DE2533194A1

DE2533194A1 - Wide-angle large-aperture zoom lens - with correction over whole range of focal lengths and focus

Info

Publication number: DE2533194A1
Application number: DE19752533194
Authority: DE
Inventors: Keiji Ikemori; Eiichi Takano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1974-07-24
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1976-02-12
Also published as: JPS5114034A; DE2533194C3; DE2533194B2

Abstract

A focusing lens group (1) has a movable lens element (1', 1) for focusing, a divergent element (U), a correcting element (V) comprising two adjacent lens surfaces (Ra, Rb) or a cemented surface (Rt) and a second correcting element (W) comprising two adjacent surfaces (Rd, Re) or a further cemented surface (Rf). The two surfaces on the cemented surface of the first correcting element are curved in such a way that a third order aberration coefficient is produced for the distortion in the range of minimum focal length. The second correcting element has a positive total focal length.

Description

Zoom-Objektiv-Linsensystem Die Erfindung betrifft ein Zoom-Linsensystem mit großem Vergrößerungsbereich und Weitwinkeleigenschaften, insbesondere eine Fokussierungs-Linsengruppe zur Verwendung in einem speziellen Zoom-Objektiv, das einen weiten Vergrößerungsbereich mit hohem Öffnungsverhältnis -und einem weitwinkligen Bildfeld bei minimaler Brennweite hat und das in Bezug auf Verzeichnung und sphärische Aberration in dem gesamten Vergrößerungsbereich gut korrigiert is. Zoom objective lens system The invention relates to a zoom lens system with a large magnification range and wide-angle properties, especially a focusing lens group for use in a special zoom lens that has a wide magnification range with a high aperture ratio - and a wide-angled field of view with a minimum focal length and that in terms of distortion and spherical aberration throughout The magnification range is corrected well.

Es sind verschiedene Typen von Zoom-Objektiven bekannt, von denen einige eine divergente Frontlinsengruppe, die zur Fokussierung an der Frontseite von Zoom-Linsengruppen, beispielsweise einem Variator und einem Kompensator, bewegbar ist. Es kann auch ein Frontlinsengruppe vorgesehen sein, die einen divergenten Vorderteil hat, der zur Fokussierung auf der Vorderseite eine hinteren, konvergenten Teiles bewegbar ist. Bei dem Entwurf von Zoom-Obåektiven mit solch einer fokussierenden Linsengruppe ist es bisher jedoch nicht möglich, einen weiten Vergrößerungsbereich gleichzeitig mit einem weitwinkligen Bildfeld und einem hohen Öffnungsverhältnis zu realisieren und gleichzeitig ein hohes Naß an Aberrationsstabilisierung in dem gesamten Vergrößerungsbereich zu erreichen. Was die grundlegende Linsengestaltung betrifft, hat ein Zoom-Obåektiv eine Retrofokus-Form bei der Weitwinkeleinstellung und eine afokale Form bei der Fernaufnahmestellung (Teleobjektiv). Das Hauptproblem bei der Verwirklichung einer guten Korrektur der Verzeichnung und der sphärischen Aberration in dem gesamten Fokussierungebereich und auch in dem gesamten Brenneitenbereich besteht daher darin, daß die Form der Fokussierungslinse, die für den Weitwinkelbereich optimal ist, sich von der Form stark unterscheidet, die für die Fernaufnahmenstellung optimal ist.Various types of zoom lenses are known, of which some have a divergent front lens group that focuses on the front of zoom lens groups, for example a variator and a compensator, movable is. A front lens group can also be provided which has a divergent front part has a rear, convergent part for focusing on the front is movable. In which Design of zoom lenses with one of these focussing lens group, it is not possible to use a wide range of magnification at the same time with a wide-angle field of view and a high aperture ratio to realize and at the same time a high level of aberration stabilization in the to achieve the entire magnification range. As for the basic lens design is concerned, a zoom lens has a retrofocus shape in the wide angle setting and an afocal shape in the telephoto position (telephoto lens). The main issue in realizing a good correction of distortion and spherical Aberration in the entire focus range and also in the entire focal length range is therefore that the shape of the focusing lens is that which is suitable for the wide angle range is optimal, differs greatly from the form that is used for remote shooting is optimal.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Zoom-Objektiv mit einem weitwinkligen Bildfeld, einem hohen Öffnungsverhältnis und einem weiten Brennweitenbereich anzugeben, das in Bezug auf Aberration in dem gesamten Fokussierungsbereich und dem gesamten Brennweitenbereich besser stabilisiert ist, als es bisher durch die Verwendung bekannter Fokussierungslinsengruppen möglich ist.The invention is therefore based on the object of a zoom lens with a wide field of view, a high aperture ratio and a wide one Specify the focal length range in terms of aberration in the entire focus area and the entire focal length range is better stabilized than it was before the use of known focusing lens groups is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1, gekennzeich net, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung charakterisieren. Bei dem erfindunggemäßen Zoom-Obäektiv wird die Verzeichnung in den Weitwinkelstellungen ohne Beeinflussung der sphärischen Aberration in den Fernaufnahmenstellungen kontrolliert, während die sphärische Aberration in den Fernaufnahmenstellungen ohne Beeinflussung der Verzeichnung in den Weitwinkelpositionen gesteuert wird. Ferner hat die Aberrationskorrektur, die in den beiden Endbereichen des Brennweitenbereiches durchgeführt wird, keinen nachteiligen Einfluß auf die verschiedenen Aberrationen in dem mittleren oder normalen Bereich des Brennweitenbereiches.The solution to this problem is characterized in claim 1 net, with the subclaims advantageous embodiments of the invention Characterize the solution. In the case of the zoom lens according to the invention, the distortion in the wide-angle positions without affecting the spherical aberration in the Remote shooting positions controlled, while the spherical aberration in the remote shooting positions is controlled without affecting the distortion in the wide-angle positions. Furthermore, the aberration correction takes place in the two end ranges of the focal length range is carried out does not adversely affect the various aberrations in the middle or normal range of the focal length range.

Einige an sich bekannte Fokussierungslinsengruppen zur Verwendung -in Zoom-Obåektiven und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Figuren 1 und 2 schematische Darstellungen divergenter Fokussierungslinsen, die für eine spezielle Aberrationskorrektur in den Weitwinkelstellungen bzw. Fernaufnahmenstellungen bei einem Zoom-Obäektiv optimiert sind; Figuren 3A und 3B Blockdiagramme von einem Typ einer Fokussierungslinsengruppe zur Verwendung in einem an sich bekannten Zoom-Objektiv; Figur 4 ein Blockdiagramm eines anderen Typs für eine Fokussierungslinsengruppe zur Verwendung in einem an sich bekannten Zoom-Obiektiv: Figuren 5A und 5B Linsenblockdiagramme, die das erfindungsgemäße Prinzip zur Gestaltung der Linsen erläutern; Figur 6 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Zoom-Obäektivs; Figur 7 die Aberrationskurven des Zoom-Obåektivs von Figur 6; Figur 8 ein Blockdiagramm eines anderen Beispiels für ein erfindungsgemäßes Zoom-Obäektiv; und Figur 9 die Aberrationskurven des Zoom-Obåektivs von Figur 8.Some focussing lens groups known per se for use -in Zoom-Obåektiven and embodiments of the invention will now be based on the attached drawings. They show: FIGS. 1 and 2 schematic representations divergent focusing lenses designed for special aberration correction in the wide-angle positions or long-range positions with a zoom lens optimized are; Figures 3A and 3B are block diagrams of one type of focusing lens group for use in a known zoom lens; Figure 4 is a block diagram of another type for a focusing lens group for use in an known zoom lens: FIGS. 5A and 5B are lens block diagrams showing the inventive Explain the principle for the design of the lenses; Figure 6 is a block diagram of an example a zoom lens according to the invention; FIG. 7 the aberration curves of the zoom objective of Figure 6; Figure 8 is a block diagram of another example of one according to the invention Zoom lens; and FIG. 9 shows the aberration curves of the zoom objective from FIG.

Zur Erläuterung der Schwierigkeiten bei der Formgebung bekannter Linsensysteme sind in den Figuren 1 und 2 Linsengruppen gezeigt, wie sie oben erwähnt wurden- Die Formgebung der Fokussierungslinse gemäß der Anordnung von Figur 1 beruht auf der Tatsache, daß die sphärische Aberration in den Weitwinkelstellungen nicht durch die Fokussierungslinse in dem gesamten Bereich der Fokussierungsbewegung dieser Linse beeinflußt wird, weil ein axiales Strahlenbündel tl einen kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem effektiven Durchmesser der Fokussierungslinse hat.To explain the difficulties involved in shaping known lens systems are shown in Figures 1 and 2 lens groups as mentioned above- The shape of the focusing lens according to the arrangement of Figure 1 is based on the fact that the spherical aberration in the wide-angle positions is not through the focusing lens in the entire range of the focusing movement Lens is affected because an axial bundle of rays tl has a small diameter compared to the effective diameter of the focusing lens.

