DE2637668C2

DE2637668C2 - Varioobjektiv

Info

Publication number: DE2637668C2
Application number: DE19762637668
Authority: DE
Inventors: Naoto Inagi Tokyo Kawamura; Akira Kawasaki Kanagawa Tajima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1975-08-22
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2637668A1; JPS6034734B2; JPS5226236A

Description

0.35 < (^ < 0.8

(3)

30

0<i//,<0,3

wobei

/,: die Brennweite der ersten Linsengruppe;
J_n-: die Brennweite des Varioobjektivs in Weitwinkelstellung;

/„·: axialer Luftabstand zwischen der ersten Lin- _4Q sengruppe und der zweiten Linsengruppe in Weitwinkelstellung;

Au-.: die Höhe des Einfallspunktes eines paraxialen Strahles auf der /-ten Fläche (asphärische Fläche) über der optischen Achse, wenn das Varioobjektiv sich in der Weitwinkelstellung befindet und das Objekt im Unendlichen liegt;

h_Wj: Höhe des Einfallspunktes eines paraxialen Pupillenstrahles auf der /-ten Fläche (asphärische Fläche) über der optischen Achse, wenn das Varioobjektiv in Weitwinkelstellung ist und das Objekt im Unendlichen liegt;

/;·,.: Höhe des Einfallspunktes eines paraxialen Pupillenstrahles auf die /-te Oberfläche (asphärische Fläche) von der optischen Achse,

wenn das Varioobjektiv in Telestellung ist und das Objekt sich im Unendlichen befindet; und i/»_f: der asphärische Koeffizient für die Aberra-

lions-Koeffizienten dritter Ordnung ist.
2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterste positive Linse der ersten Linsengruppe eine positive Meniskuslinse ist, die objektseilig konvex ist, und daß die negative Linse der ersten Linsengruppe eine negative Meniskuslinse ist. die objektseilig konvex ist.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere, negative Meniskuslinse in der ersten Linsengruppe asphärisch ist.

Die Erfindung betrifft ein Varioobjektiv mit einer vorderen Linsengruppe mit negativer Brennweite und einer hinteren Linsengruppe mit positiver Brennweite und mit einem dazwischenliegenden, axialen Luftabstand, der zur Veränderung der Brennweite variabel ist.

Varioobjektive bestehen häufig aus einer negativen Fronllinsengruppe und einer positiven hinteren Linsengruppe, die beide in axialer Richtung in unterschiedlicher Weise zueinander bewegt werden, um die Veränderung der Brennweite des Gesamtobjektivs zu bewirken. Solch ein Varioobjektiv ist, da es wie ein umgekehrtes Teleobjektiv aufgebaut ist, vorteilhaft, wenn ein vergrößertes Bildfeld geschaffen werden soll. Solche Varioobjektive sind beispielsweise aus der US-PS 31 43 590 und der US-PS 38 48969 bekannt. Wenn der maximale, axiale Luftabsland zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe bei der Weilwinkeleinstellung des Objektivs bei maximalem Bildfeld vorhanden ist, ergibt sich bei diesem Varioobjektiv der Nachteil, daß der Durchmeser der vorderen Linsengruppe für den vergrößerten Bereich des Bildfeldes vergrößert werden muß. Dieses Problem wird dann schwerwiegend, wenn man ein Varioobjektiv entwirft, bei dem das" Bildfeld in einem hohen Maße vergrößert werden soll. Wenn die Vergrößerung des Maximalbildfeldes mit einer engen Begrenzung der Gesamtabmessungen des Varioobjektivs auf ein Minimum vereinbar sein soll, wird die tonnenförmige Verzeichnung in der Weitwinkelsiellung schnell größer, und ihre befriedigende Korrektur wird auf jeden Fall schwierig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Varioobjektiv der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile der bekannten Varioobjektive überwunden werden.

Das erfindungsgemäße Varioobjektiv zur Lösung dieser Aufgabe ist in dem Hauptanspruch gekennzeichnet, während die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestallungen der Erfindung charakterisieren. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Varioobjektivs besteht darin, daß bei einem stark vergrößerten Bildwinkel bis zu etwa 84° eine Herabsetzung der Gesamiabmessungen des Objektivs auf ein Minimum erzielt werden kann, ohne daß die Korrekturen für die verschiedenen Aberrationen in dem gesamten Brennweitenänderungsbereich verschlechtert werden, und zwar unabhängig von der erheblichen Vergrößerung des Bildfeldes, das bei Einstellungen kleiner Brennweiten vergrößert worden ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß ein Varioobjektiv der eingangs genannten Art geschaffen wird, bei dem bei gleichzeitiger Vergrößerung des maximal nutzbaren Bildfeldes nicht nur die Verzeichnung im Weitwinkelbereich, sondern auch verschiedene andere Aberrationen reduziert werden, die sonst durch diese Verzeichnungskorrektur in dem mittleren Brennweitenbereich des Varioobjektivs beeinflußt würden. Insbesondere wird die sphärische Aberration im Telebereich reduziert. Gleichzeitig kann jedoch der Durchmesser der Linsen in der vorderen Linsengruppe des gesamten Objektivs und ihre Baulänge entlang der optischen Achse reduziert werden.

