Die Erfindung betrifft ein Kamerazoomobjektiv mit einem Linsensystem, wobei eine Brennweite des Linsensystems zwischen einer minimalen Brennweite und einer maximalen Brennweite einstellbar ist und sich eine minimal einstellbare Blendenzahl des Linsensystems in Abhängigkeit der Brennweite ändert. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optisches Abbildungsgerät, eine Steuereinheit zur Steuerung einer Aperturblende, ein Verfahren zum Steuern einer Aperturblende, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium.

Zoomobjektive im Foto- und Cine-Bereich sind in ihren Dimensionen deutlich größer als Objektive mit fest vorgegebener Brennweite, sog. Festbrennweiten, mit gleicher minimal einstellbarer Blendenzahl (maximal einstellbare Apertur). Um die Baugrößen einigermaßen praktikabel zu halten sind Zoomobjektive häufig mit einer größeren minimal einstellbaren Blendenzahl als Festbrennweiten ausgestattet. Brennweite f, Eintrittspupillendurchmesser D_EP und Blendenzahl F# sind wie folgt voneinander abhängig:

Zudem kann sich die minimal einstellbare Blendenzahl über den Zoombereich mit zunehmender Brennweite verringern, um den Korrekturaufwand, z. B. als Anzahl der Linsen, und damit auch die Baugröße weiter zu reduzieren. Figur 1 zeigt die Abhängigkeit der minimal einstellbaren Blendenzahl von der Brennweite für typische Zoomobjektive gemäß dem Stand der Technik. Derzeitige Fotozoomobjektive haben entweder eine konstante minimal einstellbare Blendenzahl über den Zoombereich (Beispiel 1 in Figur 1) oder eine mit zunehmender Brennweite zunehmende minimal einstellbare Blendenzahl (Beispiel 2 in Figur 1 mit kontinuierlicher Zunahme der minimal einstellbaren Blendenzahl, Beispiel 3 in Figur 1 mit diskontinuierlicher Zunahme der minimal einstellbaren Blendenzahl). Grund dafür ist der einzugehende Kompromiss zwischen der Baugröße einerseits und dem Kundenwunsch nach großer Blendenöffnung andererseits.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, um möglichst kompakte Zoomobjektive zu schaffen. Aus der US 2019 / 0 079 269 A1 ist ein Zoomobjektiv mit mehreren Linseneinheiten bekannt. Die mehreren Linseneinheiten bestehen in der Reihenfolge von einer Objektseite zu einer Bildseite aus: einer ersten Linseneinheit mit einer positiven Brechkraft; einer zweiten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft; einer dritten Linseneinheit mit einer negativen Brechkraft; und einer hinteren Linsengruppe mit mindestens einer Linseneinheit. Ein Abstand zwischen der zweiten Linseneinheit und der dritten Linseneinheit wird am Teleende des Brennweitenbereichs größer als am Weitwinkelende des Brennweitenbereichs. Die dritte Linseneinheit wird während des Fokussierens bewegt. Die Brennweiten der zweiten Linseneinheit und der dritten Linseneinheit, die Brennweite des Zoomobjektivs am Weitwinkelende des Brennweitenbereichs und die letzte Schnittweite am Weitwinkelende werden geeignet eingestellt. Die minimal einstellbare Blendenzahl der beschriebenen Beispiele ist entweder konstant über den gesamten Brennweitenbereich oder nimmt ausgehend vom Weitwinkelende in Richtung des Teleendes des Brennweitenbereichs zu.

Die US 2019 / 0 011 682 A1 offenbart ein Zoomobjektiv mit Linseneinheiten, wobei die Linseneinheiten in der Reihenfolge von der Objektseite aus eine erste Einheit mit positiver Brechkraft, eine negative Zwischenlinsengruppe mit insgesamt negativer Brechkraft mit einer Einheit, eine (n - 1)-te Einheit mit positiver Brechkraft und eine n-te Einheit mit positiver Brechkraft umfassen. Während des Zoomens bewegt sich die erste Einheit, wobei ein Abstand zwischen der (n - 1)-ten und der n-ten Einheit am Teleende des Brennweitenbereichs kleiner ist als am Weitwinkelende. Die n-te Einheit enthält positive Linsen LPL aus einem Material mit geeigneter Abbe-Zahl, wobei eine positive Linse LPH der n-ten Linseneinheit, die auf der Bildseite der Linsen LPL angeordnet ist, aus einem Material mit geeignetem Brechungsindex besteht. Der Abstand zwischen den Linsenoberflächen auf der Objektseite und der Bildseite der n-ten Linseneinheit sowie die letzte Schnittweite am Weitwinkelende des Brennweitenbereichs sind geeignet eingestellt. Die minimal einstellbare Blendenzahl der beschriebenen Beispiele ist im Wesentlichen konstant über den gesamten Brennweitenbereich.

Die US 7 075 731 B1 beschreibt ein Zoomobjektiv mit großer Apertur und verbesserter optischer Leistung, das als Standardzoomobjektiv dient und insbesondere für eine Spiegelreflexkamera mit einer Linse geeignet ist. Das Zoomobjektiv verwendet ein Linsensystem mit vier Gruppen von Linsen mit positiver, negativer, positiver und positiver Brechkraft. Die minimal einstellbare Blendenzahl beträgt über den gesamten Brennweitenbereich konstant ca. 2,8.

Zoomobjektive mit konstanter minimal einstellbarer Blendenzahl über den gesamten Brennweitenbereich sind außerdem aus der US 2018 / 0 045 915 A und der JP 2004 - 101 739 A bekannt. Zoomobjektive mit kontinuierlich zunehmender minimal einstellbarer Blendenzahl werden z. B. in JP 2003 - 295060 A und US 5734508 A offenbart.

Der Kompromiss zwischen der Baugröße einerseits und dem Kundenwunsch nach großer Blendenöffnung andererseits wirkt sich nachteilig auf die Möglichkeit des Freistellens von Objekten aus. Typische Standardzoomobjektive mit Brennweiten im Bereich f = 24 oder 28 mm bis f = 105 mm (bezogen auf eine Bildhöhe von y‘ = 21,63 mm) haben heute lediglich minimal einstellbare Blendenzahlen von F# = 4,0. Damit sind Aufnahmen im Portraitbereich zwischen f = 50 mm bis 75 mm nur mit großer Schärfentiefe möglich. Bei Zoomobjektiven mit einer Spreizung von ca. 4 - 5 X wird also die gewünschte minimal einstellbare Blendenzahl im

Portraitbereich durch den akzeptierten Bauraum limitiert.

