen nahen Entfernung entlang der optischen Achse bewegbar.

Der Gegenstand der Erfindung basiert auf dem eingangs erörterten Beispiel der Zwei-Komponenten-Varioobjektive, das in dem »Journal of the Optical Society of America« behandelt ist und das eine erste Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine bewegbare, zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft enthält. Aber mit I

der Erfindung soll nicht ein übliches Varioobjektiv geschaffen werden. Folglich ist auch nicht beabsichtigt, die J

oben erwähnte am weitesten versetzte Lage der Bildebene innerhalb der Schärfentiefe zu halten. Das Varioobjektiv gemäß der Erfindung weist eine erste Brennweite auf, wenn sich die zweite Linsengruppe an dem einen Ende ihrer Bewegung befindet, und weist eine zweite Brennweite auf, die größer ist als die erste, wenn sich die zweite Linsengruppe an dem anderen Ende ihrer Bewegung befindet, und zwar unter Beibehaltung der Lage der Bildebene. Die Wanderung der Bildebene ausjder Ausgangstage, die auftritt, wenn sich die zweite Linsengruppe zwischen den beiden Ebenen der Bewegung befindet, wird nicht innerhalb der Schärfentiefe negativ vernachlässigt, sondern positiv und in hohem ,Maße über die Schärfentiefe hinauserstreckt und für die Makrophotographie benutzt. Mit anderen Worten, das bedeutendste Kennzeichen der Erfindung liegt in der folgenden Festsetzung der hinteren Brennweite im Gegensatz zu dem in dem »Journal of the Optical Society of America« gezeigten Beispiel. Die hintere Brennweite des Objektivs gemäß der Erfindung nämlich wird mit Hilfe der Objektivfassung so eingestellt, daß die Ausgangslage der Bildebene mit der Lage der Mattscheibenebene Obereinstimmt, wenn die Bildebene die eines Objektes in unendlich weiter Entfernung ist und das Objektiv auf dieses Objekt fokussiert ist. . ;

Der Grund, weshalb die Wanderung der Bildebene in Richtung auf die Objektseite für die Makrophotographie benutzt wird, liegt darin, daß die Bildebeneeines Objektes, das dem Objektiv näher liegt als ein anderes, im allgemeinen hinter der Bildebene dieses anderen. Objektes liegt. Wenn die Bildebene dieses anderen Objektes (z. B. eines Objektes in unendlich weiter Entfernung) vofi der Mattscheibenebene nach vorn verschoben wird, i h id Ojk B i j

"4 dann kommt deshalb die Bildebene des naher liegenden Objektes (z. B. eines Objektes in extrem naher Entfer-

i'; nung) in Übereinstimmung mit der Mätt&heibeneberie.

i; Aus dem oben genannten Grund kann die Wanderung der Bildebene, die bei der Brennweitenverstellung auf-

f: tritt, auch für den Fokussierungsvorgang benutzt werden.

Das Varioobjektiv der vorliegenden Erfindung zeichnet sich also gegenüber den optisch-kompensierten

|| Varioobjektiven des Standes der Technik, bei denen die Wanderung der Bildebene innerhalb der Schärfentiefe

W vermindert ist, durch die bewußt vergrößerte, außerordentliche Wanderung der Bildebene, welche die Schärfen-

tiefe überschreitet, aus.

!": Bei den bekannten optisch-kompensierten Varioobjektiven ist die Brennweite über den gesamten Brennwei-

j' tenänderungsbereich kontinuierlich änderbar; und zwar ohne einen wesentlichen Verlust an Bildschärfe wegen

i|| der verminderten Wanderung der Bildebene innerhalb der Schärfentiefe.

H Im Gegensatz dazu sind nach der vorliegenden Erfindung die verfügbaren Brennweiten ohne Verlust der BiId-

jii schärfe auf zwei begrenzt, die an den beiden Enden der Bewegung der zweiten Linsengruppe erreicht werden,

und es ist eine Möglichkeit zur Makrophotographie durch die außerordentlich große, die Schärfentiefe über-■ schreitende Wanderung der Bildebene im Austausch für die begrenzte Veränderbarkeit der verfügbaren Brenn-

jlji weiten neu geschaffen.