Es hat sich gezeigt, daß die genannte Aufgabe bei dem

erfindungsgemäßen Varioobjektiv dadurch realisiert weroen 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 Varioobjektiv der eingangs genannten Art so auszulegen, daß das maximal nutzbare Bildfeld bis zu etwa 42° vergrößert werden kann, wobei die Gesamtabmessungen des Varioobjektivs auf ein Minimum herabgesetzt werden können. Gleichzeitig kann auch ein hohes Maß an Korrektur der verschiedenen Aberrationen in dem gesamten Brennweitenbereich und auch in dem gesamten, größeren, zusätzlichen Bereich des Bildfeldes erreicht werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Varioobjektivs der eingangs genannten Art hat die erste Linsengruppe eine asphärische Fläche, um die Gesamiabmessungen des Objektivs auf ein Minimum herabzusetzen, ohne eine schlechtere Korrektur der verschiedenen Aberrationen in dem gesamten Srennweitenberetch unabhängig davon, daß das Bildfeld viel größer ist, hinnehmen zu müssen, der auf der Weilwinkelseile zusätzlich gewonnen worden ist.

Das erfindungsgemäße Varioobjektiv eignet sich besonders für die Verwendung in einer kleinen Kamera oder als SuperWeitwinkelobjektiv für Filmkameras oder Fernsehkameras, da bei dem erfindungsgemäßen Varioobjektiv eine ortsfeste Bildebene in einer mechanisch kompensierten Weise bei einer Änderung der Brennweite in dem gesamten, axialen Bewegungsbereich der vorderen Linsengruppe und der hinleren Linsengruppe des Objektivs beibehalten werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Varioobjektivs aus zwei Linsengruppen, wobei eine negative, vordere Linsengruppe und eine positive, hintere Linsengruppe in zwei verschiedenen Positionen dargestellt sind;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der asphärischen Fläche:

Fig. 3 eine Skizze der Geometrie, die bei der Berechnung der Größen der Änderungen verschiedener Aberrationen wegen der Einfügung der asphärischen Fläche berücksichtigt werden, indem man achsparallele und schrägeinfallende Strahlen verfolgt;

F ig. 4A, 4B und 4C Schniübilder eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei F i g. 4A die Weitwinkelstellung. F i g. 4B eine Zwischenstellung und Fig. 4C die Telcslellung zeigt;

Fig. 5A. 5B und 5C grafische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen bei dem in Fig. 4 gezeigten Varioobjektiv darstellen, wenn dieses in Weitwinkelsiellung. Zwischcnstellung bzw. Tclestelliing eingestellt ist;

Fig. 6 ein Schnitlbild eines zweiten Auslührungsbeispicls des erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei F i g. 6A die Weil winkelstellung, F i g. 6 A eine Zwischenstellung und Fig. 6C die Telestellung darstellt;

Fig. 7A, 7B und 7C grafische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen des in Fig. 5 gezeigten Varioobjektivs zeigen, wenn dieses in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung bzw. Telestellung eingestellt ist:

Fig. 8 ein Schnittbild eines dritten Auslührungsbeispiels des erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei Fig. 8A die Weitwinkelstellung. Fig. 8B eine Zwischenstellung und Fig. 8C die Telcslellung darstellt;

Fi.u. 9A. 9B und 9C grafische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen des in Fig. 8 gezeigten Ausluhrungsbeispiels zeigen, wenn dieses in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung bzw. Telestellung eingestellt ist; Fig. 10 ein Schnittbild eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei Fig. 1OA die Weitwinkelslellung, Fig. 1OB eine Zwischenstellung und Fig. IOC die Telestellung zeigt;

Fig. 11A, HB und HC grafische Darstellungen, die

die verschiedenen Aberrationen des in F i g. 10 gezeigten Varioobjektivs darstellen, wenn dieses in Weitwinkelsielllung, Zwischenstellung bzw. Telestellung eingestellt ist;

Fig. 12 ein Schnittbild eines fünften Ausluhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei Fig. 12A die Weitwinkelstellung, Fig. 12B eine Zwischenstellung und Fig. 12C die Telestellung darstellt; und