Außerdem sind Zoomobjektive gemäß dem Stand der Technik bezüglich ihres Korrekturzustandes üblicherweise so ausgelegt, dass die beiden Randbrennweiten f‘_wide (Weitwinkelende) und f‘_tele (Teleende) den Aufwand an sphärischen und asphärischen Linsen sowie Sondergläsern definieren. Daraus ergibt sich im mittleren Brennweitenbereich ein

„Performance-Überschuss“, d. h. es stehen mehr Korrekturmittel als zwingend notwendig zu Verfügung und die Abbildungsleistung, feststellbar z. B. anhand der Modulationstransferfunktion, ist sehr viel besser als bei den Randbrennweiten.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein

Kamerazoomobjektiv bereitzustellen, mit denen die vorstehend genannten Nachteile verringert oder sogar behoben werden können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteilhafte Foto- oder Filmkamera zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Möglichkeiten zur verfahrensseitigen Umsetzung der

Erfindung anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Grundidee der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass in einem mittleren Brennweitenbereich größere Aperturen und folglich kleinere Blendenzahlen, z. B. F# < 2,8, benötigt werden, um einen gewünschten Freistellungseffekt zu erzielen.

Im Weitwinkelbereich ist eine große Apertur nicht notwendig. Aufgrund der kurzen Brennweite ist im Weitwinkelbereich die Schärfentiefe groß und das künstlerische Freistellen unüblich. Im Portraitbereich, also mittleren Brennweitenbereich, wird hingegen eine größere Apertur realisiert, um ein verbessertes Freistellen zu ermöglichen. Im Telebereich nimmt die Apertur wieder ab, um bei moderater Baugröße noch eine möglichst lange Maximalbrennweite zu realisieren. Vorteilhaft kann somit trotz geringer Baugröße des Objektivs ein verbesserter Freistellungseffekt im Portraitbereich erzielt werden.

Des Weiteren hat dieser Verlauf der Apertur über den Brennweitenbereich den Vorteil, dass der im mittleren Brennweitenbereich vorhandene „Korrekturmittelüberschuss“ besser ausgenutzt werden kann, um eine höhere Apertur zu realisieren. Damit ist das Verhältnis zwischen Korrekturaufwand und umgesetzter Abbildungsleistung gleichmäßiger über den Brennweitenbereich verteilt.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft daher ein Kamerazoomobjektiv mit einem Linsensystem, wobei eine Brennweite des Linsensystems zwischen einer minimalen Brennweite und einer maximalen Brennweite einstellbar ist und sich eine minimal einstellbare Blendenzahl des Linsensystems in Abhängigkeit der Brennweite ändert.

Zur Realisierung der Zoomfunktion, also dem Variieren der Brennweite, weist das Linsensystem mehrere Linsengruppen, nämlich mindestens eine objektseitige Linsengruppe und eine bildseitige Linsengruppe auf. Beispielsweise können insgesamt vier Linsengruppen vorgesehen sein, von denen mindestens eine Linsengruppe beweglich angeordnet ist. Das Zoomobjektiv kann beispielsweise einen Brennweitenbereich zwischen 24 mm und 105 mm, 28 mm und 200 mm oder 35 mm bis 85 mm aufweisen. Selbstverständlich sind auch andere Brennweitenbereiche möglich.

Diese und die nachfolgend angegebenen Brennweiten beziehen sich auf eine Bildhöhe von y‘ = 21,63 mm und eine Entfernungseinstellung auf unendlich. Unter der Bildhöhe kann dabei die Hälfte der Diagonale eines maximal großen rechteckigen Bildausschnitts innerhalb des Bildkreises des Kamerazoomobjektives verstanden werden. Für andere Fokuseinstellungen gilt das Gesagte entsprechend. Innerhalb der Bildfläche kann eine Bilddetektion erfolgen, z. B. mittels eines Bildsensors, eines chemischen Films, etc. Beispielsweise kann ein Vollformatbildsensor mit einer Sensorgröße von 24 mm x 36 mm zum Einsatz kommen. Bei Verwendung anderer Sensorgrößen, z. B. APS-C oder M4/3, sind die angegebenen Brennweiten unter Verwendung des entsprechenden Formatfaktors linear zu skalieren. Der Skalierungsfaktor wird auch als Crop-Faktor bezeichnet. Zum Erreichen des gewünschten Freistellungseffekts ist die Blendenzahl ebenso zu skalieren.

Das Kamerazoomobjektiv kann für eine Fotokamera, also als Fotoobjektiv, oder für eine Filmkamera, also als Filmobjektiv, genutzt werden. Auch eine kombinierte Nutzung ist möglich. Weitere Anwendungen, z. B. in den Bereichen Beobachten, Messen, Qualifizieren, Quantifizieren, sind möglich.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die minimal einstellbare Blendenzahl bei einer Brennweite, die größer als die minimale Brennweite und kleiner als die maximale Brennweite ist, am kleinsten ist. Folglich nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl ausgehend von einer minimalen Brennweite des Objektivs, also dem Weitwinkelende, bis zu einem Minimum ab und anschließend in Richtung maximaler Brennweite, also in Richtung Teleende, wieder zu.

Der Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl über den Brennweitenbereich kann dabei beliebig sein und beispielsweise dem Verlauf einer Parabelfunktion oder Rechteckfunktion folgen. Insofern kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl nicht nur bei einer bestimmten Brennweite vorliegen, sondern sich auch über einen Brennweitenbereich erstrecken oder es kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl mehrfach erreicht werden.

Die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl und der Blendenzahlenverlauf können beispielsweise durch entsprechende Steuerung einer im Linsensystem angeordneten Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung festgelegt sein.