'φ Dieser Austausch ist als eine bemerkswcrte Weiterentwicklung der Technik einzuschätzen, weil die Tauglich-

§; keit für die Makropftotographie von größerem Wert ist als die aufgegebenen Zwischenwerte der Brennweite, die ?; ansonsten zwischen der kleinsten und der größten Brennweite zur Verfugung stünden. Es ist dabei zu bedenken, [ daß die kleinste und die größte Brennweite bei den bekannten Varioobjektiven deutlich häufiger verwendet wer-

den als die Zwischenwerte der Brennweite.

ι¹'. Nach der vorliegenden Erfindung sind die kleinste und die größte Brennweite, die für ein normales Varioob-

jektiv unverzichtbar sind, ohne Verlust an Bildschärfe immer noch beibehalten, und die Tauglichkeit zur Makro-

M photographie ist außerdem hinzugefügt.

^f Aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen wird die Erfin-

|: dung näher erläutert.

f\ Fig. 1 zeigt ein Schnittbild einer Hälfte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

\\ Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Ϊ Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt ein Schnittbild einer Hälfte einer anderen Ausführungsförm der Erfindung.
Fig. 5 ist ein Schemabild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 sind Skizzen, die verschiedene Artender Aberrationen in der Ausführungsform nach Fig. 5 darstellen. Fig. 7 zeigt in einer graphischen Darstellung die Veränderung der Brennweite gegenüber der Stellung der

zweiten Linsengruppe und die Veränderung der Bildebenenwanderung gegenüber der Stellung der zweiten Lin-

sengruppe in der Ausführungsform nach Fig. 5.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Stellung der zweiten Linsengruppe,

wenn sie verschoben wird, und der Aufnahmeentfernung des Objektivs zu dem Objekt wiedergibt.

Fi g. 1 zeigt eine erste Ausfuhrungsform der Erfindung, in der mit 1 eine erste Linsengruppe, mit 2 eine zweite Linsengruppe und mit 3 eine dritte Linsengruppe bezeichnet sind. Die dritte Linsengruppe 3 dient als eine Hauptlinse, ist aber nicht wesentlich. Mit 4 ist ein Fokussierungsring bezeichnet, der die erste Linsengruppe 1 j

trägt und dreh- und verschiebbar auf eine feststehende Objektivfassung 6 aufgepaßt ist, die mittels der auf beiden Gliedern vorgesehenen schraubenartigen Abschnitte 5 die dritte Linsengruppe 3 trägt. Mit 7 ist eine Nut ₎

bezeichnet, die auf der feststehenden Objektivfassung 6 parallel zur optischen Achse vorgesehen ist und entlang der ein Griff 9 geführt wird, der fest auf einem gleitend verschiebbaren Linsenrahmen 8 montiert ist, welcher die zweite Linsengruppe 2 trägt. In Fig. 2 sind mit 10 Gradeinstellungen gezeigt, die die Entfernung von dem Objektiv zu einem Objekt angeben; die Gradeinstellungen sind auf dem Umfang des Fokussierungsrings 4 vor- ! gesehen. Jede der Gradeinteilungen wird mit einem auf der feststehenden Objektivfassung 6 vorgesehenen φ Indexzeichen U in Übereinstimmung gebracht, um dadurch einen Abstand von dem Objektiv zu dem scharf |! eingestellten Objekt anzuzeigen. |

Wenn der Fokussierungsring 4 so eingestellt wird, daß das Objektiv auf einen Punkt im Unendlichen fokus- | siert ist, wenn die zweite Linsengruppe 2 mit Hilfe des Griffes 9 von der äußersten rechten Seite bis zur äußer- '

sten linken Seite in der Gleitlänge in Fig. 1 gleitend verschoben wird, dann ändert sich in der Ausführungsform ·.'·' die Brennweite des gesamten Objektivs wachsend von./2 = 28 mm bis/= 56 mm. Da das Objektiv so ausgelegt i

ist, daß es auf einen Punkt im Unendlichen fokussiert ist, bleibt die Linsenanordnung eines herkömmlichen Varioobjektivs auf einen Punkt im Unendlichen fokussiert, auch wenn sich die Brennweite ändert, wie es in F i g. 3 durch eine strichlierte Linie A gezeigt ist, d. h. sie ist so ausgelegt, daß eine Wanderung der Bildebene auf