Fig. 13A, 13B und 13C grafische Darstellungen, die die verschiedenen Aberrationen des in Fig. 12 gezeigten Varioobjektivs zeigen, wenn dieses in Weiiwinkelsiellung, Zwischenstellung bzw. Telestellung eingestellt ist. In den Fig. 4, 6, 8. 10 und 12 sind fünf bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Varioobjektivs dargestellt, die jeweils eine erste Linsengruppe I, die eine negative Brennweile und eine asphärische Fläche bei R₁ hat, und eine zweite Linsengruppe II, die eine positive Brennweile hat und eine in einem Luftraum in dieser Gruppe angeordnete Blende trägt, aufweisen, wobei der axiale Abstand zwischen der ersten Linsengruppe id I und der zweiten Linsengruppe Il variiert wird, um die Brennweite des ganzen Objektivs zu verändern. Die erste Linsengruppe I hat eine positive Linse, die an der hintersten Position in dieser Gruppe liegt und so ausgeführt isl, daß sie gleichzeitig dazu beiträgt, den angegebenen Variaiionsbereich der Brennweile und eine ausgezeichnete Korrektur der Aberrationen in dem gesamten Brennweitenbereich zu erzielen. Die positive Linse ist so ausgelegt, daß sie die hinlere Hauptebene der ersten Linsengruppe I so weit nach hinten verschiebt, daß es möglich isl, die erste Linsengruppe I und zweite Linsengruppe 11 in der Telestellung möglichst dicht beieinander anzuordnen, ohne daß diese Linsengruppe miteinander in Kontakt kommen, und daß feiner die sphärische Aberration aufgrund der streuenden Linsen, die Bestandteil der ersten Linsengruppe I sind, die insgesamt eine streuende Linsengruppe darstellt, in der Telesiellung reduziert werden kann, und daß schließlich der Astigmatismus, der sich aus der Einfügung der asphärischen Fläche in die erste Linsengruppe I ergibt, in den Weitwinkelstellungen genügend reduziert werden kann. Obwohl die sonst auftretende, sphärische Aberration, die in den Telestellungen überkorrigiert ist, bis zu einem gewissen Maß durch eine geeignete Auslegung der zweiten Linsengruppe II kompensierl werden kann, ist es unier dem Gesichtspunkt. eine gute Siabililäl der Aberrationskonektur in dem gesamten Brennweilenbereich aufrechtzuerhalten, bevorzugt, die sphärische Restaberralion der erslen Linsengruppe I auf ein Minimum herabzusetzen.

Die zweite Linsengruppe 11, die positiv ist, weist eine bikonkave Linse auf, die von zwei positiven Linsengruppen eingefaßt ist. Durch diese Anordnung kann man weiter dazu beitragen, die Stabilisierung der Aberrationen bei der Brennweitenveränderung und die Errechnung einer geeigneten Linsenanordnung tür ein Varioobjektiv gleichzeitig zu erreichen. In anderen Worten ist die bikonkave Linse so ausgelegt, daß aus den verschiedenen Aberrationen die sphärische Aberration, die in den TeIestellungen einer großen Variation unterworfen ist, und

' der Astigmatismus, der in den Weilwinkelstellungen in hohem Maße vergrößert wird, weil die asphärische Fläche in die erste Linsengruppe I eingeführt wird, gut kompensiert weiden können, und daß ferner die vordere Hauptebene der zweiten Linsengruppe Il soweit nach vorne wie möglich verschoben wird, um sicherzustellen, daß selbst bei erhöhten Brennweiienverhälinissen die erste Linsengruppe I und die zweite Linsengruppe II voneinander durch einen genügend großen Luftabsland getrennt sind, wenn sie in die Telestellungen bewegt worden sind, bei denen der Luftzwischenraum bei einem Minimum ist. Bei dem erfindungsgemäßen Varioobjektiv hat die zweite Linsengruppe Il drei positive Linsen, die von vorne her nacheinander angeordnet sind, um zu einer guten Korrektur der sphärischen Aberration in den TeIe- !5 Stellungen beizutragen. Es hat sich gezeigt, daß mindestens drei solcher positiver Linsen erforderlich sind.

Während das erfindungsgemäße Varioobjektiv 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 I für die Anordnung der asphärischen Fläche an dieser Linse auszuwählen.