Die sphärische Aberration einer Pupille muß jedoch auf ein Minimum herabgesetzt werden, um den Ausgleich der Verzeichnung zu erleichtern, die mit wachsendem Bildfeldwinkel immer schwerer ins Gewicht fällt. Die Ausgestaltung der Linsenform für eine Fokussierungslinse gemäß Figur 2 beruht auf der Tatsache, daß die Verzeichnung in den Fernaufnahmenstellungen wegen dem kleinen Bildfeldwinkel nicht durch die Fokussierungslinse beeinflußt wird, daß jedoch die sphärische Aberration auf ein Minimum herabgesetzt wird, die immer schwerer ins Gewicht fällt, wenn der Durchmesser des axialen Strahlenbündels größer wird.However, the spherical aberration of a pupil must be kept to a minimum can be reduced to make it easier to compensate for the distortion that occurs with increasing The angle of the field of view is becoming more and more important. The design of the lens shape for a focusing lens according to Figure 2 is based on the fact that the distortion in the telephoto positions because of the small field of view not by the Focusing lens affected becomes that, however, the spherical aberration is reduced to a minimum, which becomes more and more important when the The diameter of the axial bundle of rays becomes larger.

In dieser Beziehung werden die Eigenschaften eines Zoom-Objektivs, das mit einer der beiden Fokussierungslinsen, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind, zusammenwirkt, kaum für ausreichend im Hinblick auf den hohen Standard der Aberrationskorrektur in dem gesamten Brennweitenbereich gehalten.In this regard, the properties of a zoom lens, that with one of the two focusing lenses as shown in FIGS are, if they work together, hardly sufficient in view of the high standard of Aberration correction held in the entire focal length range.

In Figur 3 ist ein Beispiel einer herkömmlichen, divergenten Fokussierungslinsengruppe zur Verwendung in einem Zoom-Objektiv gezeigt, das einen bescheidenen Bildfeldwinkel, ein hohes Öffnungsverhältnis und ein großes Brennweitenverhältnis hat, und bei dem die Möglichkeit einer guten Aberrationskorrektur im wesentlichen auf die Fernaufnehmenstellungen konzentriert ist. Bei dieser Fokussierungslinsengruppe wurde ein Kompromiß zwischen der Erfordernissen für die Herabsetzung der sphärischen Aberration in den Fernaufnahmepositionen auf ein Minimum , um die Stabilisierung der Aberration während der Fokussierung bei den Fernaufnahmenpositionen zu erleichtern, und den Erfordernissen gemacht, um die sphärische Aberration in einer Pupille in den Weitwinkelpositionen auf ein erträgliches Maß für die Verzeichnungskorrektur in den Weitwinkelstellungen herabzusetzen, wobei eine Vergrößerung der Abmessungen der Frontlinse, insbesondere in deren radialer Richtung, vermieden oder auf ein Minimum beschränkt werden soll. Zu diesem Zweck wurde ein erstes divergentes Linsenelement (gezählt von der Vorderseite der Fokussierungslinsengruppe) so ausgeführt, daß es eine plankonkave Form hat. Um die sphärische Aberration, die von dem ersten Linsenelement eingeführt wird, wenn das Obtiv auf die Fernaüfnahmenstellung eingestellt wird, zu korrigieren, ist eine Luftlinse oder eine Kittfläche mit nach vorne konvex gewölbter Form zwischen der vierten und fünften, brechenden Fläche r4 und r5 vorgesehen, die als konvergierendes Element wirkt. Bekanntlich bewirkt eine konvergente Linse eine unterkorrigierte, sphärische Aberration, die durch Einfügen einer konkaven, zur Vorderseite hin gerichteten Konfiguration auf ein Minimum herabgesetzt werden kann, sofern es um divergierende, axiale Lichtbündel geht. Im Gegensatz dazu ist die Luftlinse oder Kitt fläche zwischen den Flächen r4 und r5 (Figuren 3A und 3B) in dem umgekehrten Sinn angeordnet, um die Unterkorrektur der sphärischen Aberration in einem solchen Maß mit Absicht zu erhöhen, daß die überkorrigierte, sphärische Aberration ausgeglichen wird, die durch die hintere Fläche r2 des ersten Linsenelementes eingeführt wird, wenn das Objektiv auf die Fernaufnahmenstellung eingestellt wird.Referring to Figure 3, there is an example of a conventional divergent focusing lens group shown for use in a zoom lens that has a modest angle of view, has a high aperture ratio and a large focal length ratio, and at which the possibility of a good aberration correction essentially on the telephoto positions is focused. In this focusing lens group, a compromise has been made between the requirements for lowering the spherical aberration in the telephoto positions to a minimum in order to stabilize the aberration during focusing at the remote shooting positions to facilitate, and the requirements made around the spherical aberration in a pupil in the wide-angle positions reduce the tolerable amount for the distortion correction in the wide-angle positions, with an increase in the dimensions of the front lens, in particular in its radial Direction, should be avoided or kept to a minimum. To this end became a first divergent lens element (counted from the front of the focusing lens group) executed so that it has a planoconcave shape. To the spherical aberration that is inserted from the first lens element when the lens is in the telephoto position is set to correct, an air lens or a putty surface with after front convex shape between the fourth and fifth, refractive surface r4 and r5 provided, which acts as a converging element. As is well known, causes a convergent lens has an undercorrected, spherical aberration that is caused by insertion a concave, front-facing configuration a Minimum can be reduced, provided that it is about diverging, axial light bundles goes. In contrast, the air lens or putty is between the surfaces r4 and r5 (Figures 3A and 3B) arranged in the opposite sense to the undercorrection intentionally increasing the spherical aberration to such an extent that the overcorrected, spherical aberration is compensated for by the rear Area r2 of the first lens element is introduced when the lens is on the Remote shooting is discontinued.

Diese an sich bekannte Fokussierungslinsengruppe (Figur 3) wurde in begrenztem Umfang bei Zoom-Objektiven mit einem Bildfeldwinkel von nicht mehr als 600 eingesetzt. Ein Grund hierfür besteht darin, daß, wenn der Bildfeldwinkel über 600 erhöht wird, die Verzeichnung in den Weitwinkelpositionen berücksichtigt werden muß. Um diese Verzeichnung zu korrigieren, muß die sphärische Aberration einer'Pupille, die der Frontfläche r1 des ersten Elementes zugeschrieben wird, weiter dadurch herabgesetzt werden, daß das erste Linsenelement nach vorne konvex gebogen wird unter der Voraussetzung, das die Position einer Blende konstant gehalten wird. Diese Krümmung der Linse ist eine allgemein anerkannte Möglichkeit für die Verzeichnungskorrektur eines einlinsigen Weitwinkelobjektivs und ist das wirksamste Verfahren zur Änderung der Aberrationen. Andererseits wird das Haß der Überkorrektur der sphärischen Aberration, die der hinteren Fläche des ersten Linsenelementes zugeschrieben wird, durch die Vergrößerung der nach vorne gerichteten, konvexen Krümmung des ersten Linsenelements erhöht. Folglich muß die Auswirkung der hinteren Fläche des ersten Linsenelementes auf die sphärische Aberration bei den Fernaufmahmestellungen berücksichtigt werden. Bei der Fokussierungslinsengruppe von Figur 3 ist es möglich, die überkorrigierte, sphärische Aberration, die sich aus der Krümmung des ersten, divergenten Linsenelementes ergibt, durch Erhöhen der nach vorne gerichteten, konvexen Form der Luftlinse oder der Kittfläche zwischen den Flächen r4 und r5 zu kompensieren, um eine extrem unterkorrigierte, sphärische Aberration zu erzeugen. In diesem Fall wird jedoch der Durchmesser eines effektiv in das vordere Linsenelement einfallenden Strahlendbündels erhöht, und die Aberrationsänderung bei der Fokussierungwird in den Fernaufnahmepositionen erhöht, wodurch wiederum Fehler in der Bildverschiebung und eine Verminderung des Auflösungsvermögens bewirkt wird.This known focusing lens group (Figure 3) was in limited scope for zoom lenses with an angle of field of no more than 600 used. One reason for this is that when the field angle is over 600 is increased, the distortion in the wide-angle positions are taken into account got to. To correct this distortion, the spherical aberration of a pupil which is ascribed to the front surface r1 of the first element is further reduced as a result that the first lens element is bent convexly forward, provided that that the position of a diaphragm is kept constant. This is the curvature of the lens a generally accepted way of correcting distortion in a single lens Wide angle lens and is the most effective method of changing the aberrations. On the other hand, the hatred of overcorrection of spherical aberration becomes that of the is attributed to the rear surface of the first lens element by the magnification the forward convex curvature of the first lens element is increased. Consequently, the effect of the rear surface of the first lens element on the spherical aberration can be taken into account in the telephoto positions. at the focusing lens group of Figure 3, it is possible to use the over-corrected, spherical Aberration resulting from the curvature of the first, divergent lens element, by increasing the forward convex shape of the air lens or putty surface to compensate between the areas r4 and r5 in order to avoid an extremely undercorrected, generate spherical aberration. In this case it will however the Diameter of an end beam effectively incident on the front lens element increases, and the aberration change in focusing is increased in the telephoto positions increases, which in turn causes errors in image shifting and a reduction in the Resolving power is effected.