Die Durchmesser der einzelnen Linsengruppen und Linsenelemente sind derart ausgelegt, dass der gewünschte Blendenzahlverlauf im gesamten Linsensystem ermöglicht werden kann. Folglich sind die Durchmesser derart gewählt, dass auch bei maximaler Blendenöffnung, d. h. bei der kleinsten Blendenzahl, der gewünschte Strahlengang durch die Linsengruppen und Linsenelemente realisierbar ist.

Im Bereich der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl und folglich einer großen Blendenöffnung ist die Schärfentiefe gering, so dass mit dem Objektiv aufgenommene Objekte besser freigestellt werden können. Die Zunahme der minimal einstellbaren Blendenzahl in Richtung Tele- und Weitwinkelende des Brennweitenbereichs ermöglichst gleichzeitig eine kompakte Gestaltung des Objektivs.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Linsensystem die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl in einem Brennweitenbereich aufweisen, dessen Grenzen sich durch Multiplikation der Bildhöhe mit den Faktoren 1,62 und 4,16, bevorzugt mit den Faktoren 1,85 und 3,70, weiter bevorzugt mit den Faktoren 2,31 und 3,47, ergeben.

Die Bildhöhe kann beispielsweise 21,63 mm betragen. Bei dieser Bildhöhe kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl folglich in einem Brennweitenbereich zwischen 35 mm und 90 mm, bevorzugt zwischen 40 mm und 80 mm, weiter bevorzugt zwischen 50 mm und 75 mm, liegen.

Portraitaufnahmen, bei denen eine geringe Schärfentiefe zur Erzeugung eines Freistellungseffekts häufig gewünscht ist, werden üblicherweise in den sich ergebenden Brennweitenbereichen gemacht. Insofern wirkt sich eine niedrige Blendenzahl in diesen Bereichen besonders vorteilhaft aus.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl kleiner 2,8, bevorzugt kleiner 2,5, weiter bevorzugt kleiner 2,1 oder kleiner 1 ,5, sein.

Beispielsweise kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl auch 1,4 sein. Blendenzahl in diesen Bereichen bedeuten großen Blendenöffnungen und eine geringe Schärfentiefe. Folglich ist ein Freistellen von Objekten besonders gut möglich. Wie bereits erwähnt beziehen sich diese angegebenen Blendenzahlen auf eine Bildhöhe von y‘ = 21,63 mm und sind ggf. zu skalieren. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann ein Verhältnis zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl und einer größten minimal einstellbaren Blendenzahl maximal 0,95, bevorzugt maximal 0,67, weiter bevorzugt maximal 0,55 oder maximal 0,35, betragen. Mit anderen Worten kann gelten: kleinste minimal einstellbare Blendenzakl

< 0,95, größte minimal einstellbare Blendenzahl bevorzugt < 0,67, weiter bevorzugt < 0,SS oder < 0,3 S

Die größte minimal einstellbare Blendenzahl kann beispielsweise am Teleende und/oder Weitwinkelende des Brennweitenbereichs vorliegen. Durch die Einhaltung des maximalen Verhältnisses bzw. Quotienten zwischen kleinster und größter minimal einstellbarer Blendenzahl werden einerseits eine geringe Schärfentiefe und andererseits eine geringe Baugröße des Objektivs ermöglicht.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Linsensystem eine Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung aufweisen.

Eine solche Aperturblende kann bei einem Aufbau des Linsensystems mit vier Linsengruppen beispielsweise innerhalb der dritten oder vierten Linsengruppe, von der Objektseite zur Bildseite betrachtet, angeordnet sein. Ein Position der Aperturblende innerhalb der dritten Linsengruppe ermöglicht eine gute Abbildungsleistung, feststellbar z. B. anhand der

Modulationstransferfunktion, während die Linsendurchmesser in den Linsengruppen 2 bis 4 klein, also kompakt, gehalten werden können. Generell kann die Aperturblende jedoch in jeder beliebigen Linsengruppe sowie vor oder nach allen Linsengruppen angeordnet sein Mittels einer solchen Aperturblende kann die Blendenzahl einfach und schnell auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Durch entsprechende Steuerung der Aperturblende lässt sich zudem der gewünschte Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl über den Brennweitenbereich festlegen. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Linsensystem eine in Abhängigkeit der Brennweite einstellbare Komablende, ausgebildet zur Bündelung von Randstrahlen außeraxialer Feldbündel, aufweisen.

Eine solche Komablende kann an jeder Linsenfläche des Linsensystems mit Ausnahme der Ebene der Aperturblende angeordnet sein. Bei einem Aufbau des Linsensystems mit vier Linsengruppen kann die Komablende beispielsweise innerhalb der zweiten Linsengruppe, von der Objektseite zur Bildseite betrachtet, angeordnet sein. Diese Position ist vorteilhaft, um die gewünschte Abbildungsleistung (Modulationstransferfunktion) bei gleichzeitig kompakter Bauweise des Objektivs mit überschaubarem Designaufwand zu erreichen und die relative Bestrahlungsstärke in der Bildebene gleichmäßig zu gestalten. Typischerweise kann die Komablende bei einem Linsensystem mit vier Linsengruppen in der ersten, zweiten oder vierten Linsengruppen angeordnet sein. Es können auch mehrere Komablenden vorhanden sein.

Mittels einer zoomabhängigen Komablende in einer oder mehreren bildfeldnahen Linsengruppen kann also vorteilhaft die relative Bestrahlungsstärke über den Brennweitenbereich gleichmäßiger gestaltet und gleichzeitig Linsengewicht zu sparen. Größere Feldaberrationen, wie z. B. Koma, können direkt eliminiert werden.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Linsensystem von der Objektseite zur Bildseite betrachtet eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe mit positiver Brechkraft aufweisen.

Der hierdurch erreichbare Strahlengang kann eine kompakte Bauweise des Objektivs ermöglichen. Die Durchmesser aller Linsen mit Ausnahme der Linsen in der ersten Linsengruppe können klein gewählt werden. Zudem kann eine verbesserte Abbildungsleistung (Modulationstransferfunktion) erreicht werden. Außerdem kann die Zoomspreizung vorteilhaft mit wenig Bewegung in z-Richtung (entlang der optischen Achse) erreicht werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein optisches Abbildungsgerät mit einer Kamera und einem Kamerazoom objektiv gemäß vorstehender Beschreibung.