Grund der Änderung in der Brennweite auf das Mindestmaß zurückgeführt ist. Gemäß der Erfindung ist im Gegensatz dazu die Linsenanordnung so ausgelegt, daß mit einer Vergrößerung der Brennweite, wie sie durch eine Kurve D in F i g. 3 aufgetragen ist, die Aufnahmeentfernung in großem Ausmaß in Richtung auf die Seite der Makrophotographie verschoben und dann auf den Punkt im Unendlichen zurückgebracht wird. Anders gesagt, sie ist so ausgelegt, daß eine Bildebene (in diesem Fall eine Bildebene eines Objektes im Unendlichen) auf der identischen Fläche, d.h. auf einer Mattscheibenebene eines lichtempfindlichen Films liegt, wenn die zweite Linsengruppe 2 sich entweder auf der äußersten rechten Seite oder auf der äußersten linken Seite ihrer Gleitlänge befindet, während die Bildebene während der gleitenden Bewegung der zweiten Linsengruppe 2 in einem größeren Ausmaß in Richtung auf die Objektseite zu verschoben wird. Eine solche Bildebenenwanderung wird bewirkt, indem die Objektivbrechkraft in einer Weise zusammengestellt wird, daß die erste Linsengruppe 1 von negativer Brechkraft und die zweite Linsengruppe 2 von positiver Brechkraft ist. Mit einer solchen

Anordnung ergibt sich der äußerst reduzierte Außendurchmesser eines Objektivs, der zu einer kompakten Ge- I

samtabmessung beiträgt. ■ '

Wenn die Anordnung der Brechkraft und die Verschiebungsstellung der zweiten Linsengruppe 2 durch Zahlenwerte ausgedrückt werden, kann man beispielsweise annehmen, daß die erste Linsengruppe 1 aus einer Gesamtlinsengruppe mit einer Brennweite von/J = - 40,284 mm besteht; die dritte Linsengruppe 3, die aus einer positiven Linsengruppe mit einer Brennweite von./} = 199,362 mm besteht, befindet sich in einem Abstand von 72,83 mm von der ersten Linsengruppe 1 zwischen den beiden Linsengruppen, die jede als eine dünne Linse betrachtet werden (hiernach wird dieser Abstand als ein Linsengruppenzwischenabstand bezeichnet), und der Brennpunktabstand von der Linsenrückseite (Schnittweite) ist auf 3,40 mm festgesetzt. Die feststehende Objektivfassung 6 setzt eine Stellung der Linsenanordnung in einer Weise fest, daß, wenn die Linsenanordnung der Erfindung für eine Kamera verwendet wird, eine Mattscheibenebene oder ein lichtempfindlicher Film an einem Punkt auf der Rückseite des Objektivs gelegen ist, der von diesem um einen dem Brennpunktabstand von der Linsenrückseite (Schnittweite) entsprechenden Abstand entfernt ist. Wenn unter den aufgestellten Bedingun- 'V^; gen die aus einer insgesamt positiven Linsengruppe mit einer Brennweite von f₂ = 28,284 mm bestehende ν zweite Linsengruppe 2 sich um einen Linsengruppenabstand von 28,00 mm von der ersten Linsengruppe 1 entfernt befindet, dann wird die Aufnahmeentfernung 51 von dem Objektiv bis zu dem scharf eingestellten Objekt ; Sl - °° sein. Eine Objektivbrennweite/der Linsenzusammenstellung ist dann/= 28,00 mm. Wenn die zweite Linsengruppe 2 auf die erste Linsengruppe 1 zu verschoben wird bis zu einem Punkt, an dem der Linsengrup- > penzwischenabstand zwischen ihnen 8,00 mm ist, dann ist 51 = «und gleichzeitig/= 56,00 mm. So kann an die- '£ sen beiden Punkten eine Aufnahme entweder bei einem Punkt im Unendlichen oder bei einem Punkt in gerin- %; gern Abstand durch Einstellen des Fokussierungsringes 4 durchgeführt werden. Wenn die zweite Jg Linsengruppe 2 auf die erste Linsengruppe 1 zu verschoben wird bis zu einem Punkt, an dem ein Linsengrup- p penzwischenabstand zwischen denselben 18,00 mm ist, d. h. bis zu einem mittleren Punkt zwischen den obigen ?;| zwei Punkten, dann ist Sl = -446,56 mm, und die Aufhahmeentfemung wird in einem größeren Ausmaß in |§