Aus den genannten Gründen ist es nicht möglich oder äußerst schwierig, ein Zoom-Objektiv mit einem weiten Bereich verschiedener Brennweiten, mit einem hohen Öffnungsverhältnis und einem weiten Bildfeldwinkel von mehr als 600 zu entwerfen, das mit einer Fokussierungslinsengruppeder in Figur 3 gezeigten Form arbeitet, um eine Stabilisierung der Aberration während der stufenlosen Verstellung der Brennweite zu erzielen.For the reasons mentioned, it is not possible or extremely difficult to a zoom lens with a wide range of different focal lengths, with a design high aperture ratio and a wide field angle of more than 600, which operates with a focusing lens group of the form shown in Figure 3 to a stabilization of the aberration during the stepless adjustment of the focal length to achieve.

In Figur 4 ist ein anderes Beispiel für eine an sich bekannte, divergente Fokussierungslinsengruppe zur Verwendung in einem Zoom-Obåektiv gezeigt, das einen weiten Bildfeldwinkel, ein hohes Öffnungsverhältnis und ein kleines Brennweitenverhältnis hat, und bei dem die Möglichkeit einer guten Aberrationskorrektur im wesentlichen auf die Weitwinkelstellungen konzentriert ist, wobei die beschriebenen Möglichkeiten zur Verzeichnungskorrektur angewendet werden, wie in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben wurde. Die Fokussierungslinsengruppe von Figur 4 ist so ausgeführt, daß alle darin enthaltenen, divergenten Linsenelemente in der Form von nach vorne konvexen Neniskuslinsen ausgeführt sind, um die sphärische Aberration der Pupille auf möglichst kleine Werte zu korrigieren. Dabei ist ein erstes, divergentes Meniskuslinsenelement (gezählt von der Vorderseite des Obåektivs) vor einem zweiten, konvergenten, nach hinten konvexen Meniskuslinsenelement angeordnet, wodurch bewirkt wird, daß ein Strahlenbündel nahezu afokal wird, wenn es durch das erste und das zweite Linsenelement hindurch tritt. In den Weitwinkelstellungen tritt ein Strahlenbündel, das unter einem großen Winkel schräg zu der Vorderfläche des ersten Linsenelementes eintritt, aus der hinteren oder vierten Fläche r'4 des zweiten Linsenelementes mit einem großen Winkel aus, so daß eine überkorrigierte Verzeichnung höherer Ordnung erzeugt wird. Die vierte Fläche r14 erzeugt auch eine sphärische Aberration einer Pupille mit einem extrem hohen Wert für die Weitwinkelstellungen, so daß die sphärische Aberration der Pupille in der Fokussierungslinsengruppe nahezu null wird, trotz der Tatsache, daß die Fokussierungslinsengruppe eine verhältnismä3ig große Zerstreuungswirkung hat. Folglich ist es mit dieser Fokussierungslinsengruppe möglich, den Bildfeldwinkel bis auf Werte von 800 in der Weitwinkelposition zu erhöhen. Andererseits erzeugen in den Fernaufnahmenstellungen die hinteren Flächen der divergenten Linsenelemente eine überkorrigierte, sphärische Aberration, während die Fokussierungslinsengruppe jedoch nicht dazu beiträgt, die überkorrigierte, sphärische Aberration auszugleichen. Daher ist es sehr schwierig, den Brenrnieitenbereich zu dem Fernaufnahmenbereich hin auszudehnen, so daß ein hohes Brennweitenverhältnis nicht mit einem hohen Öffnungsverhältnis verträglich ist. Ferner ist die Fokussierungslinsengruppe als Ganzes meniskusförmig nach vorne konvex durchgebogen, wodurch die Aberrationsänderungen bei der Fokussierung in den Fernaufnahmenpositionen erhöht werden.FIG. 4 shows another example of a divergent one known per se Focusing lens group for use in a zoom lens is shown, the one wide angle of view, a high aperture ratio and a small focal length ratio has, and in which the possibility of good aberration correction essentially is focused on the wide-angle positions, with the possibilities described can be used to correct distortion, as described in connection with FIG became. The focusing lens group of Figure 4 is designed so that all therein contained, divergent lens elements in the form of forward convex neural lenses are designed to reduce the spherical aberration of the pupil to the smallest possible values to correct. A first, divergent meniscus lens element (counted from the front of the lens) in front of a second, convergent one to the rear convex meniscus lens element, thereby causing a bundle of rays becomes nearly afocal when passing through the first and second lens elements occurs. In the wide-angle positions there is a bundle of rays that is under a large one Angle obliquely to the front surface of the first lens element occurs from the rear or fourth surface r'4 of the second lens element with a large angle, so that an overcorrected higher order distortion is produced. The fourth Area r14 also creates a spherical aberration of a pupil with an extreme high Value for the wide-angle positions, so that the spherical aberration of the pupil in the focusing lens group becomes almost zero in spite of the fact that the focusing lens group has a comparatively large dispersal effect. Hence it is with this focusing lens group possible to increase the field angle up to values of 800 in the wide-angle position. On the other hand, in the telephoto positions, the rear surfaces produce the divergent Lens elements have an overcorrected spherical aberration, while the focusing lens group however, does not help to compensate for the overcorrected spherical aberration. Therefore, it is very difficult to get the burning area to the telephoto area so that a high focal length ratio does not match a high aperture ratio is compatible. Furthermore, the focusing lens group is meniscus-shaped as a whole curved forward convex, reducing the aberration changes when focusing in the remote shooting positions.

Aus den genannten Gründen kann die Fokussierungslinsengruppe von Figur 4 nicht bei einem Zoom-Obåektiv mit einem weiten Bildfeldwinkel, einem hohen Öffnungsverhältuis und einem Brennweitenverhältnis von mehr als 1:4 eingesetzt werden.For the reasons mentioned, the focusing lens group of FIG 4 not with a zoom lens with a wide field angle and a high aperture ratio and a focal length ratio of more than 1: 4 can be used.

Unter dem Gesichtspunkt der Anwendung auf ein Zoom-Objektiv mit einem weiten Bildfeldwinkel, einem hohen Öffnungsverhältnich und einem breiten Schwankungsbereich der Brennweite ist die Fokussierungslinsengruppe von Figur 3 wegen dem eingeschränkten Bildfeldwinkel und die Fokussierungslinsengruppe von Figur 4 wegen dem kleinen Brennweitenverhältnis ungeeignet.From the point of view of applying to a zoom lens with a wide field angle, a high aperture ratio and a wide fluctuation range the focal length is the focusing lens group of Figure 3 because of the limited Field angle and the focusing lens group of Figure 4 because of the small focal length ratio not suitable.

Im folgenden werden die Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In den Figuren 5A und 5B sind zwei Beispiele einer Fokussierungslinsengruppe zur Verwendung in einem Zoom-Obåektiv gemäß der Erfindung gezeigt. Die Fokussierungslinsengruppe weist ein divergentes Linsenelement U, dessen hintere Fläche nach hinten konkav ist, eine konvergente Heniskuslinse M, die nach vorne konkav ist, eine bikonkave Linse X und eine konvergente Linse Z auf, deren vordere Fläche nach vorne konvex gekrümmt ist.The exemplary embodiments of the invention are described below. In Figs. 5A and 5B, two examples of a focusing lens group are shown Use in a zoom lens according to the invention shown. The focusing lens group has a divergent lens element U, the rear surface of which is concave towards the rear is a convergent heniscus lens M which is concave towards the front, a biconcave Lens X and a convergent lens Z, the front surface of which is convex to the front is curved.

Die Linsen sind in der genannten Reihenfolge angeordnet. Zwischein der bikonkaven Linse X und der konvergenten Linse Z kann ein streuender Meniskus Y (Figur 5A) zu Korrekturzwecken vorgesehen sein. Die hintere Fläche Ra des Meniskus M und die vordere Fläche Rb der Linse X bilden eine Luftlinse V oder eine Kittfläche Rc (nicht gezeigt) zwischen sich und sind konkav nach vorne gekrümmt. Von den beiden Flächen Rd und Re oder einer Kittfläche Rf (nicht gezeigt) wird eine weitere Luftlinse W gebildet, die konvergierend wirkt. Die Krümmungsradien der beiden Flächen Rd und Re befriedigen die Gleichung Rdt=(Ret. Die erste Luftlinse V spielt eine wichtige Rolle in der Steuerung der Verzeichnung in den Weitwinkelstellungen, während die zweite Luftlinse W eine wichtige Rolle bei der Steuerung der sphärischen Aberration in den Fernaufnahmenstellungen spielt.The lenses are arranged in the order listed. In between of the biconcave lens X and the convergent lens Z can be a scattering meniscus Y (Figure 5A) may be provided for correction purposes. The posterior surface Ra of the meniscus M and the front surface Rb of the lens X form an air lens V or a cemented surface Rc (not shown) between them and are curved concavely forward. Of the two Areas Rd and Re or a cemented area Rf (not shown) becomes another air lens W formed, which has a converging effect. The radii of curvature of the two surfaces Rd and Re satisfy the equation Rdt = (Ret. The first air lens V plays an important Role in controlling the distortion in wide-angle positions while the second air lens W has an important role in controlling spherical aberration plays in the remote shooting positions.