Das erfindungsgemäße Varioobjektiv befriedigt zusätzlich zur Erfüllung der oben erwähnten allgemeinen Bedingung, daß eine Linsenfläche in der Linsengruppe 1 asphärisch ist. die folgenden, speziellen Bedingungen:

30

-3.0<-'-< -1.17
/

0.54<-^H-<l,5 /

0.35<7-'^J-<0.S

Bereiche der oben definierten Größen dadurch bestimmt werden, daß man die paraxialen Strahlen verfolgt, wobei man die unten angegebenen Anfangswerte berücksichtigt:

Ot_n=O; Ct_1n = -1,0;

(1)

(2)

35

(3)

40

/,: die Brennweite der ersten Linsengruppe;

/„ : die Brennweite des Varioobjektivs in Weitwinkelstellung:

/„·: axialer Luftabstand zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe in Weitwinkelstellung;

/?„·,: die Höhe des Einfallspunktes eines paraxialen Strahles auf der /-ten Fläche (asphänsche Fläche) über der optischen Achse, wenn das Varioobjektiv sich in der Weitwinkelstellung befindet und das Objekt im Unendlichen liegt;

Zi₇-.: Höhe des Einfaüspunktes eines paraxialen Pupillenstrahles auf die /-te Oberfläche (asphärische Fläche) über der optischen Achse, wenn das Varioobjektiv in Telestellung ist und das Objekt sich im Unendlichen befindet; und

φ,: der asphärische Koeffizient für die Aberrations-

Koeffizienten dritter Ordnung ist.
Im Zusammenhang mit den angegebenen Größen ist

zu beachten, daß die oberen und unteren Grenzwerte der

A_1n = 1,0; A_n=Zr; A_1n = -/,,.;

An ⁼ ~T Jt

wobei α der Neigungswinkel des Öffnungsstrahles gegenüber der optischen Achse, der Index W und der Index 7 die Weiiwinkeisteilung bzw. die Telesleüung, /„■ den axialen Abstand zwischen der ersten Linsenoberfläche und der Eintrittspupille in der Weilwinkelstellung,;, der axiale Absland zwischen der ersten Linsenlläche und der Einlritispupille in der Telestellung und /, die maximale Brennweite des gesamten Objektivs bedeutet.

Die Bedingungen (1) und (2) gewährleisten eine gewisse Brechkrafiveneilung innerhalb des Objektivs. Wenn der obere Grenzwert der Bedingung (1) nicht eingehalten wird, wird es schwieriger, eine befriedigende Korrektur der Verzeichnung und auch verschiedener anderer Aberrationen zu erreichen. Wenn der unlere Grenzwert nichl eingehalten wird, werden die Abmessungen des ganzen Objektivs vergrößert, was dem oben erwähnten Ziel der Erfindung widerspricht, ein kompaktes Varioobjektiv zu schaffen, obwohl die Aberraiionskorreklur einfacher durchgeführt werden kann. Die obere Grenze der Bedingung (2) bezweckt ebenfalls eine Begrenzung der Abmessungen des Objektivs auf ein Minimum, während die untere Grenze der Bedingung (2) festgelegt ist, um eine genügend große, axiale Bewegung der verschiebbarer. Linsengruppen des Varioobjektivs sicherzustellen, so daß vermieden wird, daß das Brennweilenverhältnis zu sehr verkleinert wird.

Die Bedingungen (3) bis (5) betreffen die Formgebungskonstanten für die asphärischen Flächen. Diese Größen werden im folgenden erläutert. Die Formgebung einer asphärischen Fläche kann allgemein unter Verwendung von Koordinaten X und Y ausgedrückt werden, 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 mil dem Scheitelpunkt der asphärischen Fläche zusammenfällt. Die Größe der Abweichung X der asphärischen Flächenkurve von der Ordinate bei der Höhe H über der optischen Achse eines Punktes der asphärischen Fläche wird ausgedrückt durch:

x//²

1+ 1- ^

wobei R der Krümmungsradius eines paraxialen Teiles der asphärischen Fläche an ihrem Scheitel und B, C und D Formgebungskonstanten sind. Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (11) enthält nur einen Parameter R, d.h. den Krümmungsradius eines paraxialen Teiles der asphärischen Fläche. Der zweite Term enthält eine Formgebungskonstante B, die mit dem asphärischen Koeffizienten ψ dritter Ordnung wie folgt zusammenhängt:

φ = %(Ν'—Ν) Β (12)

wobei N der Brechungsindex des Mediums, das den ein-

lallenden Strahl enthält und N' der Brechungsindex des Mediums ist, das den gebeugten Strahl enthält.

