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Zoom-Obj ektiv Die Erfindung betrifft ein Zoom-Objektiv mit einer
vorderen Linsengruppe mit negativer Brennweite und einer hinteren Linsengruppe mit
positiver Brennweite und mit einem dazwischenliegenden, axialen Zwischenraum, der
zur-Veränderung der Brennweite variabel ist.
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Ein Zoom-Objektiv besteht gewöhnlich aus einer negativen Frontlinsengruppe
und einer positiven hinteren Linsengruppe, die beide in axialer Richtung in unterschiedlichen
Relationen zueinander bewegt werden, um die Veränderung der Brennweite des Gesamtobjektivs
zu bewirken Solch ein Zoom-Objektiv ist, da es wie ein umgekehrtes Teleobjektiv
aufgebaut ist, vorteilhaft, wenn ein vergrößerter Bildwinkel geschaffen werden soll.
Solche Zoom-Objektive sind beispielsweise aus der US-PS 3 143 590 und der US-PS
3 848 969 bekannt. Wenn die maximale, axiale Trennung zwischen der vorderen Linsengruppe
und der hinteren Linsengruppe bei der Weitwinkeleinstellung des Objektivs auf maximalen
Bildwinkel vorhanden ist, ergibt sich bei diesem Zoom-Objektiv der Nachteil, daß
der Durchmesser der vorderen Linsengruppe für den vergrößerten Bereich der Bildwinkel
bis zu dem maximalen Bildwinkel vergrößert werden muß.
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Dieses Problem wird dann schwerwiegend, wenn man ein Zoom-Objektiv
entwirft, bei dem der Bildwinkel in einem hohen Maße vergrößert werden soll. Wenn
die Vergrößerung des Maximalbildwinkels mit einer
engen Begrenzung
der Gesamtabmessungen des Zoom-Objektivs auf einem Minimum kompatibel sein soll,
wird die tonnenförmige Verzeichnung in der Weitwinkelposition schnell größer, und
ihre befriedigende Korrektur wird auf jeden Fall schwierig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zoom-Objektiv
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile der bekannten
Zoom-Objektive überwunden werden.
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Das erfindungsgemäße Zoom-Objektiv zur Lösung dieser Aufgabe ist in
dem Hauptanspruch gekennzeichnet, während die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung charakterisieren. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs
besteht darin, daß bei einem stark vergrößerten Bildwinkel bis zu etwa 84° eine
Herabsetzung der Gesamtabmessungen des Objektivs auf ein Minimum erzielt werden
kann, ohne daß die Korrekturen für die verschiedenen Aberrationen in dem gesamten
Zoom-Bereich verschlechtert werden und zwar unabhängig von der erheblichen Vergrößerung
des photographierbaren Bereiches (Bildfeld), der in Richtung auf die Weitwinkelseite
hin vergrößert worden ist.
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Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß ein Zoom-Objektiv der
eingangs genannten Art geschaffen wird, bei dem bei gleichzeitiger Vergrößerung
des nutzbaren Bildwinkels nicht nur die Verzeichnung im Weitwinkelbereich sondern
auch verschiedene andere Aberrationen reduziert werden, die sonst durch diese Verzeichnungskorrektur
in dem mittleren Brennweitenbereich des Zoom-Objektivs beeinflusst würden. Insbesondere
wird die sphärische Aberration im Teleobjektivbereich reduziert. Gleichzeitig kann
jedoch der Durchmesser der Linsen in der vorderen Linsengruppe des gesamten Objektivs
und ihre körperliche Länge entlang der optischen Achse reduziert werden.
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Es hat sich gezeigt, daß die genannte Aufgabe bei dem erfindungsgemäßen
Zoom-Objektiv dadurch realisiert werden kann, daß man eine der brechenden Flächen
in der streuenden, ersten Linsengruppe als asphärische Fläche mit bestimmten Formkonstanten
ausbildet und bestimmte Erfordernisse erfüllt, die noch im einzelnen beschrieben
werden.
Durch diese Modifikation wird es möglich, ein Zoom-Objektiv der eingangs genannten
Art so auszulegen, daß der Bildwinkel bis zu etwa 84° vergrößert werden kann, wobei
die Gesamtabmessungen des Objektivs auf ein Minimum begrenzt werden können. Gleichzeitig
kann auch ein hohes Maß an Korrektur der verschiedenen Aberrationen in dem gesamten
Brennweitenbereich und auch in dem gesamten, vergrößerten, zusätzlichen Bildwinkelbereich
erreicht werden.
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Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zoom-Objektives
der eingangs genannten Art hat die erste Linsengruppe eine asphärische Fläche, um
die Gesamtabmessungen des Objektivs auf ein Minimum herabzusetzen, ohne eine Verschlechterung
der Korrektur der verschiedenen Aberrationen in dem gesamten Brennweitenbereich
unabhängig von der großen Erhöhung des photographierbaren Bereiches hinnehmen zu
müssen, der auf der Weitwinkelseite zusätzlich gewonnen worden ist.
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Das erfindungsgemäße Zoom-Objektiv eignet sich besonders für die Verwendung
in einer kleinen Kamera oder als Zoom-Objektiv mit Superweitwinkelbereich für Filmkameras
oder Fernsehkameras, da bei dem erfindungsgemäßen Zoom-Objektiv eine konstante Bildebene
in einer mechanisch kompensierten Weise bei einer Änderung der Brennweite in dem-gesamten,
axialen Bewegungsbereich der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe
des Objektivs beibehalten werden kann.
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Ausführungsbeispiele- der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zoom-Objektivs
aus zwei Linsengruppen, wobei eine negative, vordere Linsengruppe und eine positive,
hintere Linsengruppe in zwei verschiedenen Positionen dargestellt sind; Fig. 2 ein
Diagramm der Geometrie, die bei der Formgebung einer asphärischen Fläche berücksichtigt
wird; Fig. 3 ein Diagramm der Geometrie, die bei der Berechnung der Größen der Änderungen
verschiedener Aberrationen wegen der Einfügung der asphärischen Fläche berücksichtigt
werden, in dem man achsparallele und schrägeinfallende Strahlen verfolgt;
Fig.
4A, 4B und 4C Blockdiagramme eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Zoom-Objektivs, wobei Fig. 4A eine Weitwinkelstellung, Fig. 4B eine Zwischenstellung
und Fig. 4C eine Telestellung zeigt; Fig. 5A, B und C graphische Darstellungen,
die die verschiedenen Aberrationen bei dem in Fig. 4 gezeigten Zoom-Objektiv darstellen,
wenn dieses in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung bzw.
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Telestellung eingestellt ist; Fig. 6 ein Blockdiagramm eines zweiten
Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs, wobei Fig. 6A eine Weitwinkelstellung,
Fig. 6B eine Zwischenstellung und Fig. 6C eine Telestellung darstellt; Fig. 7A,
B und C graphische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen des in Fig.
5 gezeigten Zoom-Objektivs zeigen, wenn dieses in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung
bzw. Telestellung eingestellt ist; Fig. 8 ein Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs,wobei Fig. 8A eine Weitwinkelstellung, Fig.
8B eine Zwischenstellung und Fig. 8C eine Telestellung darstellt; Fig. 9A, B und
C graphische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen des in Fig. 8 gezeigten
Ausführungsbeispieles zeigen, wenn dieses in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung
bzw.
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Telestellung eingestellt ist; Fig. 10 ein Blockdiagrammeines vierten
Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs, wobei Fig. iOA eine
Weitwinkelstellung, Fig. lOB eine Zwischenstellung und Fig. lOC eine Telestellung
zeigt; Fig. llA, B und C graphische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen
des in Fig. 10 gezeigten Zoom-Objektivs darstellen, wenn dieses in Weitwinkelstellung,
Zwischenstellung bzw.