Die erste Luftlinse V, die entweder als konvergierende oder als divergierende Linse wirken kann, kann dazu verwendet werden, einen negativen Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung für die Verzeichnung in dem Weitwinkelbereich des Brennweitenbereiches zu erzeugen. Diese überkorrigierte Verzeichnung wird durch die unterkorrigierte Verzeichnung ausgeglichen, die durch die divergente Linsenkomponente U erzeugt wird. Die Luftlinse V hat eine nach hinten konvexe Form, so daß bei steigendem Einfallswinkel Aberrationen höherer Ordnung bis zu einem extremen Maße größer werden, wobei auch die Uberkorrektur der Verzeichnung größer wird. Daher ist es beispielsweise, wie durch die Aberrationskurven in den Figuren 7C und 9C gezeigt ist, möglich, die Verzeichnung an einem Punkt nahe bei der Weitwinkelstellung von minus nach plus zu ändern. Da die divergente Linkskomponente U vor der Luftlinse V liegt, tritt ein Strahlenbündel, das auf die Linsenkomponente U unter einem großen Winkel einfällt, von dieser mit einem erheblich kleineren Winkel als dem Einfallswinkel wieder aus, so daß die Möglichkeit der Totalreflexion von der Luftlinse V oder der Kittfläche Rc, die Möglichkeit der Erhöhung einer seitlichen, chromatischen Aberration bis zu einem extremen Wert nur in den Weitwinkelstellungen, und die Möglichkeit der Vergrößerung des Durchmessers der Frontlinsenkomponente auf ein extremes Maß als vernachlässigbar betrachtet werden kann.The first air lens V, either as a converging or as a diverging one Lens can act, can be used to have a negative aberration coefficient third order for the distortion in the wide-angle range of the focal length range to create. This overcorrected distortion is replaced by the undercorrected Compensates for distortion created by the divergent lens component U. The air lens V has a rearwardly convex shape so that as the angle of incidence increases Higher order aberrations become larger to an extreme degree, with also the overcorrection of the distortion increases. Hence it is, for example, how shown by the aberration curves in Figs. 7C and 9C, the distortion is possible change from minus to plus at a point close to the wide angle position. There the divergent left component U lies in front of the air lens V, a bundle of rays occurs, which is incident on the lens component U at a large angle, from this with a considerably smaller angle than the angle of incidence, so that the possibility the total reflection from the air lens V or the cemented surface Rc, the possibility of Increase in lateral chromatic aberration to an extreme value only in the Wide-angle positions, and the possibility of magnification of the diameter of the front lens component to an extreme degree than negligible can be viewed.

Aberrationen in einem Teil des Brennweitenbereiches außer dem Weitwinkelbereich, d.h. in dem Fernaufmahmebereich und dem Mittelbereich, werden nicht durch die Luftlinse V beeinflußt, wie aus einer Tabelle derAberrationskoeffizienten dritter Ordnung (vierte und fünfte Zeile in der Spalte Ds von Beispiel 1 und vierte und fünfte Zeile in der Spalte Ds von Beispiel 2) ersichtlich ist, da ein Lichtbündel, das schräg durch die divergente, vordere Linsenkomponente U eintritt, durch die Luftlinse V nahezu keiner Brechung unterworfen wird.Aberrations in a part of the focal length range other than the wide-angle range, i.e., in the telephoto area and the central area, are not seen through the aerial lens V affects as from a table of the third order aberration coefficients (fourth and fifth rows in column Ds of Example 1 and fourth and fifth rows in column Ds of example 2) it can be seen that a light beam that is oblique enters through the divergent, anterior lens component U, through the air lens V is subjected to almost no refraction.

Die Funktion dieser Verzeichnungskorrektur wird beachtlich, wenn die Ifeniskuskriimmung der Luftlinse V und der negative Wert des Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung für die Verzeichnung auf ein vernünftiges Maß erhöht werden.The function of this distortion correction becomes remarkable when the Ifeniscus contour of the air lens V and the negative value of the aberration coefficient third order for the distortion can be increased to a reasonable level.

Die sphärische Aberration in den Fernaufnahmestellungen wird durch die Luftlinse V nicht beeinflußt, weil ein axial divergierendes Strahlenbündel auf die nach hinten konvexen Flächen Ra und Rb oder Rc einfällt. Ein Vorteil, der sich aus dieser Tatsache ergibt, besteht darin, daß die Stabilisierung der Verzerrung in dem gesamten Brennweitenbereich vereinfacht wird.The spherical aberration in the telephoto positions is caused by the air lens V is not influenced, because an axially diverging beam occurs the rearward convex surfaces Ra and Rb or Rc are incident. An advantage that from this fact, consists in that the stabilization of the distortion is simplified in the entire focal length range.

Speziell die Verzeichnung in den Bereichen außer dem Weitwinkelbereich hängt ahuptsächlich von den Aberrationskoeffizienten dritter und fünfter Ordnung ab. Wenn die Verzeichnung aufgrund der Aberrationskoeffizienten dritter und fünfter Ordnung in dem Fernaufnahmen- und Ilittelbereich als Grenze für die Annehmbarkeit der Korrektur gewählt werden, besteht die Tendenz, daß die Verzeichnung im Weitwinkelbereich diese Grenze überschreitet.Especially the distortion in the areas other than the wide-angle area depends mainly on the third and fifth order aberration coefficients away. When the distortion due to the third and fifth aberration coefficients Order in the telephoto and medium range as the limit of acceptability of correction are selected, there is a tendency that the distortion in the wide-angle area exceeds this limit.

Diese Tendenz wird verstärkt, wenn der Winkelbereich an der Weitwinkelstellung und das Brennweitenverhältnis erhöht werden.This tendency is exacerbated when the angular range is at the wide angle position and the focal length ratio can be increased.

In solch einem Fall kann die Luftlinse-V dazu verwendet werden, eine Verzeichnung höherer Ordnung als die Verzeichnung fünfter Ordnung zu erzeugen, so daß die Verzeichnung im Bereich der Weitwinkelstellungen unter die annehmbare Grenze herabgesetzt werden kann.In such a case, the Air Lens-V can be used to provide a To produce higher order distortion than fifth order distortion so that the distortion in the range of the wide-angle positions is below the acceptable limit degraded can be.

Andererseits erzeugt die zweite Luftlinse W zwischen den Flächen Rd und Re, deren Krümmungsradien durch iRdiNiRel definiert ist, oder eine Kittfläche Rf mit einem Krümmungsradius, der durch RfO definiert ist, eine unterkorrigierte, sphärische Aberration, da der Aberrationskoeffizient dritter Ordnung für die sphärische Aberrat-ion in dem Weitwinkelbereich ein positives Vorzeichen hat. Unter den Bedingungen RffO oder tRd{-§Re|, wird ein axial divergierendes Strahlenbündel L5 um einen großen Winkel gebrochen, wenn es durch die Luftlinse W oder die Kittfläche bei Fernaufnahmenstellungen hindurchtritt, so daß eine große, unterkorrigierte, sphärische Aberration erzeugt wird, die durch die überkorrigierte, sphärische Aberration ausgeglichen werden kann, die von der divergenten Linsenkomponente U erzeugt wird.On the other hand, the second air lens W creates between the surfaces Rd and Re, whose radii of curvature is defined by iRdiNiRel, or a cemented surface Rf with a radius of curvature defined by RfO, an undercorrected, spherical aberration, since the third order aberration coefficient for the spherical Aberrat-ion has a positive sign in the wide-angle range. Under the conditions RffO or tRd {-§Re |, becomes an axially diverging beam L5 around a large one Angle broken when it is through the air lens W or the putty surface in telephoto positions passes through so that a large undercorrected spherical aberration is generated which can be compensated for by the overcorrected spherical aberration, generated by the divergent lens component U.

Aberrationen in den Weitwinkelstellungen werden durch die Luftlinse W nicht beeinflußt, wie aus einer Tabelle der Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung ersichtlich ist, die unten gezeigt ist, weil der Durchmesser eines axialen Strahlenbündels L4 in den Weitwinkelstellungen extrem kleiner als der Durchmesser eines axialen Strahlenbündels in den Fernaufnahmenstellungen ist, und weil das axiale Strahlenbündel in den Weitwinkelstellungen nahezu keiner Brechung durch die Luftlinse W ausgesetzt ist, wie aus der Tabelle der Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung ersichtlich ist.Aberrations in the wide-angle positions are seen through the air lens W not affected as from a table of the third-order aberration coefficients can be seen, which is shown below, because the diameter of an axial bundle of rays L4 in the wide-angle positions is extremely smaller than the diameter of an axial one Beam is in the telephoto positions, and because the axial beam exposed to almost no refraction by the air lens W in the wide-angle positions is, as can be seen from the table of third-order aberration coefficients is.