Die Kamera weist einen Bildsensor, vorzugsweise einen Vollformatbildsensor, auf. Die Kamera kann als Foto- oder Filmkamera ausgebildet sein.

Sämtliche Ausführungen bezüglich des Kamerazoomobjektivs lassen sich entsprechend auf das optische Abbildungsgerät übertragen. Mit dem optischen Abbildungsgerät sind die Vorteile des Kamerazoomobjektivs entsprechend verbunden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung eines Kamerazoomobjektivs mit einem Linsensystem, wobei eine Brennweite des Linsensystems zwischen einer minimalen Brennweite und einer maximalen Brennweite einstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Blendenöffnung in Abhängigkeit der Brennweite derart geändert wird, dass eine minimal einstellbare Blendenzahl des Linsensystems bei einer Brennweite, die größer als die minimale Brennweite und kleiner als die maximale Brennweite ist, am kleinsten ist.

Das Verfahren kann computerimplementiert durchgeführt werden, d. h. mindestens ein Verfahrensschritt, bevorzugt mehrere oder alle Verfahrensschritte, können unter Verwendung eines Computerprogramms ausgeführt werden.

Mittels des Verfahrens kann beispielsweise eine Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung eines Kamerazoomobjektivs gemäß vorstehender Beschreibung gesteuert werden. Folglich lassen sich sämtliche Ausführungen bezüglich des Kamerazoomobjektivs entsprechend auf das Verfahren übertragen. Mit dem Verfahren sind die Vorteile des Kamerazoomobjektivs entsprechend verbunden. Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl in einem Brennweitenbereich eingestellt werden, dessen Grenzen sich durch Multiplikation der Bildhöhe mit den Faktoren 1,62 und 4,16, bevorzugt mit den Faktoren 1,85 und 3,70, weiter bevorzugt mit den Faktoren 2,31 und 3,47, ergeben.

Die Bildhöhe kann beispielsweise 21,63 mm betragen. Bei dieser Bildhöhe kann die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl folglich in einem Brennweitenbereich zwischen 35 mm und 90 mm, bevorzugt zwischen 40 mm und 80 mm, weiter bevorzugt zwischen 50 mm und 75 mm, eingestellt werden. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann als kleinste minimal einstellbare Blendenzahl eine Blendenzahl kleiner 2,8, bevorzugt kleiner 2,5, weiter bevorzugt kleiner 2,1 oder kleiner 1 ,5, eingestellt werden.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Blendenöffnung derart geändert werden, dass ein Verhältnis zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl und einer größten minimal einstellbaren Blendenzahl maximal 0,95, bevorzugt maximal 0,67, weiter bevorzugt maximal 0,55 oder maximal 0,35, beträgt.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit zur Steuerung einer Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung eines Kamerazoomobjektivs mit einem Linsensystem, wobei eine Brennweite des Linsensystems zwischen einer minimalen Brennweite und einer maximalen Brennweite einstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die Blendenöffnung in Abhängigkeit der Brennweite derart zu steuern, dass eine minimal einstellbare Blendenzahl des Linsensystems bei einer Brennweite, die größer als die minimale Brennweite und kleiner als die maximale Brennweite ist, am kleinsten ist.

Die Steuereinheit kann beispielsweise zur Steuerung einer Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung eines Kamerazoomobjektivs gemäß vorstehender Beschreibung genutzt sowie zur Durchführung eines Verfahrens gemäß vorstehender Beschreibung werden. Folglich lassen sich sämtliche Ausführungen bezüglich des Kamerazoomobjektivs und des Verfahrens zum Steuern einer Aperturblende entsprechend auf die Steuereinheit übertragen. Mit der Steuereinheit sind die Vorteile des Kamerazoomobjektivs und des Verfahrens entsprechend verbunden.

Die Steuereinheit kann Eingangsdaten, z. B. die eingestellte Brennweite, empfangen, diese Eingangsdaten verarbeiten und Steuersignale an die Aperturblende als Aktuator in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder einem in der Steuereinheit programmiertem Code entsprechend einer oder mehrerer Routinen ausgeben. Hierfür steht die Steuereinheit in einer signaltechnischen Wirkverbindung mit der Aperturblende. Die Steuereinheit kann hardware- und/oder softwaremäßig realisiert sein und physisch ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.

Die Steuereinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet und ausgebildet sein, Steuersignale an die Aperturblende auszugeben, die eine Einstellung der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl in einem Brennweitenbereich ermöglichen, dessen Grenzen sich durch Multiplikation der Bildhöhe mit den Faktoren 1,62 und 4,16, bevorzugt mit den Faktoren 1,85 und 3,70, weiter bevorzugt mit den Faktoren 2,31 und 3,47, ergeben. Die Bildhöhe kann beispielsweise 21,63 mm betragen. . Weiterhin können Steuersignale derart ausgegeben werden, dass die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl kleiner 2,8, bevorzugt kleiner 2,5, weiter bevorzugt kleiner 2,1 oder kleiner 1,5, ist und/oder dass ein Verhältnis zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl und einer größten minimal einstellbaren Blendenzahl maximal 0,95, bevorzugt maximal 0,67, weiter bevorzugt maximal 0,55 oder maximal 0,35, beträgt.

Optional kann die Steuereinheit außerdem dazu ausgebildet und eingerichtet sein, eine Öffnung der Komablende in Abhängigkeit der Brennweite zu steuern.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß vorstehender Beschreibung auszuführen. Der Computer wird also dazu veranlasst, eine Aperturblende mit variabel einstellbarer Blendenöffnung eines Kamerazoomobjektivs mit einem Linsensystem, wobei eine Brennweite des Linsensystems zwischen einer minimalen Brennweite und einer maximalen Brennweite einstellbar ist, zu steuern, wobei die Blendenöffnung in Abhängigkeit der Brennweite derart geändert wird, dass eine minimal einstellbare Blendenzahl des Linsensystems bei einer Brennweite, die größer als die minimale Brennweite und kleiner als die maximale Brennweite ist, am kleinsten ist.