Richtung auf die Seite eines geringen Abstandes verschoben, wie es durch die Kurve Din Fig. 3 aufgezeichnet ρ ist; gleichzeitig ist/= 37,95 mm. Wenn die erste Linsengruppe 1 unter der oben aufgestellten Bedingung durch Ü den Fokussierungsring 4 verschoben wird, dann ist 51 = - 237,91 mm im Falle, daß die maximale Verschiebung 2,50 mm beträgt So ist innerhalb des Bereichs von 51 = -237,56 mm bis 51 = -446,56 mm Makrophotographie möglich.

Wie aus dem Vorangehenden ersichtlich, kann gemäß der Erfindung die Fokussierung auf einen Abstand zwischen dem Punkt im Unendlichen und dem Punkt in geringer Entfernung bei den beiden Punkten/= 28 mm und 56 mm, wie sie durch die Gradeinteilung 10 angegeben sind, durch Einstellen des Fokussierungsringes 4 bewirkt werden. Anders gesagt, das Verschieben des Griffs 9 erlaubt es, ein Varioobjektiv vorzusehen, das bei zwei Arten von Bildvergrößerungen verwendet werden kann. Wenn andererseits der Griff9 auf einen mittleren Punkt seiner Gleitlänge eingestellt wird, dann wird eine so fokussierte Stellung in einem größeren Ausmaß in Richtung auf die Seite einer geringen Entfernung verschoben, so daß das Objektiv als ein Makroobjektiv verwendet werden kann. Wie aus der Kurve D in Fi g. 3 ersichtlich, kann die Makrophotographie an einem mittleren Punkt der Gleitlänge des Griffes 9 ausgeführt werden, so daß dort an dem mittleren Punkt der Gleitlänge des

Griffes 9 ein Zeichen »CLOSE UP« (d. h. Makrophotographie) vorgesehen ist, wie es am besten in F i g. 2 zu sehen ist. In diesem Fall kann wie in dem vorhergehenden Fall auch die Fokussierung durch Einstellen des Fokussierungsringes 4 bewirkt werden. Eine durch die Gradeinteilung 10 angegebene Entfernung jedoch ist, wie in dem Falle, in dem Makrophotographie unter Verwendung eines Nahaufnahmezusatzes, wie zum Beispiel einem Zwischenring oder einer Vorsatzlinse, durchgeführt wird, nicht ein wirklicher Abstand vom Objektiv zum Objekt, und folglich ist eine solche durch die Gradeinteilung angezeigte Entfernung nicht verwendbar. Eine strichlierte Linie B in Fig. 3 gibt den Fall wieder, in dem das herkömmliche Varioobjektiv auf den geringsten Abstand fokussiert ist, eine strichlierte Linie Cstellt den Fall klar, in dem eine andere Vorrichtung der Makrophotographie, zum Beispiel Zwischenringe, Balgeneinstellgeräte oder Vorsatzlinsen, für das herkömmliche Varioobjektiv verwendet wird, und eine Kurve £ stellt den Fall dar, in dem die Linsenzusammenstellung der Erfindung auf den geringsten Abstand fokussiert ist, um jeweils eine Brennweite zu verändern. Aus Fi g. 3 ist zu ersehen, daß in der beschriebenen Ausführungsform Aufnahmen innerhalb eines von den Kurven D und £ umfaßten Entfernungsbereichs ausgeführt werden können. Um die Einstellung des Objektivs auf/= 56 mm, »CLOSE UP« - Stellung und/= 28 mm jeweils sicherzustellen, ist in der beschriebenen Ausführungsform eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rastvorrichtung enthalten.