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Telestellung eingestellt ist; Fig. 12 ein Blockdiagramm enes fünften
Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs, wobei Fig. 12A eine
Weitwinkelstellung, Fig. 12B eine Zwischenstellung und Fig. 12C eine Telestellung
darstellt; und Fig. 13A, B und C graphische Darstellungen, die die verschiedenen
Aberrationen
des in Fig. 12 gezeigten Zoom-Objektivs zeigen, wenn dieses in Weitwinkelstellung,
Zwischenstellung bzw. Telestellung eingestellt ist.
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In den Fig. 4,6,8,10 und 12 sind fünf bevorzugte, praktische Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs dargestellt, die jeweils in der Richtung von
vorne nach hinten, in der das Licht in das Zoom-Objektiv von der Objektseite her
eintritt, eine erste Linsengruppe I, die eine negative Brennweite und eine asphärische
Fläche bei R1 hat, und eine zweite Linsengruppe II, die eine positive Brennweite
hat und eine in einem Luftzwischenraum in dieser Gruppe angeordnete Blende trägt,
aufweisen,wobei der axiale Abstand zwischen der ersten Linsengruppe I und der zweiten
Linsengruppe II variiert wird, um die Brennweite des gesamten Objektivs zu verändern.
Die erste Linsengruppe I hat eine positive Linse, die an der hintersten Position
in dieser Gruppe liegt und so ausgeführt ist, daß sie gleichzeitig dazu beiträgt,
den angegebenen Variationsbereich der Brennweite und eine ausgezeichnete Korrektur
in den Bildaberrationen in dem gesamten Zoom-Bereich zu erzielen. Mit anderen Worten
ist die positive Linse so ausgelegt, daß sie die hintere Hauptebene der ersten Linsengruppe
I so weit nach hinten verschiebt, daß es möglich ist, die erste Linsengruppe I und
zweite Linsengruppe II in der Telestellung möglichst dicftbeieinander anzuordnen,
ohne daß diese Linsengruppe miteinander in Kontakt kommen, und daß ferner die sphärische
Aberration aufgrund der streuenden Linsen, die Bestandteil der ersten Linsengruppe
I sind, die insgesamt eine streuende Linsengruppe darstellt, in der Telestellung
reduziert werden kann, und daß schließlich der Astigmatismus, der sich aus der Einfügung
der asphärischen Fläche in die erste Linsengruppe ergibt, in den Weitwinkelstellungen
genügend reduziert werden kann.
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Obwohl die sonst auftretende, spharische Aberration, die in den Telestellungen
überkorrigiert ist, bis zu einem gewissen Maß durch eine geeignete Auslegung der
zweiten Linsengruppe II kompensiert werden kann, ist es unter dem Gesichtspunkt,
eine gute Stabilität der Aberrationskorrektur in dem gesamten Zoom-Bereich aufrechtzuerhalten,
bevorzugt, die sphärische Restaberration der ersten Linsengruppe I auf ein Minimum
herabzusetzen.
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Die zweite Linsengruppe II, die eine Sammellinse bildet, weist eine
doppelt konkave Linse auf, die von zwei konvergierenden Linsengruppen eingefasst
ist. Durch diese Anordnung kann man weiter dazu beitragen, die Stabilisierung der
Aberrationen während der Brennweitenveränderung und die Errechnung einer geeigneten
Linsenanordnung für ein Zoom-Objektiv gleichzeitig zu erreichen. In anderen Worten
ist die doppelt konkave Linse so ausgelegt, daß aus den verschiedenen Aberrationen
die sphärische Aberration, die in den Telestellungen einer großen Variation unterworfen
ist, und der Astigmatismus, der in den Weitwinkelstellungen in hohem Maße vergrößert
wird, weil die asphärische Fläche in die erste Linsengruppe I eingeführt wird, gut
kompensiert werden können, und daß ferner die vordere Hauptebene der zweiten Linsengruppe
II soweit nach vorne wie möglich verschoben wird, um sicherzustellen, daß selbst
bei erhöhten Zoom-Verhältnissen die erste Linsengruppe I und die zweite Linsengruppe
II voneinander durch einen genügend großen LuStabstand getrennt sind, wenn sie in
die Telestellungen bewegt worden sind, bei denen der Luftzwischenraum bei einem
Minimum ist. Bei dem erfindungsgemäßen Zoom-Objektiv hat die zweite Linsengruppe
II drei positive Linsen, die von vorne her nacheinander angeordnet sind, um zu einer
guten Korrektur der sphärischen Aberration in den Telestellungen biezutragen. Es
hat sich gezeigt, daß mindestens drei solcher positiver Linsen erforderlich sind.
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Während das erfindungsgemäße Zoom-Objektiv in Bezug auf die bevorzugte
Stelle der asphärischen Fläche in der ersten Linsengruppe I auf der Basis der folgenden,
speziellen Erfordernisse spezifiziert ist, ist es bei einer allgemeinen Ausführung
der Erfindung vorteilhaft, die vorderste Linse in der ersten Linsengruppe 1 für
die Anordnung der asphärischen Fläche an dieser Linse auszuwählen.
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Das erfindungsgemäße Zoom-Objektiv befriedigt zusätzlich zur Erfüllung
des oben erwähnten allgemeinen Erfordernisses, daß eine Linsenfläche in der Linsengruppe
I asphärisch ist, die folgenden, speziellen Erfordernisse:
(1) -3,0
< ## < -1,17 (2) 0,54 < ## < 1,5 (3) 0,35 < ### < 0,8 (4) 0,7
< ### < 2,0 hwi (5) 0 < #i < 0,3 wobei: f1: Brennweite der ersten Linsengruppe;
fW: minimale Brennweite des gesamten Objektivs; #W: axialer Abstand in Luft zwischen
der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe bei den Positionen minimaler
Brennweite (Weitwinkelstellung); hwi:Höhe des Einfallspunktes eines paraxialen Strahles
auf i-te Oberfläche (asphärische Fläche) über der optischen Achse, wenn das Objektiv
in Weitwinkelstellung ist und das Objekt sich in unendlichem Abstand befindet; hwi:Höhe
des Einfallspunktes eines paraxialen Pupillenstrahles auf die i-te Oberfläche (asphärische
Fläche) von der optischen Achse, wenn das Objektiv in Weitwinkelstellung ist und
das Objekt sich unter unendlichem Abstand befindet; Höhe des Einfallspunktes eines
paraxialen Pupillenstrahles auf die i-te Oberfläche (asphärische Fläche) von der
optischen Achse, wenn das Objektiv in Telestellung ist und das Objekt sich unter
unendlichem Abstand befindet.
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Im Zusammenhang mit den angegebenen Größen ist zu beachten, daß die
oberen und unteren Grenzwerte der Bereiche der oben definierten Größen dadurch bestimmt
werden, daß man die paraxialen Strahlen verfolgt, wobei man die unten angegebenen
Anfangswerte berücksichtigt; αWI = 0; αTl = 0; αWl = -1,0; αTl
= ## hWl = 1,0; HTl = fT; hWl = -tW; hTl = ## T wobei & der Neigungswinkel des
Strahles gegenüber der optischen Achse, der Index W und der Index T die Weitwinkelstellung
bzw. die Telestellung, Wt den axialen Abstand zwischen der ersten Linsenoberfläche
und der Eintrittspupille in der Weitwinkelstellung, tT der axiale Abstand zwischen
der ersten Linsenfläche und der Eintrittspupille in der Telestellung und Ft die
maximale Brennweite des gesamten Objektivs bedeutet.