Folglich lassen sich sämtliche Ausführungen bezüglich des Kamerazoomobjektivs und des Verfahrens zum Steuern einer Aperturblende entsprechend auf das Computerprogramm übertragen. Mit dem Computerprogramm sind die Vorteile des Kamerazoomobjektivs und des Verfahrens entsprechend verbunden.

Unter einem Computerprogramm kann ein auf einem geeigneten Medium speicherbarer und/oder über ein geeignetes Medium abrufbarer Programmcode verstanden werden. Zum Speichern des Programmcodes kann jedes zum Speichern von Software geeignete Medium, beispielsweise ein in einem Steuergerät verbauter nichtflüchtiger Speicher, eine DVD, ein USB-Stick, eine Flashcard oder dergleichen, Verwendung finden. Das Abrufen des Programmcodes kann beispielsweise über das Internet oder ein Intranet erfolgen oder über ein anderes geeignetes drahtloses oder kabelgebundenes Netzwerk.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen computerlesbaren Datenträger, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.

Folglich lassen sich sämtliche Ausführungen bezüglich des Computerprogramms entsprechend auf den computerlesbaren Datenträger übertragen. Mit dem computerlesbaren Datenträger sind die Vorteile des Computerprogramms entsprechend verbunden.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 beispielhafte Verläufe der minimal einstellbaren Blendenzahl in Abhängigkeit der Brennweite gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 eine skizzenhafte Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verlaufs der minimal einstellbaren Blendenzahl in Abhängigkeit der Brennweite;

Fig. 3 eine skizzenhafte Darstellung weiterer erfindungsgemäßer Verläufe der minimal einstellbaren Blendenzahl in Abhängigkeit der Brennweite;

Fig. 4 ein beispielhaftes Kamerazoom objektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Teleendes;

Fig. 5 das beispielhafte Kamerazoom objektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer mittleren Brennweite;

Fig. 6 das beispielhafte Kamerazoomobjektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Weitwinkelendes;

Fig. 7 ein weiteres beispielhaftes Kamerazoomobjektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Teleendes;

Fig. 8 das weitere beispielhafte Kamerazoomobjektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer mittleren Brennweite; Fig. 9 das weitere beispielhafte Kamerazoomobjektiv in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Weitwinkelendes; Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung der minimal einstellbaren Blendenzahl in Abhängigkeit der Blendenzahl für das beispielhafte Kamerazoomobjektiv gemäß den Figuren 4 bis 6;

Fig. 11 ein Diagramm zur Darstellung der minimal einstellbaren Blendenzahl in Abhängigkeit der Blendenzahl für das weitere beispielhafte Kamerazoomobjektiv gemäß den Figuren 7 bis 9;

Fig. 12 ein beispielhaftes optisches Abbildungsgerät; und Fig. 13 ein beispielhaftes Kamerazoomobjektiv mit Steuereinheit.

Figur 1 zeigt drei beispielhafte Verläufe der minimal einstellbaren Blendenzahl F# in Abhängigkeit der Brennweite f. Flierzu wird auf die Ausführungen in der einleitenden Beschreibung verwiesen.

In Figur 2 ist ein beispielhafter erfindungsgemäßer Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# in Abhängigkeit der Brennweite f dargestellt (Beispiel A). Bei einer Brennweite f am Weitwinkelende des Brennweitenbereichs (minimale Brennweite fmin) beträgt die minimal einstellbare Blendenzahl F# ca. 4,0. Ausgehend vom Weitwinkelende nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# anschließend mit zunehmender Brennweite f ab, bis sie im Portraitbereich, also bei mittlerer Brennweite f, ihr Minimum bei ca. 1,6 erreicht (kleinste minimal einstellbare Blendenzahl F#min). Ab dem Minimum nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# mit zunehmender Brennweite f wieder zu und erreicht am Teleende des Brennweitenbereichs (maximale Brennweite f ) einen Wert von ca. 5,6 (größte minimal einstellbare Blendenzahl F#max). Die Ab- bzw. Zunahme der minimal einstellbaren Blendenzahl F# verläuft im Weitwinkel- bzw. Telebereich annähernd linear. Der Unterschied zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min und der größten minimal einstellbaren Blendenzahl F#max beträgt ca. 4,0. Als Verhältnis zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min und der größten minimal einstellbaren Blendenzahl F#max ergibt sich ein Wert von ca. 0,29.

Figur 3 zeigt weitere beispielhafte Verläufe der minimal einstellbaren Blendenzahl F# in Abhängigkeit der Brennweite f. Beispiel A entspricht dem Beispiel der Figur 2. Bei Beispiel B nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# im Vergleich zu Beispiel A ab dem Weitwinkelende des Brennweitenbereichs nahezu sprunghaft zu, so dass bereits bei im Vergleich zu Beispiel A kleinen Brennweiten f kleine minimal einstellbare Blendenzahlen F# resultieren. Die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl F#min ist im Vergleich zu Beispiel A geringfügig in Richtung größerer Brennweite f verschoben.

Beispiel C unterscheidet sich vom Beispiel A dadurch, dass die kleinste minimal einstellbare Blendenzahl F#min erst bei einer Brennweite f im Telebereich erreicht wird. Bis zu diesem Minimum nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# annähernd linear ab. Ab dem Minimum nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# stark, d. h. nahezu sprunghaft, zu.

Im Beispiel D durchläuft die minimal einstellbare Blendenzahl F# zwei Minima. Ein erstes lokales Minimum wird im Weitwinkelbereich erreicht. Danach nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# am Übergang zwischen Weitwinkelbereich und Portraitbereich zunächst wieder zu und nimmt dann bis zur kleinsten minimal einstellbare Blendenzahl F#min im Portraitbereich wieder ab. Anschließend nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# bis zum Teleende wieder zu.