Der Grund, warum die divergente Linsenkomponente U, die Luftlinse V und die zweite Luftlinse W in dieser Reihenfolge von der Vorderseite her angeordnet sind, besteht darin, daß die Aberrationskorrektur in den Fernaufnahmenstellungen erleichtert werden soll. Ein axiales Strahlenbündel, das auf die divergente Linsenkomponente U auf trifft, wird beim Durchtritt divergent- gemacht und trifft auf die erste Luftlinse V auf, in der die Strahlen keine sphärische Aberration erzeugen, weil die Neigungvder Strahlen in geeigneter Weise mit der Form der Vorderfläche der Luftlinse V in Beziehung gebracht ist. ach Durchtritt durch die erste Luftlinse V treten die Strahlen in.The reason why the divergent lens component U, the air lens V and the second air lens W are arranged in this order from the front is that the aberration correction in the telephoto positions should be facilitated. An axial bundle of rays impinging on the divergent lens component U hits, is made divergent when it passes through and hits the first air lens V in which the rays do not produce spherical aberration because the inclination vder Radiate appropriately with the shape of the Front surface of the Air lens V is related. after passing through the first air lens V the rays enter.

die nach vorne konvexe Vorderfläche der zweiten Luftlinse W ein, wobei sie stark gebrochen werden, so daß sie zur Erzeugung einer unterkorrigierten, sphärischen Aberration beitragen.the forward convex front surface of the second air lens W, where they are severely refracted, causing them to produce an undercorrected, spherical Contributing to aberration.

Es ist zu beachten, daß die divergenten Linsenkomponenten U und X jeweils aus wenigstens einem Linsenelement bestehen. Die erste Luftlinse V, die zwischen den Flächen Ra und Rb gebildet wird, oder die erste Kittfläche Rc, können zur Steuerung der Verzeichnung nur für den Weitwinkelbereich verwendet werden, während die zweite Luftlinse W zwischen den Flächen Rd und Re oder die zweite Kitt fläche Rf zur Kontrolle der sphärischen Aberration -;ur für den Fernaufnahmenbereich verwendet werden können. Beide Luftlinsen V und W oder beide Kittflächeen Rc und Rd erzeugen keinen nachteiligen Einfluß auf die Aberrationskorrektur für die Jeweiligen äußeren Teile des Brennweitenbereiches. Dieses Merkmal der Fokussierungslinsengruppe der Erfindung ermöglicht es, ein Zoom-Objektiv mit einem breiten Bildfeldwinkel bei den Weitwinkelstellungen und einem großen Variationsbereich für die Brennweiten bei einem hohen Öffnungsverhältnis zu erzielen.Note that the divergent lens components U and X each consist of at least one lens element. The first air lens V that is formed between the surfaces Ra and Rb, or the first cemented surface Rc can only be used while controlling the distortion for the wide-angle range the second air lens W between the surfaces Rd and Re or the second cement surface Rf to control spherical aberration -; only used for long-range photography can be. Create both air lenses V and W or both cemented surfaces Rc and Rd does not adversely affect the aberration correction for the respective external Parts of the focal length range. This feature of the focusing lens group of the Invention makes it possible to use a zoom lens with a wide field angle the wide-angle positions and a large range of variation for the focal lengths at a high aperture ratio.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zoom-ObJektivs kann so ausgeführt sein, wie durch die Zahlenwerte in den Tabellen 1 und 2 für die Krümmungsradien R1 bis R46, die axialen Dicken oder Abstände D1 bis D42 zwischen aufeinanderfolgenden Flächen, die Brechungsindices N1 bis N25 der verschiedenen Linsenelemente für die spektrale D-Linie des Natriums und die Streuungsindices 1 bis )25 der verschiedenen Linsenelemente mit den üblichen Indices vorsehen sind, um die spezielle Fläche, den Radius, die Linsendicke oder den åeweiligen axialen Abstand zu bezeichnen, wobei die Nummerierung der Reihe nach von vorne nach hinten erfolgt. Die Plus-und Minuswerte der Radien R zeigen Flächen an, die zur Vorderseite konvex bzw. konkav sind. Dieses Zoom-Objektiv gibt ausgezeichnete Resultate mit einem Brennweitenverhältnis von 1 : 17, einem Blen0erzahlbereich von 1 : 2 bei Weitwinkelstellung zu 1 : 2,8 bei Fernaulnahmenstellung und einem Bildfeldwinkel von 67,50 bei Weitwinkelstellung. Diese Elemente bilden gemäß Figur 6 vier Gruppen, die mit I, II, III und IV bezeichnet sind. Es handelt sich um eine streuende Fokussierungslinsen gruppe I mit den Flächen R1 bis R1E, eine streuende Variatorlinsengruppe II mit den Flächen R19 bis R27, eine sammelnde Kompensatorlinsengruppe III mit den Fkächen R28 bis R34 und eine sammelnde Relaislinsengruppe IV mit den Flächen R35 bis R46. Die Fokussierungslinsengruppe I weist einen vorderen, streuenden Teil I' mit den Flächen R1 bis R8, der zur Fokussierung bewegbar ist, und einen hinteren, sammelnden Teil 1' mit den Flächen R9 bis R18 auf, der während der Fokussierung stationär bleibt. Wenn das Zoom-Objektiv von der Weitwinkelstellung in die Fernaufnahmenstellung verstellt wird, werden die Variatorlinsengruppe II, die Blende S und die Kompensatorlinsengruppe III in den-durch die Pfeile Al, A2 bzw. A3 bewegt.A first embodiment of the zoom lens according to the invention can be designed as indicated by the numerical values in Tables 1 and 2 for the Radii of curvature R1 to R46, the axial thicknesses or distances D1 to D42 between successive surfaces, the refractive indices N1 to N25 of the different Lens elements for the spectral D-line of sodium and the indices of dispersion 1 to) 25 of the different lens elements with the usual indices are to be provided, around the special area, the radius, the lens thickness or the respective axial To designate the distance, the numbering in sequence from front to back he follows. The plus and minus values of the radii R indicate areas facing the front are convex or concave. This zoom lens gives excellent results a focal length ratio of 1: 17, a focal number range of 1: 2 with wide-angle position at 1: 2.8 when taking a long-distance view and an angle of view of 67.50 in wide-angle position. According to FIG. 6, these elements form four groups with I, II, III and IV are designated. It is a diffusing focusing lens group I with the areas R1 to R1E, a scattering variator lens group II with the surfaces R19 to R27, a converging compensator lens group III with the surfaces R28 to R34 and a positive relay lens group IV with areas R35 to R46. The focusing lens group I has a front, diffusing part I 'with the Areas R1 to R8, which can be moved for focusing, and a rear, collecting one Part 1 'with the areas R9 to R18, which remains stationary during focusing. When the zoom lens is moved from the wide-angle position to the long-distance position becomes the variator lens group II, the diaphragm S and the compensator lens group III in the - moved by the arrows A1, A2 and A3.

Figur 7 ist eine grafische Darstellung, die die Aberrationskorrektur zeigt, die in dem Zoom-Objektiv von Fig 6 erzielt wird, wobei Figur 7A die sphärische Aberration SA und die Sinusbedingung SC, Figur 7B den Astigmatismus in der Meridionalebene # M und Sagittalebene # S und Figur 7C die Verzeichnung darstellt.Figure 7 is a graph showing aberration correction which is achieved in the zoom lens of FIG. 6, FIG. 7A being the spherical Aberration SA and the sine condition SC, FIG. 7B the astigmatism in the meridional plane # M and sagittal plane # S and Figure 7C illustrates the distortion.