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Die Bedingungen (1) und (2) bedeuten eine Leistungsverteilung des
Objektivs. Wenn die obere Grenze der Bedingung (1) verletzt wird, wird es schwieriger,
eine befriedigende Korrektur der Verzeichnung und auch verschiedener anderer Aberrationen
zu erreichen. Wenn die untere Grenze verletzt wird, wird die Baugröße des gesamten
Objektivs vergrößert, was dem oben erwähnten Ziel der Erfindung widerspricht, das
in der Schaffung eines kompakten Zoom-Objektivs liegt, obwohl die Aberrationskorrektur
einfacher durchgeführt werden kann.
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Die obere Grenze der Bedingung (2) bezweckt ebenfalls eine Begrenzung
der Gesamtbauabmessungen des Objektivs auf ein Minimum, während die untere Grenze
der Bedingung (2) festgelegt ist, um eine genügend große, axiale Bewegung der Steuerlinsengruppen
des Zoom-Objektives sicherzustellen, so daß vermieden wird, daß das Zoom-Verhältnis
zu sehr verkleinert wird.
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Die Bedingungen (3) und (5) betreffen die Formgebungskonstanten für
die
asphärischen Flächen. Diese Größen werden im folgenden erläutert. Die Formgebung
einer asphärischen Fläche wird allgemein unter Verwendung von Koordinaten X und
Y ausgedrückt, wie in Fig. 2 dargestellt ist,wobei die Abszisse X parallel zu der
optischen Achse liegt, und die Ordinate senkrecht zu der optischen Achse steht,
wobei der Ursprung mit dem Scheitelpunkt der asphärischen Fläche zusammenfällt.
Folglich wird die Größe der Abweichung X der asphärischen Flächenkurve von der Ordinate
bei der Höhe H eines Punktes der asphärischen Fläche über der optischen Achse ausgedrückt
durch:
wobei R der Krümmungsradius eines paraxialen Teiles der- asphärischen Fläche an
ihrem Scheitel und B,C und D Formgebungskonstanten sind.
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Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (11) enthält nur
einen Parameter R, das heißt den Krümmungsradius eines paraxialen Teiles der asphärischen
Fläche. Der zweite Term enthält eine Formgebungskonstante B, die mit dem asphärischen
Koeffizienten Y dritter Ordnung wie folgt zusammenhängt: + - 8 ( N' - N) D . . .
. . . (12) wobei N der Brechungsindex des Mediums, das den einfallenden Strahl enthält
und N' der Brechungsindex des Mediums ist, das den gebeugten Strahl enthält.
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Der dritte Strahl enthält ebenfalls eine Formgebungskonstante C, die
mit dem asphärischen Koeffizienten 5a fünfter Ordnung wie folgt
zusammenhängt:
n w 48 ( N' - N ) C . . . . , (13) Es sei nun angenommen, daß eine asphärische Fläche
dadurch gebildet wird, daß man eine sphärische Fläche mit einem Krümmungsradius
R abwandelt. Die entsprechenden Beträge der Abweichungen der Aberrationskoeffizienten
dritter Ordnung, das heißt des sphärischen Aberrationskoeffizienten (I), des Komakoeffizienten
(II), des Astigmatismusaberrationskoeffizienten (III) des zu der sagittalen Bildfeldkrümmung
gehörenden Aberrationskoeffizienten (IV) und des Verzeichnungskoeffizienten (V)
sind dann als Funktion des sphärischen Koeffizienten = wie folgt gegeben: - @ h4
#II = h3## #III = h²#²# ..... (14) IV - h2h2 = h wobei h und h Größen sind, die
von Spurstrahlen in Bezug auf die Lage und die öffnung der Blende ausgewählt sind.
Einerder Strahlen, das heißt der Strahl 1, verläuft, wie in Fig. 3 gezeigt ist,
entlang der optischen Achse und schneidet die einzelnen, brechenden Flächen (i,j)
unter den entsprechenden Höhen hi und hj, und er schneidet die optische Achse bei
dem bildseitigen Brennpunkt. Der andere Strahl, das heißt der Strahl 2, tritt in
das Objektiv unter einem schrägen Einfallswinkel ein und verläuft durch die Mitte
4 der öffnung der Blende 3, und die Einfallspunkte des Strahles 2 auf die einzelnen
Flächen (i,j) liegen auf den Höhen hi und hj.
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Aus der Gleichung 14 ist ersichtlich, daß, da die Höhen h und h für
eine
bestimmte Fläche während der Zoom-Bewegung variiert werden, die Einführung einer
asphärischen Fläche mit einem bestimmten Koeffizientenip bewirkt, das alle Aberrationskoeffizienten
dritter Ordnung bei der Zoom-Bewegung um bestimmte Beträge verändert werden, die
sich bei den verschiedenen Aberrationsarten unterscheiden.
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Die Bedingung (3) dient folglich. dazu, die richtige Stelle der asphärischen
Fläche in der ersten Linsengruppe zu bestimmen. Wenn die Fläche, die die Bedingung
(3) erfüllt, zur Abwandlung zu einer asphärischen Fläche ausgewählt wird, wird die
Aberrationskorrektur hauptsächlich für die tonnenförmige Verzeichnung wirksam, die
in den Weitwinkelstellungen durch diese Abwandlung am schwerwiegendsten beeinflusst
wird, wobei eine minimale Baugröße des Objektivs erhalten wird. Gleichzeitig wird
verhindert, daß die verschiedenen Aberrationen nicht so sehr durch die Modifikation
beeinflusst werden, so daß ein Beitrag zur Stabilisierung der Aberrationen bei der
Zoom-Bewegung geleistet werden kann. Wenn die obere Grenze der Bedingung (3) verletzt
wird, kann die asphärische Fläche, die in den Weitwinkelstellungen einen Beitrag
zu der guten Korrektur der Verzeichnung liefert, bei den Telestellungen zu einer
starken Verschlechterung der Aberrationen beitragen. Daher können dann die Aberrationen
mit der Zoom-Bewegung so stark verändert werden, daß eine gute Korrektur der Aberrationen
schwer durchzuführen ist.
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Wenn andererseits die untere Grenze verletzt wird, werden die Durchmesser
der Linsen in der vorderen Linsengruppe I so sehr erhöht, daß es unmöglich ist,
ein Zoom-Objektiv mit kompaktem Aufbau zu entwerfen.
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Die Bedingung (4) dient dazu, die Funktion der asphärischen Fläche
in den Weitwinkelstellungen sehr wirkungsvoll zu machen. Die Anordnung der asphärischen
Fläche für den Hauptzweck der Korrektur der tonnenförmigen Verzeichnung, die in
den Weitwinkelstellungen unerwünscht wird, beeinflusst gleichzeitig die Aberrationskoeffizienten
I bis V dritter Ordnung in der Weise, wie durch die Gleichungen (14) in Bezug auf
den gemeinsamen Faktor des asphärischen Koeffizienten w gezeigt ist. Solange der
asphärische KoeffizientF nicht gleich Null ist, führt eine gute Korrektur der Verzeichnung
nicht
gleichzeitig zu einer guten Korrektur der anderen Aberrationen.
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Die Bedingung (4) dient dazu, die Lösung dieses Aberrationsproblems
zu erleichtern, wodurch die Variationen des Astigmatismus (oder der Feldkrümmung)
bIII (nIV), die verhältnismäßig empfindlich auf Änderungen der VerzeichnungA V während
der Zoom-Bewegung reagiert, wenigstens auf ein Minimum herabgesetzt wird, wie aus
den Gleichungen (14), insbesondere aV = hh3t und AlIl = h2h2? ersichtlich ist. Mit
anderen Worten wird durch Vergrößerung des Wertes h im Vergleich zu dem Wert h,
das heißt durch Vergrößerung des Wertes ##/h#, ermöglicht, die Änderung des Astigmatisnus
#III im Vergleich zur Änderung der Verzeichnung tV herabzusetzen. Aus den Gleichungen
(14) ergibt sich auch, daß die Variationen der Koma und der sphärischen Aberration,
das heißt #II = hat und tI = h w , durch Erfüllung der Bedingung (4) automatisch
vermindert werden können. Wenn die untere Grenze der Bedingung (4) verletzt wird,
trägt die asphärische Fläche in einem größeren Maße zur Steuerung der anderen Aberrationen
als der Verzeichnung bei. Insbesondere wird der Astigmatismus stark vergrößert,
so daß es schwierig ist, diesen Astigmatismus durch die Form der anderen, sphärischen
Linsenflächen außer der asphärischen Fläche zu kompensieren. In diesem Fall ist
es erforderlich, den asphärischen Koeffizienten zu erhöhen, um die Korrektur für
die Verzeichnung befriedigend durchzuführen, das heißt der Betrag der Abweichung
von der sphärischen Fläche muß vergrößert werden, wodurch die Schwierigkeiten größer
werden, die asphärischen Linsen mit den angegebenen Toleranzen herzustellen.