Figur 4 zeigt ein beispielhaftes Kamerazoom objektiv 1 , dessen Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# derart ausgebildet ist, dass die minimal einstellbare Blendenzahl F# bei einer Brennweite f, die größer als die minimale Brennweite fmin und kleiner als die maximale Brennweite f ist, am kleinsten ist. Das Linsensystem 2 des Kamerazoomobjektivs 1 verfügt über vier Linsengruppen und zwar, von der Objektseite (in der Darstellung der Figur 5 links) zur Bildseite (in der Darstellung der Figur 5 rechts) betrachtet, über eine ersten Linsengruppe 10 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 20 mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe 30 mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 40 mit positiver Brechkraft. Alle Linsengruppen 10, 20, 30, 40 sind dabei beweglich bezüglich der optischen Achse 70 angeordnet. Zudem sind im Linsensystem 2 eine einstellbare Komablende 50 (halber Durchmesser der optisch genutzten Fläche: 10 mm bis 14,4 mm) zur Bündelung von Randstrahlen außeraxialer Feldbündel und eine Aperturblende 60 mit variabel einstellbarer Blendenöffnung (halber Durchmesser der optisch genutzten Fläche: 6,42 mm bis 16,94 mm) angeordnet. Die Komablende 50 ist auf der linken Fläche (bezüglich der Darstellung der Figur 4) des Kittglieds angeordnet. Die Aperturblende 60 ist zwischen der Asphäre und dem Kittglied angeordnet.

Die Blendenöffnung der Aperturblende 60 kann derart gesteuert werden, dass sich der gewünschte Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# ergibt. Hierfür kann eine entsprechende Steuereinheit 103 genutzt werden, die nachstehend mit Bezug auf Figur 11 beschrieben wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die minimal einstellbare Blendenzahl F# bei der Brennweite fmin gleich 3,99. Ausgehend von f'min nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# mit zunehmender Brennweite f bis zu einer kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min = 2,09 bei einer mittleren Brennweite ab. Anschließend nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# mit zunehmender Brennweite f wieder zu, bis sie bei der maximalen Brennweite f ihr Maximum F#max = 4,01 erreicht.

Dieser Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# ermöglicht eine verringerte Schärfentiefe und damit verbessertes Freistellen bei mittlerer Brennweite bei gelichzeitig geringer Baugröße des Fotozoomobjektivs 100. Zudem können die vorhandenen Korrekturmittel im mittleren Brennweitenbereich besser ausgenutzt werden.

Figur 4 zeigt das beispielhafte Fotozoomobjektiv 1 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Teleendes. In Figur 5 ist das gleiche Fotozoomobjektiv 1 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer mittleren Brennweite und in Figur 6 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Weitwinkelendes dargestellt.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Konstruktionsgrunddaten des beispielhaften Kamerazoomobjektivs 1 angegeben, wobei der Toleranzbereich der angegebenen Werte ± 5 % sein kann. Die Linsenflächen des Linsensystems 2 werden mit den Bezugszeichen AFO bis AF32 gekennzeichnet. Die optische Achse des Linsensystems 2 ist mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Tabelle 1 : Die Zeilen zeigen, von oben nach unten, die mit den Figuren 4 bis 6 korrespondierenden Flächennummern der Linsen. Bei der Fläche AFO handelt es sich um die Objektfläche. Fläche AF1 ist eine sog. Dummy- Fläche, die der besseren Darstellung in den Layout-Plots (Figuren 4 bis 6) dient. Bei den Flächen AF30 und AF31 handelt es sich um eine Planplatte vor dem Bildsensor. Dies kann beispielsweise ein Schutzglas für den Bildsensor, optional mit integriertem Tiefpass- und/oder Infrarotfilter sein.

Die Spalten zeigen, von links nach rechts, die Flächennummer, den Flächentyp (sphärisch, asphärisch oder sonstiges), den Scheitelradius der Flächenkrümmung, den Abstand zur Folgefläche (den Luftabstand respektive die Linsendicke), die Abbe-Zahl Vd, den Brechungsindex nd und den halben Durchmesser der optisch genutzten Fläche. Die Abbe-Zahl Vd ist dabei definiert als: wobei nd, nF usw. die Brechungsindizes des Materials bei den Wellenlängen der entsprechenden Fraunhoferlinien 587,5618 nm (gelbe He-Linie), 486,1327 nm (blaue H-Linie) und 656,2725 nm (rote H-Linie) sind.

In den fünf Tabellen 2 bis 6 sind die Koeffizienten der asphärischen Flächen gemäß der Definitionsgleichung der Scheitelpunktform angegeben. Dabei zeigt Tabelle 2 die Asphären-Koeffizienten der Fläche AF7, Tabelle 3 die Asphären-Koeffizienten der Fläche AF8, Tabelle 4 die Asphären- Koeffizienten der Fläche AF14, Tabelle 5 die Asphären-Koeffizienten der Fläche AF15 und Tabelle 6 die Asphären-Koeffizienten der Fläche AF25.

Die Scheitelpunktform wird beschrieben durch die Gleichung: wobei z die Pfeilhöhe, R den Scheitel-Krümmungsradius der Linsen, r den radialen Abstand mit r k die Kegelschnittkonstante und A, B, C,

D, E, F, G, H, J den Verformungskoeffizienten der jeweiligen Ordnung bezeichnen. Bei sphärischen Linsen sind A = B = C = D = E = F = G = H = J = 0 sowie k = 0.

Tabelle 2:

Tabelle 3: Tabelle 4:

Tabelle 5:

Tabelle 6:

Die Koeffizienten F, G, H und J (14. bis 20. Ordnung) sowie die Kegelschnittkonstante bzw. konische Konstante sind für alle angeführten asphärischen Flächen gleich Null. Der jeweilige Scheitelradius kann Tabelle 1 entnommen werden.

Die mit „*“ in Tabelle 1 markierten Werte ändern sich bei Durchführung eines Zoomvorgangs bzw. einem Variieren der Brennweite wie in der nachfolgenden Tabellen 7 und 8 angegeben. Die Zoomstellungen Z1 bis Z3 in Tabelle 7 betreffen dabei eine Fokussierung im Unendlichen (Fokusbereich 1). Die Zoomstellungen Z4 bis Z6 in Tabelle 8 betreffen eine Fokussierung im Nahbereich (Fokusbereich 2).