Als Fokussierungsvorrichtung kann eine solche, die ein vorderes Element, d. n. die erste Linsengruppe 1 verschiebt, eine, die ein hinteres Element, d. h. die dritte Linsengruppe 3 verschiebt, oder eine, die die gesamte Linsenzusammenstellung verschiebt, verwendet werden. Der Griff 9 in der beschriebenen Ausführungsform ist auf dem bewegbaren Linsenrahmen 8 montiert^ so daß er von Hand betätigt werden kann, aber er kann auch so konstruiert sein, daß er durch irgendein bekanntes Antriebsmittel bewegt werden kann.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform werden die erste und die dritte Linsengruppe 1 und 3 durch die feststehende Objektivfassung 6 getragen. Eine spiralige Führungsnut 12 ist auf der Innenwand des Fokussierungsringes 4 vorgesehen und ein Führungsstift 13 ist an dem bewegbaren Linsenrahmen 8 montiert und in die Führungsnut 12 eingepaßt; der Führungsstift 13 kann entlang der Nut 7 parallel zur optischen Achse geführt werden. Bei einer solchen Konstruktion kann sich die zweite Linsengruppe 2 verschieben, wenn der Fokussierungsring 4 gedreht wird. Die Gradeinteilungen, die eine Aufnahmeentfernung anzeigen und auf dem Fokussierungsring 4 vorgesehen sind, sind basierend auf der Beziehung zwischen einem Punkt, zu dem die zweite Linsengruppe 2 verschoben wird, und einer Aufnahmeentfernung von dem Objektiv zu dem scharf einzustellenden Objekt gemäß der Kurve D in Fig. 3 markiert. So wird die kürzeste Aufnahmeentfernung bei dieser Ausfuhrungsform, verglichen mit dem der Ausführungsform nach Fig. 1, leicht verlängert, da die Beziehungzwischen einer Aufnahmeentfernung und einer Brennweite allein durch die Kurve D in Ei g. 3 bestimmt wird. Bei der zweiten Ausführungsform ist es nicht zulässig, wahlweise eine Brennweite/des Objektivs mit einer-Aufnahmeentfernung zu kombinieren. Jedoch ist in dieser Ausführungsform ein im Aufbau einfaches Varioobjektiv vorgesehen, das für Makrophotographie verwendbar ist und bei dem zwei verschiedene Brennweiten f,'d:h. zwei Arten der Bildvergrößerung in bezug auf die jeweiligen Abstände zwischen Objektiv und Objekt erhalten werden.

Fi g. 5 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. Die sich-auf diese Ausführungsform beziehenden Daten werden in der unten folgendenTabelle angegeben. Wie aus F i g. 5 und der nachfolgenden Tabelle zu ersehen, bilden die Linsenelemente G\ und G₂ eine erste Linsengruppe I, und die Linsenelemente G₃, G₄ und G₅ sind gemeinsam bewegbar und bilden eine zweite Linsengruppe II, währenddie Linsenelemente G₆ bis G_]o eine dritte Linsengruppe III bilden, die als Häuptlinsengruppe dient. Das Linsenelement G₇ ist ein Prisma ohne Brechkraft. Da die zweite Linsengruppe II bewegbar ist, sind die axialen Abstände </₄ und ^₉ zwischen den jeweiligen Linsengruppen veränderlich.

Fig. 5 (S) zeigt den Fall, in dem die zweite Linsengruppe II; G₃, G₄₄ G₅ sich-an einem Punkt befindet, in dem die Objektivbrennweite des durch die Linsengruppe I, II, III gebildeten Objektivs die kürzeste ist, (L) stellt den Fall dar, in dem die zweite Linsengruppe II; G₃, G₄, G₅SiGh an einem Punkt befindet, in dem die Objektiv brennweite die längste ist, und (M) zeigt den Fall; in dem die zweite Linsengruppe II; G₃, G₄, G₅ sich an einem Punkt befindet, in dem Makrophotographie möglich ist: Aus der Tabelle kann abgelesen werden, daß im Falle (S) d_A = 20,787 mm, d₉ = 1,641 mm, im Falle (L) </₄ = 0,787 mm, d₉ = 21,641 mm und in dem Falle (Ai) </„ = 10,787 mm, d₉ = 11,641 mm.