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Wenn andererseits die obere Grenze der Bedingung (4) verletzt wird,
wird die Abmessung des Objektivs vergrößert, was auf Kosten der Kompaktheit geht.
Daher ist es erwünscht, den Wert ß h/hj so hoch wie möglich zu machen, so daß die
Abmessungen des gesamten Systems auf ein Minimum herabgesetzt werden.
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Die Bedingung (5) betrifft die Formgebung der asphärischen Fläche,
um die tonnenförmige Verzeichnung zu reduzieren. Im allgemeinen besteht bei einem
Zoom-Objektiv, das eine negative, vordere Linsengruppe und eine positive, hintere
Linsengruppe hat, wobei die Blende in der hinteren Linsengruppe liegt, die Gefahr,
daß die Verzeichnung, insbesondere die tonnenförmige Verzeichnung, unterkorrigiert
wird, so daß der Verzeichnungskoeffizient eine positive,
große
Größe wird. Um dies durch Verwendung einer asphärischen Fläche zu korrigieren, ist
es erforderlich, daß die Änderung der Verzeichnung, die mit tV = hh3 definiert wird,
negativ ist. Da h > 0, und h - O ist, istipO. Wenn die obere Grenze der Bedingung
(5) verletzt wird, werden andere Aberrationen außer der Verzeichnung in einem solchen
Maße verschlechtert, daß diese Aberrationen durch keine Formgebung der sphärischen
Flächen außer der asphärischen Fläche kompensiert werden können. Insbesondere wird
der Astigmatismus in Abhängigkeit von dem Bildwinkel stark variiert und auch in
seinem Wert erhöht. Durch Erfüllung der Bedingung (5) ist es möglich, eine gute
Korrektur der verschiedenen Aberrationen zu erreichen.
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Die Ausführungsbeispiele 1 bis 5 des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs
sind schematischen in ihrer praktischen Ausführung in den beiliegenden Zeichnungen
gezeigt. Die numerischen Daten für diese Ausführungsbeispiele sind unten angegeben.
R bedeutet den Krümmungsradius einer bestimmten Fläche des Zoom-Objektivs, wobei
der Index die Nummer einer Fläche angibt und die Nummern von vorne nach hinten fortlaufend'
vergeben sind. Das negative Vorzeichen zeigt an, daß die Fläche konkav zur Vorderseite
ist. D bedeutet den axialen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Linsenoberflächen.
N gibt den Brechungsindex eines bestimmten Linsenelementes an, während 2 die Abbe'sche
Zahl eines einzelnen Linsenelementes bezeichnet.
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Fig. 4 zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zoom-Objektivs, wobei Fig. 4A eine Weitwinkelstellung, Fig. 4B eine Zwischenstellen
und Fig. 4C eine Telestellung (Einstellung auf Teleobjektiv) zeigt. Dieses Zoom-Objektiv
besteht aus einer ersten Linsengruppe mit negativer Brechkraft die aus Linsen mit
den Oberflächen R1 bis R8 besteht und aus einer zweiten Linsengruppe mit positiver
Brechkraft, die aus den Linsen mit den Flächen R9 bis R22 besteht, wobei R12 ausgenommen
ist, das eine öffnung in der Blende des Zoom-Objektivs bezeichnet, die in dem Zwischenraum
zwischen den Flächen R12 und R13 liegt. Die erste Fläche R1 ist asphärisch. Der
Zwischenraum D8 zwischen den Flächen R8 und R9 wird zum Zwecke der Brennweitenverstellung
(Zoom-Bewegung) variiert.
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Die Fig. 5A, B und C zeigen die Aberrationen für die Linsenzustände,
die in den Fig. 4A, B bzw. C gezeigt sind, wobei I: sphärische Aberration dritter
Ordnung II: Koma dritter Ordnung III: Astigmatismus dritter Ordnung P: Petzval-Summe
dritter Ordnung V: Verzeichnung dritter Ordnung Is: Sphärische Aberration der Pupille
I+: Sphärische Zonen-Aberration fünfter Ordnung 11*: Zonen-Koma fünfter Ordnung
IF: Meridionale, sphärische Aberration fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln
IIp: Pfeilartiges Koma fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln A I : Sphärische
Aberration fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln TI: Koma fünfter Ordnung
bei schräg einfallenden Bündeln III: Astigmatismus fünfter Ordnung bei schräg einfallenden
Bündeln ##: Feldkrümmung fünfter Orderung bei schräg einfallenden Bündeln #: Verzeichnung
fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln II : Zusätzliches Zonenkoma fünfter
Ordnung z 1z : Zusätzliches sphärisches Koma fünfter Ordnung IIz : Zusätzliches
Koma fünfter Ordnung bedeutet.
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Die Fig. 5A, B und C zeigen das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zoom-Objektivs in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung bzw. Telestellung. Die Fig.