Tabelle 1 Brennweitenverhältnis Blendenzahl Bildfeldwinkel 1 : 17 1 : 2,0 - 1 : 2,8 67,5° R1 - 7011,59 D1 5 N1 1,715 #1 53,9 R2 227,157 D2 29 R3 - 161,027 D3 7,5 N2 1,80518 #2 25,4 R4 - 139,805 D4 0,5 R5 - 154,645 D5 4,5 N3 1,64 #3 60,2 R6 1034,39 D6 0,15 R7 667,355 D7 8 N4 1,80518 #4 25,4 R8 - 1069,792 l1 R9 - 858,44 D8 11,4 N5 1,60311 #4 60,7 R10 - 168,019 D9 0,15 R11 633,86 D10 14,8 N6 1,60311 #6 60,7 R12 - 181,901 D11 4 N7 1,80518 #7 25,4 R13 544,864 D12 11,3 N8 1,62041 #8 60,5 R14 -293,871 D13 0,15 R15 270,611 D14 6,8 N9 1,62041 #9 60,3 R16 930,611 D15 0,15 R17 134,534 D18 10,2 N10 1,62041 #10 60,3 R18 346,682 @@ R19 91,783 D17 2 N11 1,734 #11 51,5 R20 59,628 D18 2,4 R21 95,023 D19 5,8 N12 1,80518 #12 25,4 R22 171,702 D20 0,89 R23 350,712 D21 1,5 N13 1,83481 #13 42,8 R24 47,345 D22 9,65 R25 -55,324 D23 1,5 N14 1,734 #14 51,6 R26 72,827 D24 5 N15 1,92286 #15 21,3 R27 -2946,29 @@+@@ R28 -553,167 D25 6,8 N16 1,60311 #16 60,7 R29 -72,167 D26 0,15 R30 113,773 D27 14 N17 1,734 #17 51,5 R31 -54,174 D28 2 N18 1,74077 #18 27,8 R32 1189,6 D29 0,15 R33 75,933 D30 6,5 N19 1,60311 #19 60,7 R34 295,519 @@ R35 -1997,4 D31 1,5 N20 1,734 #20 51,5 R36 62,837 D32 6,14 R37 -38,022 D33 2 N21 1,734 #21 51,5 R38 -900,9 D34 0,15 R39 66,249 D35 6 N22 1,80518 #22 25,4 R40 -186,427 D36 32,61 R41 -247,084 D37 2 N23 1,80518 #23 25,4 R42 54,963 D38 2,86 R43 -192,199 D39 4,5 N24 1,618 #24 63,4 R44 -42,7 D40 0,15 R45 -47,29@ D41 6 N25 1,618 #25 63,4 R46 -189,789 D42 5 R47 # D43 70 N26 1,51635 #26 64,1 R48 # Tabelle 2 f l1 l2 l3 l4 l5 16,3 2,38 2,062 131,219 36,248 3,557 67,5 2,38 81,011 46,197 26,838 19,04 277,5 2,38 118,19 2,8 4,03 48,064 Die Fokussierungslinsengruppe I in Figur 6 hat die folgenden Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung für die sphärische Aberration SA, die Koma CM, den Astigmatismus AS, die Petzval-Summe PT, die Verzeichnung DS und die sphärische Aberration der Pupille SAS in den Weitwinkel-, Mittel- und Fernaufnahmenpositionen, wie sie in den Tabellen 3, 4 bzw. 5 angegeben sind.Table 1 Focal length ratio F-number Field angle 1: 17 1: 2.0 - 1: 2.8 67.5 ° R1 - 7011.59 D1 5 N1 1.715 # 1 53.9 R2 227.157 D2 29 R3 - 161.027 D3 7.5 N2 1.80518 # 2 25.4 R4 - 139.805 D4 0.5 R5 - 154.645 D5 4.5 N3 1.64 # 3 60.2 R6 1034.39 D6 0.15 R7 667.355 D7 8 N4 1.80518 # 4 25.4 R8 - 1069.792 l1 R9 - 858.44 D8 11.4 N5 1.60311 # 4 60.7 R10 - 168.019 D9 0.15 R11 633.86 D10 14.8 N6 1.60311 # 6 60.7 R12 - 181.901 D11 4 N7 1.80518 # 7 25.4 R13 544.864 D12 11.3 N8 1.62041 # 8 60.5 R14 -293.871 D13 0.15 R15 270.611 D14 6.8 N9 1.62041 # 9 60.3 R16 930.611 D15 0.15 R17 134.534 D18 10.2 N10 1.62041 # 10 60.3 R18 346,682 @@ R19 91.783 D17 2 N11 1.734 # 11 51.5 R20 59.628 D18 2.4 R21 95.023 D19 5.8 N12 1.80518 # 12 25.4 R22 171.702 D20 0.89 R23 350.712 D21 1.5 N13 1.83481 # 13 42.8 R24 47.345 D22 9.65 R25 -55.324 D23 1.5 N14 1.734 # 14 51.6 R26 72.827 D24 5 N15 1.92286 # 15 21.3 R27 -2946.29 @@ + @@ R28 -553.167 D25 6.8 N16 1.60311 # 16 60.7 R29 -72.167 D26 0.15 R30 113.773 D27 14 N17 1.734 # 17 51.5 R31 -54.174 D28 2 N18 1.74077 # 18 27.8 R32 1189.6 D29 0.15 R33 75.933 D30 6.5 N19 1.60311 # 19 60.7 R34 295,519 @@ R35 -1997.4 D31 1.5 N20 1.734 # 20 51.5 R36 62.837 D32 6.14 R37 -38.022 D33 2 N21 1.734 # 21 51.5 R38 -900.9 D34 0.15 R39 66.249 D35 6 N22 1.80518 # 22 25.4 R40 -186.427 D36 32.61 R41 -247.084 D37 2 N23 1.80518 # 23 25.4 R42 54.963 D38 2.86 R43 -192.199 D39 4.5 N24 1.618 # 24 63.4 R44 -42.7 D40 0.15 R45 -47.29 @ D41 6 N25 1.618 # 25 63.4 R46 -189.789 D42 5 R47 # D43 70 N26 1.51635 # 26 64.1 R48 # Table 2 f l1 l2 l3 l4 l5 16.3 2.38 2.062 131.219 36.248 3.557 67.5 2.38 81.011 46.197 26.838 19.04 277.5 2.38 118.19 2.8 4.03 48.064 The focusing lens group I in Fig. 6 has the following third order aberration coefficients for the spherical aberration SA, the coma CM, the astigmatism AS, the Petzval sum PT, the distortion DS and the spherical aberration of the pupil SAS in the wide-angle, middle and Telephoto positions as shown in Tables 3, 4 and 5, respectively.

Tabelle 3 (Weitwinkelstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0000 0.0000 -0,0009 -0,0016 0,6868 -4,4318 2 -0,0008 -0,0015 -0,0028 0,0296 -0,0598 0,1096 3 0,0000 -0,0007 0,0143 0,0454 0,6301 -4,1006 4 0,0001 -0,0011 0,0151 0,0524 -0,9112 5,4487 5 0.0000 0,0007 -0,0100 -0.0411 0,7656 -4,4241 6 -0,0019 -0,0036 -0,0068 -0,0062 -0,0244 0,0688 7 0,0025 0,0037 0,0055 0,0110 0,0243 -0,0519 8 -0,0003 -0,0026 -0,0214 0,0067 -0,1208 0,5577 # -0.0005 -0.0052 -0.0070 -0.00538 0.9905 -6.8236 Tabelle 4 (Mittelstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0000 0,0001 -0,0010 -0,0016 0,0430 -0,0421 2 -0,2339 0.1077 -0,0496 -0,0296 0,0364 -0,0090 3 0,0100 -0,0177 0,0313 -0,0454 0,0250 -0,0819 4 0,0239 -0,0327 0,0446 0,0524 -0,1324 0,2003 5 -0,0129 0,0187 -0,0271 -0,0411 0,0991 -0,1469 6 -0,5551 0,2548 -0,1169 -0,0062 0,0565 -0,0409 7 0,7176 -0,3460 0,1668 0,0110 -0,0857 0,0596 8 -0,0914 0,0078 -0,0007 0,0067 -0,0005 -0,0001 # -0,1417 -0.0074 0,0473 -0,0538 0,0415 -0,0610 Tabelle 5 (Fornaufahmenstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 -0,0010 0,0011 -0,0011 -0,0016 0,0027 -0,0002 2 -66,994 3.6122 -0,1948 -0,0296 0,0121 -0,0006 3 2,8779 -0,3769 0,0494 -0,0454 -0,0005 -0,0006 4 6,8536 -0.3757 0,0790 0,0524 -0,0141 0,0021 5 -3,6873 0,4148 -0,0467 -0,0411 0,0099 -0,0015 6 -158,99 8,5584 -0,4607 -0,0062 0,0251 -0,0018 7 205,53 -11,345 0,6263 0,0110 0,0352 0,0025 8 -26,165 0,8304 -0,0264 0,0067 0,0006 -0,0001 # -40,576 0,9589 0,0251 -0,0538 0,0006 0,0002 Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs, wobei die Zahlenwerte für dieses ObJektiv in den Tabellen 6 und 7 enthalten sind. Dieses Zoom-Objektiv führt zu ausgezeichneten Ergebnissen bei einem Brennweitenverhältnis von 1 : 7,5, einem Blendenzahlbereich von 1,6 bei Weitwinkelstellung biw 1 : 2,2 bei Fernaufnahmenstellung und einem Bildfeldwinkel von 77,3° bei Weitwinkelstellung. Wie in Figur 8 gezeigt ist, weist das Zoom-Objektiv eine streuende Fokussierungslinsengruppe I mit den Flächen R1 bis R10, eine erste, sammelnde Variatorlinsengruppe II' mit den Flächen R11 bis R20, eine zweite, streuende Variatorlinsengruppe II' mit den Flächen R21 bis R27, eine sammelnde Kompensatorlinsengruppe III mit den Flächen R28 bis R34 und eine sammelnde Relaislinsengruppe IV mit den Flächen R35 bis R45 auf. Eine Blende liegt unter einem Abstand von -0,8 mm von der achtundzwanzigsten Fläche. Wenn das Zoom-Objektiv von der We-itwinkeleinstellung auf die Fernaufnahmenstellung umgestellt wird, werden die Variatorlinsengruppen II' und II" und die Kompensatorlinsengruppen III, die die Blende S ortsfest trägt, in den Richtungen bewegt, wie sie durch die Pfeile A4, A5 bzw. A6 dargestellt sind. Die Fokussierungslinsengruppe I von Figur 8 hat die Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung, die in den Tabellen 8, 9 und 10 angegeben sind.Table 3 (wide-angle position) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0000 0.0000 -0.0009 -0.0016 0.6868 -4.4318 2 -0.0008 -0.0015 -0.0028 0.0296 -0.0598 0.1096 3 0.0000 -0.0007 0.0143 0.0454 0.6301 -4.1006 4 0.0001 -0.0011 0.0151 0.0524 -0.9112 5.4487 5 0.0000 0.0007 -0.0100 -0.0411 0.7656 -4.4241 6 -0.0019 -0.0036 -0.0068 -0.0062 -0.0244 0.0688 7 0.0025 0.0037 0.0055 0.0110 0.0243 -0.0519 8 -0.0003 -0.0026 -0.0214 0.0067 -0.1208 0.5577 # -0.0005 -0.0052 -0.0070 -0.00538 0.9905 -6.8236 Table 4 (middle position) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0000 0.0001 -0.0010 -0.0016 0.0430 -0.0421 2 -0.2339 0.1077 -0.0496 -0.0296 0.0364 -0.0090 3 0.0100 -0.0177 0.0313 -0.0454 0.0250 -0.0819 4 0.0239 -0.0327 0.0446 0.0524 -0.1324 0.2003 5 -0.0129 0.0187 -0.0271 -0.0411 0.0991 -0.1469 6 -0.5551 0.2548 -0.1169 -0.0062 0.0565 -0.0409 7 0.7176 -0.3460 0.1668 0.0110 -0.0857 0.0596 8 -0.0914 0.0078 -0.0007 0.0067 -0.0005 -0.0001 # -0.1417 -0.0074 0.0473 -0.0538 0.0415 -0.0610 Table 5 (form layout) R SA OM AS PT DS SAS 1 -0.0010 0.0011 -0.0011 -0.0016 0.0027 -0.0002 2 -66.994 3.6122 -0.1948 -0.0296 0.0121 -0.0006 3 2.8779 -0.3769 0.0494 -0.0454 -0.0005 -0.0006 4 6.8536 -0.3757 0.0790 0.0524 -0.0141 0.0021 5 -3.6873 0.4148 -0.0467 -0.0411 0.0099 -0.0015 6 -158.99 8.5584 -0.4607 -0.0062 0.0251 -0.0018 7 205.53 -11.345 0.6263 0.0110 0.0352 0.0025 8 -26.165 0.8304 -0.0264 0.0067 0.0006 -0.0001 # -40.576 0.9589 0.0251 -0.0538 0.0006 0.0002 FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of the zoom lens according to the invention, the numerical values for this lens being contained in Tables 6 and 7. This zoom lens leads to excellent results with a focal length ratio of 1: 7.5, an aperture range of 1.6 in the wide-angle position to 1: 2.2 in the long-distance position and a field of view of 77.3 ° in the wide-angle position. As shown in FIG. 8, the zoom objective has a diffusing focusing lens group I with the areas R1 to R10, a first, converging variator lens group II 'with the areas R11 to R20, and a second, diffusing variator lens group II' with the areas R21 to R27 , a positive compensator lens group III with areas R28 to R34 and a positive relay lens group IV with areas R35 to R45. An aperture is less than -0.8 mm from the twenty-eighth surface. If the zoom lens is switched from the wide angle setting to the telephoto position, the variator lens groups II 'and II "and the compensator lens groups III, which carries the diaphragm S stationary, are moved in the directions as indicated by the arrows A4, A5 or A6 The focusing lens group I of Fig. 8 has the third-order aberration coefficients shown in Tables 8, 9 and 10.