Tabelle 7:

Tabelle 8:

Aus den Daten des beispielhaften Kamerazoomobjektivs ergibt sich der in Figur 10 dargestellte Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# in Abhängigkeit der Brennweite f bei Fokussierung auf Unendlich. Bei der minimalen Brennweite fmin = 28,35 mm ist die minimal einstellbare Blendenzahl F# = 3,99. Mit zunehmender Brennweite f nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# zunächst stark ab, bis sie bei einer Brennweite f = 52,32 mm ihren kleinsten Wert F#min = 2,09 erreicht. Anschließend nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# allmählich wieder zu und erreicht bei der maximalen Brennweite f = 102,58 mm ihren höchsten Wert F#max = 4,01. Als Quotient zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min und der größten minimal einstellbaren Blendenzahl F#max ergibt sich somit 0,52.

Die Figuren 7 bis 9 zeigen ein weiteres beispielhaftes Kamerazoomobjektiv 1, dessen Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# derart ausgebildet ist, dass die minimal einstellbare Blendenzahl F# bei einer Brennweite f , die größer als die minimale Brennweite f‘min und kleiner als die maximale Brennweite f ist, am kleinsten ist. Das Linsensystem 2 des Kamerazoomobjektivs 1 verfügt ebenfalls über vier Linsengruppen und zwar, von der Objektseite (in der Darstellung der Figur 7 links) zur Bildseite (in der Darstellung der Figur 7 rechts) betrachtet, über eine ersten Linsengruppe 10 mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe 20 mit negativer Brechkraft, eine dritte Linsengruppe 30 mit positiver Brechkraft und eine vierte Linsengruppe 40 mit positiver Brechkraft. Alle Linsengruppen 10, 20, 30, 40 sind dabei beweglich bezüglich der optischen Achse 70 angeordnet.

Zudem sind im Linsensystem 2 eine Komablende 50 (halber Durchmesser der optisch genutzten Fläche: 10,50 mm bis 15,20 mm) zur Bündelung von Randstrahlen außeraxialer Feldbündel und eine Aperturblende 60 mit variabel einstellbarer Blendenöffnung (halber Durchmesser der optisch genutzten Fläche: 6,46 mm bis 15,71 mm) angeordnet. Die Komablende 50 ist auf der linken Fläche (bezüglich der Darstellung der Figur 7) des ersten Kittglieds in der zweiten Linsengruppe 20 angeordnet. Die Aperturblende 60 ist ganz links in der dritten Linsengruppe 30 angeordnet.

Die Blendenöffnung der Aperturblende 60 kann ebenfalls derart gesteuert werden, dass sich der gewünschte Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# ergibt. Hierfür kann eine entsprechende Steuereinheit 103 genutzt werden, die nachstehend mit Bezug auf Figur 11 beschrieben wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die minimal einstellbare Blendenzahl F# bei der Brennweite f i gleich 4,00. Ausgehend von f'min nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# mit zunehmender Brennweite f bis zu einer kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min = 2,08 bei einer mittleren Brennweite ab. Anschließend nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# mit zunehmender Brennweite f wieder zu, bis sie bei der maximalen Brennweite f ihr Maximum F#max = 4,00 erreicht.

Dieser Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# ermöglicht eine verringerte Schärfentiefe und damit verbessertes Freistellen bei mittlerer Brennweite bei gelichzeitig geringer Baugröße des Fotozoomobjektivs 100. Zudem können die vorhandenen Korrekturmittel im mittleren Brennweitenbereich besser ausgenutzt werden.

Figur 8 zeigt das weitere beispielhafte Fotozoomobjektiv 1 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Teleendes. In Figur 8 ist das gleiche Fotozoomobjektiv 1 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer mittleren Brennweite und in Figur 9 in der Position einer Fokussierung auf Unendlich bei einer Brennweite des Weitwinkelendes dargestellt.

In der nachfolgenden Tabelle 9 sind die Konstruktionsgrunddaten des weiteren beispielhaften Kamerazoomobjektivs 1 angegeben. Die Linsenflächen des Linsensystems 2 werden mit den Bezugszeichen BF0 bis BF37 gekennzeichnet. Die optische Achse des Linsensystems 2 ist mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Tabelle 9: Die Zeilen zeigen, von oben nach unten, die mit den Figuren 7 bis 9 korrespondierenden Flächennummern der Linsen. Bei der Fläche BFO handelt es sich um die Objektfläche. Fläche BF1 ist eine sog. Dummy- Fläche, die der besseren Darstellung in den Layout-Plots (Figuren 7 bis 9) dient. Bei den Flächen BF35 und BF36 handelt es sich um eine Planplatte vor dem Bildsensor. Dies kann beispielsweise ein Schutzglas für den Bildsensor, optional mit integriertem Tiefpass- und/oder Infrarotfilter sein. Die Spalten zeigen, von links nach rechts, die Flächennummer, den Flächentyp (sphärisch, asphärisch oder sonstiges), den Scheitelradius der Flächenkrümmung, den Abstand zur Folgefläche (den Luftabstand respektive die Linsendicke), die Abbe-Zahl Vd, den Brechungsindex nd und den halben Durchmesser der optisch genutzten Fläche. Die Abbe-Zahl Vd ist analog zum vorhergehenden Beispiel definiert.

In den Tabellen 10 bis 16 sind die Koeffizienten der asphärischen Flächen gemäß der Definitionsgleichung der Scheitelpunktform angegeben. Für nähere Erläuterungen wird auf das vorhergehende Beispiel verwiesen. Dabei zeigt Tabelle 10 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF7, Tabelle 11 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF8, Tabelle 12 die Asphären- Koeffizienten der Fläche BF18, Tabelle 13 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF19, Tabelle 14 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF23, Tabelle 15 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF24 und Tabelle 16 die Asphären-Koeffizienten der Fläche BF29.

Tabelle 10: Tabelle n:

Tabelle 12:

Tabelle 13:

Tabelle 14:

Tabelle 15:

Tabelle 16:

Die Koeffizienten F, G, H und J (14. bis 20. Ordnung) sowie die Kegelschnittkonstante bzw. konische Konstante sind für alle angeführten asphärischen Flächen gleich Null. Der jeweilige Scheitelradius kann Tabelle 9 entnommen werden.