7A, B und C zeigen die Aberrationen des in Fig. 6 gezeigten Zoom-Objektivs in Weitwinkelstellung,
Mittelstellung bzw. Telestellung. Die numerischen Daten für das zweite Ausführungsbeispiel
werden unten angegeben:
BEISPIEL I f=1.0 # 1.4774, #Bildwinkel
= 43°#31.7°, F#=3.5
Fläche o. R D |
Erste #1 3,62737 0,08333 1,62299 58,2 |
Linsengruppe (asphärisch) |
#2 1,04256 0,5188@ |
#3 0,93277 0,12740 1,58267 46,4 |
#4 1,28198 0,17065 |
#5 2,19293 0,12794 1,62299 58,2 |
#6 0,92838 0,09632 |
#7 0,96092 0,17802 1,72000 42,1 |
#8 2,14754 variabel |
#9 2,25698 0,08093 1,63930 44,9 |
#10 16,56349 0,0125 |
11 1,30828 0,11431 1,60311 60,7 |
Zweite #12 4,82481 0,13649 |
#13 Blende 0,17346 |
#14 2,49549 0,10860 1,62299 58,2 |
Linsengruppe |
#15 -2,24538 0,075 |
#16 -0,88319 0,11667 1,62004 36,3 |
#17 1,53172 0,0625 |
#18 -2,64252 0,04167 1,80518 25,4 |
#19 2,38707 0,12500 1,72000 43,7 |
#20 -094478 0,00833 |
#21 -6,06387 0,10417 1,7725 49,7 |
#22 -1,61488 |
Abstand der Linsengruppen während der Zoom-Bewegung bei im unendlichen
Objekt
f 1,0 1,1667 1,4774 |
D8 0,8868 0,5009 0,04167 |
Formgebungskonstanten für die asphärische Fläche R1: B1 = 2,932 x 10-2 C1 = 1,010
x 10 D1 = 6,3508 x 10-5 E1 = 4,2858 x lo Werte für die Bedingungen (1) bis (5) -1,875
fw (2) : ##=0,8868
(3) : #####=########=0,5344 |
(4) : #####=########=1,1796 |
(5) : #1=0,1461
Verfolgung eines Strahles in Weitwinkelstellung
Fläche No. 'α' h 'α' h |
1 1 0,000000 1,000000 -1,000000 -1,179592 |
2 0,173123 0,991181 -1,206215 -1,118253 |
3 -0,423910 1,209361 -0,530641 -0,845141 |
4 -0,056404 1,213865 -0,787466 -0,782258 |
Erste |
Linsen- -0,612537 1,317564 -0,429074 -0,709618 |
gruppe 6 -0.235231 1.335961 -0.62285 -0.660170 |
7 -1,138911 1,444790 -0,185728 -0,642423 |
8 -0,047679 1,449686 -0,670942 -0,573533 |
9 -0,936920 1,928539 -0,477385 -0,147776 |
10 0,013725 1,927867 -0,519579 -0,122328 |
11 -0,061281 1,928627 -0,514820 -0,115944 |
Zweite 12 0,834931 1,869563 -0,568697 -0,075714 |
Linsen- 13 0,599359 1,788406 -0,559157 -0,000000 |
gruppe 14 0,599359 1,685268 -0,559157 0,096220 |
15 1,023452 1,617332 -0,534944 0,131729 |
16 1,475784 1,507527 -0,498102 0,168790 |
17 0,408949 1,478310 -0,617550 0,212910 |
18 -0,194268 1,490356 -0,704427 0,256587 |
19 -0,670025 1,505698 -0,786335 0,274592 |
20 -0,724185 1,557910 -0,796213 0,331997 |
21 0,1472588 1,354003 -0,541175 0,336471 |
22 0,273030 1,554003 -0,584383 0,336471 |
1,000000 -0,426980 |
Verfolgung eines Strahles in Telestellung
Fläche No. 'α' h 'α' h |
# 1 0,000000 1,477433 -0,676849 -0,630335 |
# 2 0,255778 1,464405 -0,785975 -0,590300 |
# 3 -0,626299 1,786750 -0,430411 -0,368774 |
Erste |
Linsen # 4 -0,083334 1,793405 -0,542478 -0,325455 |
gruppe # 5 -0,904983 1,946614 -0,393368 -0,258860 |
6 -0,347538 1i973793 -0,467497 -0,222299 |
# 7 -1,682665 2,134581 -0,317128 -0,191996 |
# 8 -0,070443 2,141814 -0,462140 -0,144545 |
# 9 -0,793264 2,173649 -0,413359 -0,127957 |
#10 -0,172633 2,182104 -0,449893 -0,105922 |
#11 -0,257531 2,185298 -0,445772 -0,100394 |
#12 0,757953 2,131680 -0,492424 -0,065559 |
Zweite #13 0,489353 2,065418 -0,484164 -0,000000 |
Linsen- |
14 0,489353 1,981210 -0,484164 0,083315 |
gruppe |
15 00,987919 1,915632 -0,463198 0,114062 |
16 1,523680 1,802264 -0,431297 0,146152 |
17 0,248168 1,784527 -0,534725 0,184354 |
18 -0,479900 1,814282 -0,609950 0,222173 |
19 -1,059062 1,838533 -0,680873 0,237764 |
20 -1.125194 1.919656 -0.689425 0,287470 |
21 0,349469 1,916767 -0,468593 0,291344 |
22 0,103328 1,916767 -0,506006 0,291344 |
1,000000 -0,369714 |
In den vorstehenden Tabellen für die Verfolgung des Strahlenganges
bedeuten 'α' und # die Tangen-swerte der Neigungswinkel der paraxialen Strahlen
bzw. der paraxialen Pupillenstrahlen in Bezug auf die optische Achse des Zoom-Objektivs,
wobei der Einfallswinkel eine positive Größe ist, wenn die Drehung im Uhrzeigersinn
ein Lineal von der Richtung der optischen Achse in die des Strahles bringt, und
der Einfallswinkel eine negative Größe ist, wenn diese Drehung im Gegenuhrzeigersinn
erfolgen muß. h und h bezeichnen die Größen, die schematisch in Fig. 3 gezeigt sind,
und sie haben kein Vorzeichen, wenn der Einfallspunkt in den Teilbereich oberhalb
der optischen Achse (auf Blickrichtung wie in Fig. 3) fällt und sie haben ein negatives
Vorzeichen, wenn der Einfallspunkt in den entgegengesetzten Teilbereich fällt. Die
erwähnten Anfangswerte sind für diese. Tabellen und auch für die folgenden Tabellen
gültig, die im folgenden im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen II bis V
gegeben werden.
-
Seidel Aberrations-Koeffizient Weltwinkel- Zwischen- Telestellung
stellung stellung f = 1,0 f = 1,667 f = 1,4774 L 0,006283 0,004537 -0,000779 T 0,000908
0,000472 -0,000438 I 1,19712 1,36879 1,63583 II -0,03259 -0,03803 -0,08749 III 0102687
0102723 0,02565 P 0,09070 0,09070 0,09070 V 0X21930 0,13874 0,5242 I -227,00904
-274114741 -287,56387 II -25,49871 -27,52621 -11,22614 IF -1,54211 -1,91743 -0,00400
IIP 0,53520 0,51273 0,45421 I -7,40910 -8,64218 -9,20373 II 0,27802 0,02480 -0,36702
III 0,07906 0,06639 -0,01767 IV -0,54699 -0,44821 -0,40812 -1,17295 -0,65876 -0,22918
IIz 0,04636 0,05236 0,07975 IIz -0,03390 -0,03083 -005446
BEISPIEL
II f = 1,0#1,4774 # = 43°#31,7° F No. = 3,5
Fläche No. R D N |
1 3,31247 (asphärisch) 0,10334 1,62299 58,2 |
2 1,01729 0,53234 |
3 2,85951 0,12401 1,64769 33,8 |
4 5,63059 0,02067 |
Erste |
Linsen- # 5 5,71514 0,07440 1,62299 58,2 |
gruppe # 6 0,91837 0,19381 |
# 7 1,01447 0,16948 1,74400 44,8 |
# 8 1,77327 variabel |
# 9 2,23411 0,09218 1,60311 60,7 |
#10 19,2399 0,01240 |
11 1,34674 0,11161 1,60311 60,7 |
#12 6,43840 0,17223 |
#13 Blende 0,11901 |
Zweite #14 2,51286 0,13173 1,60311 60,7 |
Linsen- #15 -2,15943 0,07998 |
gruppe #16 0,84421 0,11574 1,62007 36,3 |
#17 1,54786 0,06452 |
#18 -2,52170 0,04134 1,80518 25,4 |
#19 6,03440 0,12401 1,71300 53,9 |
#20 -0,91660 0,02067 |
21 -5,97822 0,10334 1,7725 49,7 |
22 -1,61916 |
Abstand der Linsengruppen während der Zoom-Bewegung bei im unendlichen
Objekt f 1,0 1,1574 1,4774 D8 0,84564 0,4872 0,0214 Formgebungskonstanten für die