Tabelle 6 Brennweitenverhältnis Blendenzahl ,Bildfeldwinkel 1 : 7,5 1 : 1,6 - L1 : 2,2 77,3 R1 134,9 D1 1,8 N1 1,804 I1 46,6 48,3 D2 8,74 R3 - 666,0 D3 4,86 N2 1,80518 I2 25,4 R4 - 83.0 D4 0,2 R5 - 120,0 D5 1,5 N3 1,64 #3 60.2 R6 80.0 D6 7,55 R7 - 58,5 D7 1,5 N4 1,7725 #4 49,7 R8 1120,0 D8 0,15 R9 164,5 D9 2,7 N5 1,80518 #5 25,4 R10 - 600,0 l1 R11 1400,0 D11 4,0 N6 1,64 #6 60.2 R12 - 64.0 D12 0,15 R13 580,0 D13 1,3 N7 1,80518 #7 25,4 R14 62,5 D14 4,5 N8 1,62041 #8 60,3 R15 - 226,0 D15 0,15 R16 132,0 D16 5,8 N9 1,62041 #9 60,3 R17 - 59,7 D17 1,5 N10 1,80518 #10 25,4 R18 - 106,0 D18 0,15 R19 45.5 D19 4,3 N11 1,64 #11 60,2 R20 153,5 @@ R21 33,7 D21 0,8 N12 1,804 #12 46,6 R22 16,4 D22 3,9 R23 - 31,9 D23 0,8 N13 1,732 #13 51,5 R24 24,7 D24 2,34 N14 1,92286 #14 21,3 R25 192,0 D25 3,1 R14 - 15.3 D26 1,0 N15 1,804 #15 46,6 R17 - 19.5 @@ R28 72,5 D27 3,0 N16 1,48749 #16 70,1 R29 - 272.0 D28 0,15 D30 208,0 D30 0,8 N17 1,80518 #17 25,4 R31 28,7 D31 4,5 N18 1,62041 #18 60,3 R32 - 38,6 D32 0,15 R33 38,2 D33 3,0 N19 1,6968 #19 55,5 R34 - 127,0 R35 - 28,3 D34 1,0 N20 1,62041 #20 60,4 R36 15,6 D36 3,66 N21 1,80518 #21 25,4 R37 27,3 D37 8.25 R38 102,0 D38 7,1 N22 1,6968 #22 55,5 R39 - 28,8 D39 0,15 R40 - 154,0 D40 6,1 N23 1,80518 #23 25,4 R41 21,8 D41 1,5 R42 61,0 D42 3,0 N24 1,60311 #24 60,7 R43 - 82,6 D43 0,15 R44 22,2 D44 4,0 N25 1,6583 #25 57,3 R45 - 115,0 Tabelle 7 f l1 l2 l3 l4 8 13,11 0,633 33,788 4 39 4,86 30,49 5,288 10,9 60 1,235 43,608 1,22 5,48 Tabelle 8 (Weitwinkelstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 0,0001 0,0006 0,0077 0,0268 0,4136 -1,5051 2 -0,0064 0,0035 -0,0019 -0,0748 0,0417 0,0205 3 0,0003 0,0029 0,0270 -0,0054 0,1970 -0,7431 4 0,0002 -0,0029 0,0353 0,0436 -0,9558 3,7377 5 -0,0001 -0,0011 -0,0175 -0,0264 0,7255 -2.6877 6 -0,0073 -0,0036 -0,0018 -0,0396 -0,0207 0,0114 7 0,0001 -0.0022 0,0474 -0,0604 0,2757 -1,1041 8 -0,0186 -0,0073 -0,0029 -0,0032 -0,0024 0,0032 9 0.0288 -0,0017 0,0001 0,0220 -0,0013 -0,0001 10 -0,0064 -0,0011 -0,0196 0,0060 -0,0237 0,0679 # -0,0092 -0,0208 0,0738 -0,1114 0,6500 -2,1993 Tabelle 9 (Mittelstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 0,0291 0,0092 0,0029 0,0268 0,0094 -0,0019 2 -3,4703 0,7669 -0,1695 -0,0748 0,0540 -0,0063 3 0,1749 0,0341 0,0069 -0,0054 0,0002 -0,0003 4 0,1302 -0,0935 0,0671 0,0436 -0,0795 0,0362 5 -0,0346 0,0314 -0,0285 -0,0264 0,0499 -0,0216 6 -3,9519 0,6964 -0,1227 -0,0396 0,0286 -0,0046 7 0,0572 -0,0634 0,0702 -0,0604 -0,0109 -0,0044 8 -10,091 1,8243 -0,3298 -0,0032 0,0602 -0,0177 9 15,670 -3,1360 0,6276 0,0220 -0,1300 0,0351 10 -3,4784 0,4267 -0,0524 0,0060 0,0057 -0,0021 # -4,9652 0,4963 0,0717 -0,1114 -0,0124 0,0126 Tabelle 10 (Fernaufnahmenstellung) R SA OM AS PT DS SAS 1 0,1603 0,0050 0,0002 0,0268 0, 2 -19,099 3,7897 -0,7520 -0,0748 0, 3 0,9625 -0,0205 0,0004 -0,0054 0, 4 0,7163 -0,2939 0,1206 0,0436 -0,0674 0,0235 5 -0,1903 0,0936 -0,0459 -0,0264 0,0355 -0,0121 6 -21,749 3,9005 -0,6990 -0,0396 0,1325 -0,0262 7 0,3149 -0,1815 0,1047 -0,0604 -0,0255 0,0004 8 -55,539 10,068 -1,8251 -0,0032 0,3314 -0,0765 9 86,240 -16,345 3,0978 0,0220 -0,5913 0.1322 10 -19,144 2.9963 -1,4690 0,0060 0,0725 -0,0174 # -27,326 4,0122 -0,4678 -0,1114 0,0528 -0,0055 Die vorhergehende Beschreibung läßt sich wie folgt zusammenfassen. Es wird eine Fokussierungslinsengruppe für die Verwendung in einem speziellen, optischen ObJektiv vom Zoom-Typ angegeben, das einen Vergrößerungsbereich in der Größenordnung von 1 : 17 mit einem hohen Öffnungsverhältnis und einem Bildfeldwinkel von 67,50 bei minimaler Brennweite hat, und das in Bezug auf Aberration, insbesondere auf Verzeichnung und sphärische Aberration in dem gesamten Brennweitenbereich gut korrigiert ist.Table 6 Focal length ratio, f-number, field angle 1: 7.5 1: 1.6 - L1: 2.2 77.3 R1 134.9 D1 1.8 N1 1.804 I1 46.6 48.3 D2 8.74 R3 - 666.0 D3 4.86 N2 1.80518 I2 25.4 R4 - 83.0 D4 0.2 R5 - 120.0 D5 1.5 N3 1.64 # 3 60.2 R6 80.0 D6 7.55 R7 - 58.5 D7 1.5 N4 1.7725 # 4 49.7 R8 1120.0 D8 0.15 R9 164.5 D9 2.7 N5 1.80518 # 5 25.4 R10 - 600.0 l1 R11 1400.0 D11 4.0 N6 1.64 # 6 60.2 R12 - 64.0 D12 0.15 R13 580.0 D13 1.3 N7 1.80518 # 7 25.4 R14 62.5 D14 4.5 N8 1.62041 # 8 60.3 R15 - 226.0 D15 0.15 R16 132.0 D16 5.8 N9 1.62041 # 9 60.3 R17 - 59.7 D17 1.5 N10 1.80518 # 10 25.4 R18 - 106.0 D18 0.15 R19 45.5 D19 4.3 N11 1.64 # 11 60.2 R20 153.5 @@ R21 33.7 D21 0.8 N12 1.804 # 12 46.6 R22 16.4 D22 3.9 R23 - 31.9 D23 0.8 N13 1.732 # 13 51.5 R24 24.7 D24 2.34 N14 1.92286 # 14 21.3 R25 192.0 D25 3.1 R14 - 15.3 D26 1.0 N15 1.804 # 15 46.6 R17 - 19.5 @@ R28 72.5 D27 3.0 N16 1.48749 # 16 70.1 R29 - 272.0 D28 0.15 D30 208.0 D30 0.8 N17 1.80518 # 17 25.4 R31 28.7 D31 4.5 N18 1.62041 # 18 60.3 R32 - 38.6 D32 0.15 R33 38.2 D33 3.0 N19 1.6968 # 19 55.5 R34 - 127.0 R35 - 28.3 D34 1.0 N20 1.62041 # 20 60.4 R36 15.6 D36 3.66 N21 1.80518 # 21 25.4 R37 27.3 D37 8.25 R38 102.0 D38 7.1 N22 1.6968 # 22 55.5 R39 - 28.8 D39 0.15 R40 - 154.0 D40 6.1 N23 1.80518 # 23 25.4 R41 21.8 D41 1.5 R42 61.0 D42 3.0 N24 1.60311 # 24 60.7 R43 - 82.6 D43 0.15 R44 22.2 D44 4.0 N25 1.6583 # 25 57.3 R45 - 115.0 Table 7 f l1 l2 l3 l4 8 13.11 0.633 33.788 4 39 4.86 30.49 5.288 10.9 60 1.235 43.608 1.22 5.48 Table 8 (wide-angle position) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0001 0.0006 0.0077 0.0268 0.4136 -1.5051 2 -0.0064 0.0035 -0.0019 -0.0748 0.0417 0.0205 3 0.0003 0.0029 0.0270 -0.0054 0.1970 -0.7431 4 0.0002 -0.0029 0.0353 0.0436 -0.9558 3.7377 5 -0.0001 -0.0011 -0.0175 -0.0264 0.7255 -2.6877 6 -0.0073 -0.0036 -0.0018 -0.0396 -0.0207 0.0114 7 0.0001 -0.0022 0.0474 -0.0604 0.2757 -1.1041 8 -0.0186 -0.0073 -0.0029 -0.0032 -0.0024 0.0032 9 0.0288 -0.0017 0.0001 0.0220 -0.0013 -0.0001 10 -0.0064 -0.0011 -0.0196 0.0060 -0.0237 0.0679 # -0.0092 -0.0208 0.0738 -0.1114 0.6500 -2.1993 Table 9 (middle position) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.0291 0.0092 0.0029 0.0268 0.0094 -0.0019 2 -3.4703 0.7669 -0.1695 -0.0748 0.0540 -0.0063 3 0.1749 0.0341 0.0069 -0.0054 0.0002 -0.0003 4 0.1302 -0.0935 0.0671 0.0436 -0.0795 0.0362 5 -0.0346 0.0314 -0.0285 -0.0264 0.0499 -0.0216 6 -3.9519 0.6964 -0.1227 -0.0396 0.0286 -0.0046 7 0.0572 -0.0634 0.0702 -0.0604 -0.0109 -0.0044 8 -10.091 1.8243 -0.3298 -0.0032 0.0602 -0.0177 9 15.670 -3.1360 0.6276 0.0220 -0.1300 0.0351 10 -3.4784 0.4267 -0.0524 0.0060 0.0057 -0.0021 # -4.9652 0.4963 0.0717 -0.1114 -0.0124 0.0126 Table 10 (remote exposure) R SA OM AS PT DS SAS 1 0.1603 0.0050 0.0002 0.0268 0, 2 -19.099 3.7897 -0.7520 -0.0748 0, 3 0.9625 -0.0205 0.0004 -0.0054 0. 4 0.7163 -0.2939 0.1206 0.0436 -0.0674 0.0235 5 -0.1903 0.0936 -0.0459 -0.0264 0.0355 -0.0121 6 -21.749 3.9005 -0.6990 -0.0396 0.1325 -0.0262 7 0.3149 -0.1815 0.1047 -0.0604 -0.0255 0.0004 8 -55.539 10.068 -1.8251 -0.0032 0.3314 -0.0765 9 86.240 -16.345 3.0978 0.0220 -0.5913 0.1322 10 -19.144 2.9963 -1.4690 0.0060 0.0725 -0.0174 # -27.326 4.0122 -0.4678 -0.1114 0.0528 -0.0055 The above description can be summarized as follows. A focusing lens group is specified for use in a special optical lens of the zoom-type having a magnification range of the order of 1:17 with a high aperture ratio and an angle of field of 67.50 at minimum focal length, and this in relation to FIG Aberration, especially distortion and spherical aberration, is well corrected in the entire focal length range.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Fokussierungslinsengruppe eine divergente Linse, deren hintere Fläche nach hinten konkav gekrümmt ist, eine konvergente Meniskuslinse, die nach vorne konkav ist, eine bikonkave Linse und eine konvergente Linse, deren vordere Fläche nach vorne konvex ist, auf, wobei- die Linsenelemente in dieser Reihenfolge von vorne angeordnet sind. Bei dieser Anordnung wird eine Luftlinse oder eine Kitt fläche zwischen der Neniskuslinse und der bikonkaven Linse gebildet und spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Verzeichnung in dem Bereich minimaler Brennweite, ohne die sphärische Abberation bei dem Bereich maximaler Brennweite zu beeinflussen. Eine weitere Luft linse oder eine Kittfläche zwischen der bikonkaven Linse und der konvergenten Linse spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der sphärischen Aberration in dem Bereich der maximalen Brennweite, ohne die Verzeichnung bei dem Bereich minimaler Brennweite zu beeinflussen.According to one embodiment of the invention, the focusing lens group a divergent lens whose rear surface is curved concavely backwards, a convergent meniscus lens which is concave towards the front, a biconcave lens and a convergent lens, the front surface of which is convex to the front, where- the lens elements are arranged in this order from the front. With this arrangement, a Air lens or a putty surface between the neiscus lens and the biconcave lens formed and plays an important role in controlling distortion in the Area of minimum focal length, without the spherical aberration in the area of maximum Affect focal length. Another air lens or a putty surface between the biconcave lens and the convergent lens plays an important role in the Control of spherical aberration in the range of the maximum focal length without affect the distortion at the minimum focal length area.