Die mit „*“ in Tabelle 9 markierten Werte ändern sich bei Durchführung eines Zoomvorgangs bzw. einem Variieren der Brennweite wie in der nachfolgenden Tabellen 17 und 18 angegeben. Die Zoomstellungen Z1 bis Z3 in Tabelle 17 betreffen dabei eine Fokussierung im Unendlichen (Fokusbereich 1). Die Zoomstellungen Z4 bis Z6 in Tabelle 18 betreffen eine Fokussierung im Nahbereich (Fokusbereich 2).

Tabelle 17:

Tabelle 18:

Figur 12 zeigt ein beispielhaftes optisches Abbildungsgerät 100 mit einer Kamera 101 und einem Kamerazoom objektiv 1. Die Kamera 101 ist als Fotokamera ausgebildet und verfügt über einen Vollformatbildsensor 102 (Bildkreisdurchmesser 43,2 mm). Das Kamerazoomobjektiv 1 weist ein Linsensystem 2 auf, wobei eine Brennweite f des Linsensystems 2 zwischen einer minimalen Brennweite fmin und einer maximalen Brennweite f einstellbar ist und sich eine minimal einstellbare Blendenzahl F# des Linsensystems 2 in Abhängigkeit der Brennweite f ändert. Dabei ist die minimal einstellbare Blendenzahl F# bei einer Brennweite f, die größer als die minimale Brennweite fmin und kleiner als die maximale Brennweite f ist, am kleinsten. Das Kamerazoomobjektiv 1 kann beispielsweise wie zu den Figuren 4 bis 6 oder 7 bis 9 beschrieben ausgebildet sein.

Aus den Daten des weiteren beispielhaften Kamerazoomobjektivs ergibt sich der in Figur 11 dargestellte Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# in Abhängigkeit der Brennweite f bei Fokussierung auf Unendlich. Bei der minimalen Brennweite fmin = 28,58 mm ist die minimal einstellbare Blendenzahl maximal, d. h. F#max = 4,00. Mit zunehmender Brennweite f nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# zunächst stark ab, bis sie bei einer Brennweite f = 52,02 mm ihren kleinsten Wert F#min = 2,08 erreicht. Anschließend nimmt die minimal einstellbare Blendenzahl F# allmählich wieder zu und erreicht bei der maximalen Brennweite f = 102,89 mm erneut den höchsten Wert F#max = 4,00. Als Quotient zwischen der kleinsten minimal einstellbaren Blendenzahl F#min und der größten minimal einstellbaren Blendenzahl F#max ergibt sich somit wiederum 0,52.

Figur 13 zeigt ein beispielhaftes Kamerazoomobjektiv 1 mit einer Steuereinheit 103. Das Kamerazoom objektiv 1 kann beispielsweise wie zu den Figuren 4 bis 6 oder 7 bis 9 beschrieben ausgebildet sein.

Das Kamerazoomobjektiv 1 verfügt über ein Linsensystem 2, in dem eine Aperturblende 60 mit variabel einstellbarer Blendenöffnung angeordnet ist. Eine Brennweite f des Linsensystems 2 ist zwischen einer minimalen Brennweite fmin und einer maximalen Brennweite f einstellbar. Die Steuereinheit 103 ist dazu eingerichtet und ausgebildet, die Blendenöffnung der Aperturblende 60 in Abhängigkeit der Brennweite f derart zu steuern, dass eine minimal einstellbare Blendenzahl F# des Linsensystems 2 bei einer Brennweite f , die größer als die minimale Brennweite fmin und kleiner als die maximale Brennweite f ist, erreicht wird.

Hierzu steht die Steuereinheit 103 in einer signaltechnischen Wirkverbindung mit der Aperturblende 60. Die Steuereinheit 103 kann ein Steuersignal 104 an die Aperturblende 60 ausgeben, welches ein Verringern oder Vergrößern der Blendenöffnung bewirkt, um den gewünschten Verlauf der minimal einstellbaren Blendenzahl F# zu erzielen. Optional kann mittels der Steuereinheit 103 auch eine im Linsensystem 2 optional angeordnete Komablende 50 gesteuert werden, so dass die relative Bestrahlungsstärke über den Brennweitenbereich gleichmäßiger gestaltet werden kann und größere Feldaberrationen direkt eliminiert werden können.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So können Linsensysteme mit einer anderen Anzahl an Linsengruppen, z. B. drei Linsengruppen, und/oder eine andere Brechkraft der Linsengruppen, z. B. drei Linsengruppen mit negativer Brechkraft, positiver Brechkraft und negativer Brechkraft, genutzt werden. Zudem können zusätzlich zu den als Bestandteil des Linsensystems 2 erwähnten Linsen weitere Linsen, die praktisch keine Brechkraft aufweisen, sowie andere optische Elemente, wie z. B. Blenden, Masken, Abdeckungen, Filter, etc., und/oder mechanische Komponenten, wie Linsenflansche, Linsentubus, etc., vorhanden sein. Außerdem kann auch ein Bildstabilisierungsmechanismus vorhanden sein. Linsen des Linsensystems 2 können als Glaslinsen oder Kunststofflinsen ausgebildet sein.

Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. Die in den Figuren gezeigten Blenden 50, 60 stellen nicht notwendigerweise Größe und Form maßstabsgetreu dar, sondern geben die Position der Blenden 50, 60 entlang der optischen Achse 70 an.

Bezugszeichenliste

1 Kamerazoomobjektiv

2 Linsensystem

10 erste Linsengruppe 20 zweite Linsengruppe

30 dritte Linsengruppe 40 vierte Linsengruppe 50 Komablende 60 Aperturblende 70 optische Achse

100 optisches Abbildungsgerät 101 Kamera 102 Vollformatbildsensor 103 Steuereinheit 104 Steuersignal

AFO - AF31 Flächen im Linsensystem eines Ausführungsbeispiels

BFO - BF36 Flächen im Linsensystem eines weiteren Ausführungsbeispiels

D_EP Eintrittspupillendurchmesser f Brennweite f'min minimale Brennweite f'max maximale Brennweite

F# minimal einstellbare Blendenzahl F #min kleinste minimal einstellbare Blendenzahl

F #max größte minimal einstellbare Blendenzahl nd Brechungsindex

Vd Abbe-Zahl

Ϋ Bildhöhe