asphärische Fläche R1: B1 = 2,9469 x 10-2 C1 = 1,3667 x 10-3 D1 =-4,2675 x 10-5
E1 = 8>3883 x lo Werte für die Bedingungen (1) bis (5) (1) f1 = -1,8774 fw (2)
#w = 0,8456 fw
(5) #1 = 0,1469
Verfolgung eines Strahles in Weitwinkelstellung
Fläche No. 'α' h # h |
# 1 0,000000 1,000000 -1,000000 -1,177701 |
# 2 0,188076 0,988025 -1,221497 -1,099926 |
# 3 -0,416996 1,210007 -0,547897 -0,808260 |
Erste # 4 -0,142923 1,220764 -0,730972 -0,753246 |
Linsen- # 5 -0,283349 1,226620 -0,644325 -0,739929 |
gruppe # 6 -0,149639 1,223480 -0,724982 -0,706693 |
# 7 -0,986398 1,424651 -0,245581 -0,659098 |
# 8 0,058433 1,418973 -0,728960 -0,588260 |
# 9 -0,536920 1,876148 -0,482146 -0,177724 |
#10 -0,030441 1,887898 -0,530123 -0,147242 |
#11 -0,089307 1,879006 -0,525508 -0,140725 |
#12 0,752172 1,826641 -0,588529 -0,099753 |
#13 0,581062 1,726565 -0,579185 0,000000 |
#14 0,581062 1,657411 -0,579185 0,068931 |
Zweite #15 0,978859 1,576977 -0,562641 0,115164 |
Linsen- #16 1,419298 1,463461 -0,530476 0,157591 |
gruppe #17 0,344428 1,438854 -0,646222 0,203759 |
#18 -0,231953 1,453819 -0,727845 0,250717 |
#19 -0,696161 1,469760 -0,807900 0,269217 |
#20 -0,718613 1,521782 -0,812012 0,328000 |
#21 0,465149 1,512168 -0,556868 0,339509 |
#22 0,261248 1,497220 -0,602547 0,373991 |
#23 1,000000 -0,418114 |
Verfolgung eines Strahles in Telestellung
Fläche No. a h a |
# 1 0,000000 1,477433 -0,676849 -0,625208 |
# 2 0,277869 1,459741 -0,794436 -0,574624 |
# 3 -0,616084 1,787705 -0,442533 -0,339048 |
Erste # 4 -0,211159 1,803598 -0,519329 -0,299962 |
Linsen- # 5 -0,418629 1,812250 -0,484824 -0,289942 |
gruppe 6 -0,221082 1,822385 -0,516429 -0,266267 |
7 -1,457338 2,104827 -0,335801 -0,201186 |
8 0,086330 2,069437 -0,483350 -0,154216 |
9 -0,793264 2,096245 -0,418646 -0,154318 |
10 -0,227368 2,109318 -0,460306 -0,127850 |
11 -0,2931488 2,112958 -0,456298 -0,122192 |
12 0,652761 2,067513 -0,511019 -0,086615 |
13 0,459088 1,988445 -0,502906 0,000000 |
14 0,459088 1,933807 -0,502906 0059853 |
Zweite #15 0,923223 1,857945 -0,488540 0,099996 |
Linsen- #16 1,442135 1,742603 -0,460612 0,136836 |
gruppe |
17 0,162243 1,731012 -0,561114 0,176924 |
18 -0,531171 1,765281 -0,631987 0,217697 |
19 -1,094830 1,790351 -0,701498 0,233761 |
20 -1,122179 1,871588 -0,705069 0,284802 |
21 0,333690 1,864691 -0,48.3528 0,2911795 |
22 0,082254 1,859985 -0,523278 0,324736 |
23 1,000000 -0,363048 |
Seidel Aberrations-Koeffizient Weitwinkel Zwischenstellung stellung
Telestellung f = 1,0 f = 1,157 f = 1,4774 L 0,002391 0,000981 -0,003217 T 0,001541
0,001234 0,00591 I 1,28698 1,60834 2,50436 II 0,06718 0,07779 0,09026 III 0,01154
0,00746 0,00349 P 0,09922 0,09922 0,09922 V 0,22617 0,14369 0,05496 I -198,22212
-235,53613 -228,00417 II -19,42143 -20,09659 -0,70993 IF -2,34416 -2,72906 -0,70238
IIp 0,40295 0,30382 0,20748 # -7,96138 -9,18789 -9,55453 A II 0,24723 -0X09706 -0,58069
III 0,08471 0,09842 -0,00792 IV -0,59781 -0,47166 -0,44698 A V -1,14556 -0,64693
-0,22456 IIz 0,10701 0,14767 0,24728 IZ 0,89580 0,87407 0,77858 IIz 0,11751 0,10953
0,08368 Die Fig. 8A, B und C zeigen das dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zoom-Objektivs in Weitwinkel-, Zwischen- bzw.
-
Telestellung. Die Fig. 9A, B und C zeigen die Aberrationen des Zoom-Objektivs
von Fig. 8 in der Weitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung.
-
Im folgenden werden die numerischen Daten für das dritte Ausführungsbeispiel
gegeben:
BEISPIEL III f = 1,0#1,5009 # = 43°#31,7° F No. = 3,5
Fläche No. R D N v |
1 3,10519 0,08333 1,63930 44,90 |
(asphärisch) |
2 0,99343 0,49575 |
3 -27,08355 0,22084 1,69895 30,10 |
4 -6,45838 0,01667 |
5 24,88625 0,08333 1,62606 39,10 |
Erste |
Linsengruppe 6 1,23685 0,17340 |
7 1,45044 0,08805 1,67000 57,40 |
8 0,94600 0,02791 |
9 0,95138 0,29771 1,72342 38,00 |
10 3t04656 variabel |
11 1,05238 0,14826 1,60717 40,30 |
12 -118,71302 0,14014 |
13 Blende 0,03642 |
14 1,78737 0,10159 1,60738 56,80 |
15 5,70494 0,06198 |
16 1,96287 007715 1,62299 58,20 |
Zweite #17 12,42392 0,08463 |
Linsengruppe |
18 -0,97642 0,13333 1,80518 25,40 |
19 1,52402 0,05417 |
20 -2,65938 0,11667 1,72000 50,20 |
21 -0,91614 0,02917 |
22 -7,67927 0,10417 1,77250 49,70 |
23 -1,45012 0,00431 |
Abstand der Linsengruppen während der Zoom-Bewegung bei im unendlichen
Objekt f 1,0 1,1714 1,5009 D10 0,8838 0,4980 0,02 Formgebungskonstanten für die
asphärische Fläche R1; B1 = 2,5151 x 10-2 C1 = 2,6680 x 10-3 D1 = 6,3508 x 10-5
E1 = 4,2858 x 10-4 Werte für die Bedingungen (1) bis (5) (1) ## = -1,8750 (2) ##
= 0,8838
(3) ##### = ####### = 0,5203 |
(4) ##### = 1,1493 |
(5) #1 = 0,1286
Verfolgung eines Strahles in Weitwinkelstellung
Fläche No. a h |
1 0,000000 1,000000 -1,000000 -1,149344 |
2 0,206670 0,989534 -1,237535 -1,086674 |
3 -0,432561 1,203156 -0,535553 -0,822189 |
4 -0,468730 1,263203 -0,514253 -0,755600 |
5 -0,386498 1,268624 -0,596340 -0,745699 |
Erste |
Linsen- #6 -0,294461 1,283657 -0,615171 -0,714292 |
gruppe #7 -0,946702 1,447186 -0,252231 -0,670723 |
8 -0,275642 1,1461663 -0,563245 -0,641140 |
# 9 -1,314820 1,498218 -0,107423 -0,638154 |
#10 -0,171229 1,527684 -0,594526 -0,535845 |
#11 -0,535375 1,999042 -0,466800 -0,124861 |
#12 0,622386 1,941847 -0,539114 -0,075319 |
#13 0,632356 1,853565 -0,539501 0,000000 |
#14 0,632356 1,830624 -0,539501 0,019572 |
#15 1,256817 1,751495 -0,532825 0,053119 |
Zweite #16 1,069629 1,685453 -0,538502 0,086367 |
Linsen- #17 1,606619 1,609372 -0,510985 0,110565 |
gruppe #18 1,525608 1,480759 -0,516550 0,154111 |
19 0,299855 1,458696 -0,644122 0,201506 |
20 -0,473765 1,484260 -0,750990 0,242030 |
21 -0,877153 1,543530 -0,816769 0,297220 |
22 0,340564 1,533635 -0,582287 0,314038 |
23 0,185696 1,522764 -0,614009 0,350085 |
1,000000 -0,426799 |
Verfolgung eines Strahles in Telestellung
Fläche No. 'α' h « CL |
# 1 0,000000 1,500925 -0,666256 -0,598007 |
# 2 0,310196 1,485216 -0,789846 -0,558008 |
# 3 -0,649241 1,805846 -0,429377 -0,345959 |
# 4 -0,696024 1,895973 -0,420415 -0,291521 |
Erste # 5 -0,490048 1,904109 -0,452085 -0,284015 |