Claims

1. Zoom objective lens system with a wide range of variation the focal length and a wide field angle at minimum focal length, one thing Focusing lens group, several movable lens groups for the purpose of focal length adjustment and an imaging lens group, the lens groups are arranged in this order from front to back, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the focusing lens group (I) is a lens element (I ', I), which can be moved for focusing and has a divergent lens component (U), a first correction part (V), which is created by two adjacent lens surfaces (Ra, Rb) or a cemented surface (Rc) is formed, and a second correction part (W), through two adjacent lens surfaces (Rd, Re) or through one Cemented surface (Rf) is formed, the two lens surfaces (Ra, Rb) or the cemented surface (Rc) of the first correction part (V) behind the divergent Lens component (U) are or is curved forward, creating a negative aberration coefficient third order for the distortion in the area of minimum focal length at the Focal length adjustment is generated, and wherein the two lens surfaces (Rd, Re) or the cemented surface (Rf) of the second correction part (W) has a positive total focal length have or

has, and radii of curvature or the radius of curvature by the following Equations are defined or is: Rd # R3 or Rf # 0 2. Lens system according to claim 1, characterized in that the lens part (I ', I), which is used for focusing in the Focusing lens group (I) is movable, has a negative total focal length.

3. Lens system according to claim 2, characterized in that the lens part (I ', I), which can be moved for focusing, one or more divergent lens elements, which have a rear surface or surfaces with a rearward concave curvature, one or more collecting meniscus lens elements comprising an anterior surface or surfaces with a forward concave curvature, have one or more biconcave lens elements and a positive lens element the front side of which is convexly curved towards the front with the lens elements in the order listed from front to back are arranged.

4. Lens system according to claim 1, characterized in that the focusing lens group (I) further has a lens part (11?) Which is stationary during focusing remains and has a positive overall focal length.