Tabelle

/= 55,298 ~ 27,581 1: 4,63 Bildwinkel 2ω = 24°32' ~ 45°06

Linse Radius Axialer Abstand Brechungsindex Abbesche Zahl

rfi UOO JW₁ 1,48749 Vd₁ 70,15 60

di.-1,436 -

di1 1,200 Nd₂ 1,48749 Vd₂ 70,15

65 rf₄ 20,787-0,787 (10,787)

(veränderlieh)

5-

Fortsetzung

Linse

Radius

Axialer Abstand Brechungsindex Abbesche Zahl

ίο II

15

20

25

30

35

III

Gj G₄

G₇

G₈

G₉

-G₁

rs	46,381	d₅ 5,299	A'rfj 1,62041	Krf, 60,25

r₆	-34,029	d₆ 1,000	Nd₄ 1,80518	Krf₄ 25,43

T₁	-68,817	rf, 0,101

r%	45,126	rf₈ 2,999	W₅ 1.677OQ	Krf₅ 55,38

*r<)*	-341,339	4, 1,641-21,641 (11,641)
		(veränderlich)

Io	-32,995	rfio 1,000	Nd₆ 1,48749	Vd₆ 70,15
		rf 3 921 i²·⁴⁴⁶
Ii	59,116	rf,, 3,921 J₁₄₇₅
	OO	rf, 2 7,850	JW₇ 1,51680	Krf, 64,04

*^r\3*	OO	rf,3 0,895

*r_u*	27,698	rf,₄ 1,700	iVrfg 1,72124	Vd₁ 38,04

*r_ls*	-40,650	rf,₅ 4,700

7\|₆	-16,766	rf,6 1,000	Nd₉ 1,74000	Krf, 28,28

17	30,682	rf₁₇ 1,800

18		rfis 2,400	AW₁₀ 1,69350	Krf₁₀ 53,3!

19	-15,710	Drf 60,929

40

Fig. 6 zeigt Skizzen, die verschiedene Aberrationsarten in der Ausführungsform nach Fig. 5 wiedergeben; dabei geben (5-1), (M-I), (L-I) sphärische Aberrationen für (S), (M) und (L) in Fig. 5, (S-2), (M-I) und (L-I) den Astigmatismus und (S-3), (A/-3) und (L-3) die Verzeichnung jeweils für (S), (M) und (L) wieder. In F i g. 7 stellt eine punkt-strichlierte Linie Fdie Veränderung der Objektivbrennweite gegenüber einer Stel lung der zweiten Linsengruppe II; Gj, G₄, G₅ dar, und eine durch eine ausgezogene Linie wiedergegebene Kurve /stellt die Wanderung der Bildebene dar. Eine gerade Linie PgM eine Stellung der Mattscheibenebene gegenüber einer Stellung der zweiten Linsengruppe II; G₃, G₄, G₅ wieder. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird die Ausgangslage der Bildebene in Übereinstimmung mit der Mattscheibenebene festgesetzt, und während der Schiebebewegung der zweiten Linsengruppe II; G₃, G₄, G₅ aus der einen äußersten Stellung in die andere

äußerste Stellung, d. h. von (S) nach (L) wandert die Bildebene zuerst aus der Ausgangslage zur negativen Seite der F i g. 7, d h. konkret zur Objektseite und danach zur Ausgangslage zurück. Die Zahlen auf der Kurve /geben die Aufnahmeentfernung an, die von der Größe der Bildebcucnwänderang abhängt; dabei gelten die nicht in Klammern gesetzten Zahlen für den Fall, in dem die Kurve /eine Lage der Bildebene eines im Unendlichen befindlichen Objekts darstellt, und die in Klammern gesetzten Zahlen zeigen eine Lage der Bildebene eines

Objektes, das um einen Abstand von 1,2 m vom Objektiv entfernt ist

In Fig.8 sind jene Zahlen aus Fig.7 in einem Diagramm aufgetragen, wobei die Kurve D' die Zahlen ohne Klammern und die Kurve E die in Klammern gesetzten Zahlen wiedergeben. Photographiert wird innerhalb eines von den Kurven Z)'und E eingeschlossenen geschwärzten Bereichs. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß das Diagramm in Fig. 8 im wesentlichen von derselben Art ist wie das in Fig. 3.