Linsen- # 6 -0,441964 1,926673 -0,459257 -0,260568 |
gruppe |
7 -1,420928 2,172117 -0,326860 -0,204108 |
8 -0,413718 2,193846 -0,421504 -0,181970 |
9 -1,973447 2,248712 -0,292132 -0,173848 |
10 -0,257002 2,292938 -0,424830 -0,100741 |
11 -0,803557 2,279965 -0,400817] -0,107212 |
12 0,516903 2,232464 -0,462910 -0t064672 |
13 0,528365 2,158700 -0,463242 0,000000 |
14 0,528365 2,139532 -0,463242 0,016805 |
15 1,258200 2,060315 -0,457509 0,045610 |
Zweite |
Linsen- #16 1,038007 1,996226 -0,462384 0,074159 |
gruppe #17 1,674009 1,916953 -0,438756 0,094936 |
18 1,577517 1,783965 -0,443535 0,132328 |
19 0,100774 1,776550 -0,553074 0,173023 |
20 -0,841420 1,821953 -0,644837 0,207819 |
21 -1,336585 1,912267 -0,701317 0,255207 |
22 0,172034 1,907269 -0,499980 0,269735 |
23 -0,020563 1,908473 -0,527218 0,300600 |
1,000000 -0,36471 |
Seidel Aberrations-Koeffizient Weitwinkel Zwischen- Telestellung
stellung stellung -(f = 1,0) (f=1,1714) (f=1,5009) L 0,004090 0,000920 -0,006976
T 0,001507 0,000863 -0,000244 I 1,53799 1,93858 2,77450 II 0,09306 0,10098 0,09006
III -0,00952 -0,01050 -0,01188 P 0,10789 0,10789 0,10789 V 0,22211 0,12621 0,04477
I -226,49796 -285,361145 -314,07371 II -21,09019 -22,58253 -4,88570 IF 2,52705 -2,84819
-0,65751 IIP 0,35341 0,35549 0,44224 I -8,28476 -9,67257 -10,02475 II -0,45251 -0,42040
-0,66159 III 0,18372 0,14398 0,03984 IV -0,52263 -0,44332 -0,42212 V -1,11592 -0,55675
-0,19586 IIZ 0,21254 0,27025 0,38149 IZ 1,11874 1,06776 0,90757 IIZ 0,15352 0,13128
0,07997 Die Fig.- 10A, B und C zeigen das vierte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zoom-Objektivs in Weitwinkel-, Zwischen- bzw.
-
Telestellung. Die Fig. 11A, B und C die Aberrationen des Zoom-Objektivs
von Fig. 10 in Weitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung.
-
Im folgenden werden die numerischen Daten für das vierte Ausführungsbeispiel
gegeben:
BEISPIEL IV f = 1,0#1,4999 #=43°#31,3° F-No. = 3,5
Fläche No. R D N |
1 2,5307 0,0958 1,62299 58,2 |
2 1,2617(asphärisch)0,4694 |
3 9,2714 0,2306 1,64769 33,8 |
4 -5,5741 0,0004 |
Erste |
Linsen- # 5 8,9772 0,0898 1,60311 60,7 |
gruppe # 6 0,8739 0,4139 |
7 0,8680 0,0803 1,74400 44,8 |
8 1,0190 variabel |
9 9 223236 0,0762 1,60311 60,7 |
10 -432,0417 010125 |
11 1,14579 0,1196 1,60311 60,7 |
12 9,1496 0,1455 |
13 Blende 0,1253 |
Zweite |
Linsen- #14 3,1281 0,1419 1,60311 60,7 |
gruppe #15 -2,0915 0,0724 |
#16 -0,8838 0,1321 1,62004 36,3 |
17 1,5065 0,0777 |
18 -3,3357 0,0417 1,80518 25,4 |
19 6,3005 011441 1,71300 53X9 |
20 -0,9613 0,0083 |
21 -5,5970 0,1364 1,80610 40,9 |
22 -1,7636 |
Abstand der Linsengruppen während der Zoombewegung bei im unendlichen
Objekt f 1,0 1,1667 1,4999 D8 0,9360 0,5502 0s0360 Formgebungskonstanten für die
asphärische Fläche R2: B2 = 3,7518 x 10-3 C2 = -8,6396 x 10-4 D2 = 0, E2 = 0, Werte
für die Bedingungen (1) bis (5) (1) f1=-1,8750 fW (2) CW=0,0360 fW
#2 = 0,0187
Verfolgung eines Strahles in Weitwinkelstellung
Fläche No. CL h a |
1 0,000000 1,000000 -1,000000 -1,370906 |
2 0,246164 0,985464 -1,337467 -1,291931 |
3 -0,240410 1,098307 -0,699575 -0,963568 |
4 -0,163685 1,121217 -0,766888 -0,856231 |
Erste 5 -0,033405 1 121217 -0,866378 -0,856230 |
Linsen- # 6 0,041919 1,118868 -0,923900 -0,804466 |
gruppe 7 -0,730218 1,421076 -0,368734 -0,651812 |
8 0,487860 1,398617 -0,927479 -0,609165 |
9 -0,533322 1,897798 -0,482705 -0,157361 |
#10 -0,040752 1,899735 -0,523547 -0,132479 |
#11 -0,038100 1,900211 -0,523732 -0,125932 |
#12 0,747945 1,844403 -0,575826 -0,082967 |
#13 0,626371 1,753288 -0,570357 -0,000000 |
Zweite #14 0,626371 1,674805 -0,570357 0,071465 |
Linsen- #15 0,949277 1,590784 -0,556578 0,120728 |
gruppe #16 1,407982 1,488851 -0,521766 0,158502 |
#17 0,363432 1,459216 -0,632968 0,210115 |
#18 -0,237145 1,477638 -0,719446 0,266003 |
#19 -0,593819 1,491345 -0,783654 0,284091 |
20 -0,615638 1,543148 -0,787811 0,350382 |
21 0,528930 1,538740 -0,527929 0,354781 |
22 0,307321 1,515527 -0,579025 0,398518 |
11000000 -0,396880 |
Verfolgung eines Strahles in Telestellung
Fläche No. 'α' h # # |
# 1 0,000000 1,499919 -0,666703 -0,732011 |
# 2 0,369226 1,478117 -0,846897 -0,682002 |
# 3 -0,360596 1,647371 -0,510158 -0,442548 |
# 4 -0,245514 1,681734 -0,541073 -0,366817 |
Erste # 5 -0,050105 1,681734 -0,583695 -0,363816 |
Linsen- # 6 0,062876 1,678211 -0,608339 -0,332732 |
gruppe # 7 -1,095268 2,131498 -0,378718 -0,175996 |
# 8 0,731750 2,097812 -0,529574 -0,151617 |
# 9 -0,799940 2,126582 -0,418873 -0,136552 |
#10 -0,247989 2,138368 -0,454314 -0,114960 |
#11 -0,245004 2,141431 -0,454475 -0,109279 |
#12 0,640825 2,093615 -0,499679 -0,071995 |
#13 0,502824 2,020472 -0,494934 -0,000000 |
Zweite #14 0,502824 1,957469 -0,494934 0,062014 |
Linsen- #15 0,880227 1,879560 -0,482977 0,104763 |
gruppe #16 1,422202 1,776598 -0,452769 0,137542 |
#17 0,175774 1,762265 -0,549265 0,182329 |
#18 -0,549530 1,804953 -0,624308 0,230827 |
#19 -0,985212 1,827694 -0,680025 0,246523 |
#20 -1,011952 1,912846 -0,683632 0,304048 |
#21 0,406825 1,909455 -0,458116 0,307866 |
#22 0,131825 1,899498 -0,502455 0,345818 |
1,000000 -0,344397 |
Seidel Abberations-Koefizient Weitwinkel- Zwischen- Telestellung
stellung stellung (f = 1) (f=1,1667) (f = 1>11999) L 0,005299 0,000868 0,004074
T 0,002686 0,001527 0,002262 I 1,259099 1,797418 1,49914 II 0,11935 0,07240 0,12070
III -0,01383 -0,01457 -0>01209 P 0,10520 0,10520 0,10520 V 0,28010 0107101 0Z16828
I -162,18695 @1,67584 -183,23573 II -22,50484 - 6,94862 -24,84261 IF - 1,97978 -
1,96571 - 2,92514 IIP 0,07557 0,10183 0,16175 I - 7,06887 -10,12677 - 8,92261 II
- 0,22532 - 0,65466 - 0,34214 III 0,19255 0,02899 0,14641 IV - 0,49167 - 0,39743
- 0,41004 V - 1,43530 - 0,24176 - 0,71003 IIZ 0,19579 0,25197 0,22309 IZ 0,96620
0,76719 0,92247 IIZ 0,17894 0,06097 0,14427 Die Fig. 12A, B und C zeigen das fünfte
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zoom-Objektivs in Weitwinkel- Zwischen-
bzw. Telestellung. Die Fig. 13A, B und C zeigen die Aberrationen des Zoom-Objektivs
von Fig. 12 in Weitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung.
-
im folgenden werden die numerischen Daten des fünften Ausführungsbeispieles
angegeben:
BEISPIEL V f = 1,0 # 1,5003 # = 43° # 31,7° F No. =
3,5
Fläche No. R D N |
1 1,9237 0,0958 1,62299 58,2 |
2 1,0640 0,5038 |
3 4,8376 0,1869 1,64769 33,8 |
4 -136,4647 0,0002 |
Erste 5 8,1782(asphärisch) 0,0980 1,60311 60,7 |
Linsen- 6 0,8397 0,4420 |
gruppe |
7 1,0032 0,1293 1,74400 44,7 |
8 1,23119 variabel |
9 2,4038 0,0805 1,60311 60,7 |
10 15,9900 0,0125 |
11 1,5231 0,2097 1,60311 60,7 |
12 7,7188 0,1667 |
13 Blende 0.2089 |
Zweite 14 2,5992 0,1705 1,60311 60,7 |
Linsen- |
gruppe 15 -151157 0?07011 |
16 -0,8976 0,1284 1,62004 36,7 |
17 1,6837 0,0786 |
18 -5,9445 0,0417 1,80518 25,4 |
19 3,9233 0,1242 1,71300 53,9 |
20 -1,1876 0,0083 |
21 -6,8214 0,1411 1,80610 40,9 |
22 -2,0140 |
Abstand der Linsengruppen während der Zoom-Bewegung bei im unendlichen
Objekt f 11° 1,1667 1,5003 D8 0,8937 0,5403 0,0687 Formgebungskonstanten für die
asphärische Fläche R5: B5 = 3,9117 x 10 2 C5 = 3,2484 x 10-2 D5 = 0 E5 = 0,@ Werte
für die Bedingungen (1) bis (5) (1) ## = - 1,6667 (2) ## = 0,8937
(5) #5 = 011887
Verfolgung eines Strahle-s in Weitwinkelstellung
Fläche No Ó h # # |
1 0,000000 1,000000 -1,000000 -1,369988 |
2 0,323847 0,980878 -1,443667 -1,284744 |
3 -0,250448 1,107052 -0,691461 -0,936389 |
Erste 4 -0,102227 1,118647 -0,816832 -0,843745 |
Linsen- 5 -0,096918 1,118873 -0,820836 -0,841833 |
Gruppe 6 -0,014406 1,119753 -0,882918 -0,787869 |
7 -0,818681 1,481598 -0,317022 -0,647749 |
8 0,280150 1,460822 -0,797427 -0,588612 |
9 -0,600000 1,997021 -0,442787 -0,192909 |
10 -0,098944 2,001991 -0,491188 -0,168235 |
11 -0,174455 2,004172 -0,484843 -0,162174 |
12 0,619170 1,923189 -0,549061 -0,090361 |
13 0,468901 1,845015 -0,542001 0,000000 |
14 0,468901 1,747065 -0,542001 0,11329 |
Zweite 15 0,874282 1,654058 -0,515730 0,168084 |
Linsen- 16 1,519687 1,547067 -0,450145 0,199775 |
gruppe 17 0,450952 1,511327 -0,588152 0,246389 |
18 -0,105611 1,519632 -0,678888 0,299778 |
19 -0,311444 1,526821 -0,719493 0,316386 |
20 -0,347317 1,552003 -0,726926 0,369090 |
21 0,575859 1,547204 -0,507381 0,373318 |
22 0,393023 1,516496 -0,551496 0,416409 |
1,000000 -0,384829 |
Verfolgung eines Strahles in Telestellung
Fläche No. Ó h # |
1 0,000000 1,500316 -0)666526 -0,775060 |
2 0,485873 1,471626 -0,917528 -0,720882 |
3 -0,375751 1,660928 -0,495457 -0,471273 |
4 -0,153373 1,678323 -0,558555 -0,407923 |
Erste 5 -0,145408 1,678662 -0,560491 -0,406617 |
Linsen- 6 -0,021613 1,679983 -0,590477 -0,370527 |
gruppe 7 -1,228280 2,222866 -0,324342 -0,227173 |
8 0Z420313 21191695 -0,492825 -01190625 |
9 -0,900190 2,253506 -0,377973 -0,164671 |
10 -0,334781 21270323 -0r419289 -0,143609 |
11 -0,420413 2,275578 -0,413873 -0,138436 |
12 0,480685 2,212708 -0,468691 -0,077134 |
13 0,307795 2,161393 -0,462665 0,000000 |
14 0,307795 2,097097 -0,462665 0,096647 |
Zweite |
Linsen- 15 0,794395 2,012588 -0,440239 0,143480 |
gruppe 16 1,579698 1,901372 -0,384254 0,170533 |
17 0,266203 1,880274 -0,502060 0,210323 |
18 -0,426229 1,913794 -0,579514 0,255898 |
19 -0,685451 1,929616 -0,614175 0,270074 |
20 -0,730788 1,982600 -0,620521 0,315064 |
21 0,448520 1,978863 -0,433112 0,318673 |
22 0,214675 1,962089 -0,470770 0,355456 |
1,000000 -0,328499 |
Seidel Aberrations-Koeffizient Weitwinkel- Zwischen- Telestellung
stellung stellung, (f = 1) ( f = 111667) (f = 1,5003) L 01005580 0,003231 -01002822
T 0,001845 0X001303 01000377 I 1,80427 1,94245 1,61146 II 0,15333 0,17978 0,16626
III -0,05479 -0,03494 -0,01207 P 0,08713 0,08713 0,08713 V 0,31433 0,18991 0,08215
I* -154,02337 -190,01037 -160,81468 II* -19,16709 -20,23031 -6,79176 IF -1,47944
-1,58998 -0,21735 IIP -0,20346 -0,24810 -0,34493 I -5,95885 -6,99596 -7,91963 II
-0,13551 -0,47661 -0,87793 III 0,44525 0,21573 -0,02182 IV -0,02322 -0,14938 -0129231
V -1,45349 -0,66207 -0,20442 IIZ* 0,40192 0,36963 0,23457 IZ 1,07158 0,83300 0,19661
IIZ 0,20954 0,19678 0,12514