Inden F ig. 5 bis 8 ist eine Stellung der zweiten Linsengruppe HiG₃₅G₄₅G₅TJeI (M) an einem mittleren Punkt zwischen denen bei (S) und (L) festgesetzt Wie aus F i g. 8 zu ersehen, ergibt sich, wenn die Stellung der zweiten Linsengruppe Π; G₃, G₄, G₅ seitlich auf einen Punkt verschoben wird, der eher etwas näher bei (S) liegt, anstatt daß sie auf den Mittelpunkt eingestellt wird, die Möglichkeit zur Aufnahme bei dem Punkt geringerer Entfernung. Es hängt von dem Fall ab, ob eine Stellung der zweiten Linsengruppe Π; G₃, G₄, G₅, in der die kürzeste

scharf einstellbare Entfernung erreicht wird, genau auf den Mittelpunkt der Gleitlänge der Linsengruppe Π eingestellt wird, oder ob die Stellung auf einen Punkt näher an (S) oder (L) verschöben wird. Im letzteren Falle steht es frei, ob die Stellung der zweiten Linsengruppe II; G₃, G₄, G₅ in (M) von dem Mittelpunkt in der Gleitlänge der Linsengruppe verschoben wird oder nicht '

Wendet man sich noch einmal der Fi g. 7 zu, so gibt dort eine zwei-Punkt-strichlierte Linie P' eine Lage einer Mattscheibenebene wieder, wenn ein allgemein verwendetes Varioobjektiv angeordnet wird, was zur Bezugnahme dargestellt ist. Im Falle, daß die Mattscheibenebene, wie durch die Linie P' gezeigt, bestimmt ist, dann wird in Fig. 8 eine Wanderung der Bildebene maximal 1,4 mm auf der positiven Seite der Ordinate und maximal 1,4 mm auf deren negativer Seite sein. Wenn diese Maximalwerte in den Bereich einer Schärfentiefe fallen, wird ein solches Varioobjektiv als ein über den gesamten Bereich der veränderlichen Brennweiten die Bildschärfe aufrechterhaltendes Varioobjektiv verwendet werden. Dies ist jedoch dort unmöglich, wo eine Wanderung der Bildebene so groß ist wie in den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung. (Im Falle eines optisch kompensierten Varioobjektivs ist es im allgemeinen schwer, eine Wanderung der Bildebene zu vermindern.) Wie aus dem Vorangehenden ersichtlich, macht es eine Zunahme der Bildebenenwanderung im Falle eines Varioobjektivs schwer, dieses handelsmäßig als Varioobjektiv anzubieten, während im Falle eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs die Zunahme der Bildebenenwanderung zu einer Komprimierung der kürzesten Entfernung fuhrt, der Makrophotographie zuläßt, was dazu beiträgt die Nutzbarmachung des Objektivs auf kommerzieller Basis zu erhöhen.

Hierzu 6 Blatt zeichnungen

60

Claims

Patentansprüche:

1. Varioobjektiv mit einer ersten negativen Linsengruppe, einer zweiten, zur Brenuweitenveränderung bewegbaren positiven Linsengruppe und einer ortsfesten dritten positiven Linsengruppe, wobei die Objek tivbrennweite im Verlauf der Bewegung der zweiten Linssngruppe vom einen zum anderen Ende kontinuier lich zunimmt und die Bildebene des Objeküvs dabei kontinuierlich aus einer Ausgangsstellung in Richtung auf die Objektseite zu und wieder in die Ausgangsstellung zurück verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraft der ersten (1; I) und der zweiten (2; Π) Linsengruppe derart bestimmt sind, daß die während der Bewegung der zweiteE Linsengruppe (2; II) von dem einen zum anderen Ende auftretende Wanderung der Bildebene so groß gemacht wird, daß der Bereich der Schärfentiefe überschritten und dann dieser Bereich für die Makrophotographie gut verwendbar ist

2. Varioobjektiv nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsengruppe (1; I) für die Fokussierung im Bereich zwischen der unendlich weiten Entfernung und der üblich nahen Entfernung entlang der optischen Achse bewegbar ist.