Der dritte Term enthält ebenfalls eine Formgebungskonslante C die mit dem asphärischen Koeffizienten Ω fünfler Ordnung wie folgt zusammenhängt:

Ω = 48 (/V-A)C (13)

Es sei nun angenommen, daß eine asphärische Fläche so ausgebildet wird, daß man eine sphärische Fläche mit einem Krümmungsradius Λ abwandelt. Die entsprechenden Beträge der Abweichungen der Aberraiionskoeffizienten dritter Ordnung, d.h. des sphärischen Aberrationskoeffizienten (1), des Komakoeffizienten (II). des AstigmatismusaberrationskoelTizienien (IU) des zu der sagiüalen Büdfeldkrümrnung gehörenden Aberrationskoeffizienten (IV) und des Verzeichnungskoeffizienten (V) sind dann als Funktion des sphärischen Koeffizienten φ wie folgt gegeben:

δι =;

ΔΙΙ =
ΔΙΙΙ =h²h²i/(
Δίν = A²Zr ψ
Δ V =ΙιΡφ

wobei/? und Λ Größen sind, die von Spurstrahlen in bezug aul die Lage und die Öffnung der Blende ausgewählt sind. Einer der Strahlen, d.h. der Strahl 1 (Öffnungsstrahl), verläuft, wie in Fig. 3 gezeigt isl. entlang der optischen Achse und schneide) die einzelnen, brechenden Flächen (/, /) unter den entsprechenden Höhen hi und /i/, und er schneidet die optische Achse im Bildpunkl. Der andere Strahl, d. h. der Strahl 2 (Hauptstrahl), 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 (/, j) liegen auf den Höhen hi und hj.

Aus der Gleichung Mist ersichtlich, daß, da die Höhen /; und h für eine bestimmte Fläche während der Brennweitenänderung variiert werden, die Einführung einer asphärischen Fläche mit einem bestimmten Koeffizienten ι// bewirkt, daß alle Aberrationskoeffizienten dritter Ordnung bei der Brennweitenänderung um bestimmte Beträge verändert werden, die sich bei den verschiedenen Aberrationsarien unterscheiden.

Die Bedingung (3) dien! 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 Aberrationskorreklur 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. Gleichzeilig wird verhindert, daß die verschiedenen Aberrationen nicht so sehr durch die Modifikation beeinflußt werden, so daß ein Beilrag zur Stabilisierung der Aberrationen bei der Brennweitenänderung geleistet werden kann. Wenn die obere Grenze der Beaingung (3) verletzt wird, kann die asphärische Fläche, die in den Weilwinkelstellung'en einen Beitrag zu der guten Korrektur der Verzeichnung liefert, bei den Telestellungen zu einem starken Anwachsen der Aberrationen beitragen. Daher können dann die Aberrationen mit der Brennweitenänderung so stark verändert werden, daß eine gute Korrektur der Aberrationen schwer durchzuführen isl. Wenn andererseits die untere Grenze verletzt wird, werden die Durchmesser der Linsen in der vorderen Linsengruppe I so sehr erhöhl, daß es unmöglich isl, ein Varioobjektiv mit kompaktem Aulbau zu entwerfen.

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, nämlich der Korrektur der tonnenförmigen Verzeichnung, die in den Weitwinkelstellungen unerwünscht wird, beeinfiußt gleichzeitig die Aberralionskoeffizienlen 1 bis V dritter Ordnung in der Weise, wie durch die Gleichungen (14) in bezug auf den gemeinsamen Faktor des asphärischen Koeffizienten φ gezeigt isl. Solange der asphärische Koeffizient i/i nicht gleich Null isl, führt eine gute Korrektur der Verzeichnung nicht gleichzeitig zu einer guten Korrektur der anderen Aberrationen. Die Bedingung (4) dient dazu, die Lösung dieses Aberrationsproblems zu erleichtern, wodurch die Varialionen des Astigmatismus (oder der Feldkrümmung) Δ III (Δ IV), die verhältnismä-Big empfindlich auf Änderungen der Verzeichnung Δ V während der Brennweilenänderung reagiert, wenigstens aul'ein Minimum herabgesetzt wird, wie aus den Gleichungen (14), insbesondere 4ν=/ι/ι·'ψ und ΔΙ1Ι = Ir h²φ ersichtlich ist. Mil anderen Worten wird durch Vergrößerung des Wertes // im Vergleich zu dem Wert /;, d.h. durch Vergrößerung des Wertes |/i//(|, ermöglicht, die Änderung des Astigmatismus Δ1II im Vergleich zur Änderung der Verzeichnung Δ V herabzusetzen. Aus den Gleichungen (14) ergibt sich auch, daß die Variationen der Koma und der sphärischen Aberration, d.h. Δ Il = Ιι*ίιφ und Α\=Ιι*φ. durch Erfüllung der Bedingung (4) aulomaiisch vermindert werden können. Wenn die unlere Grenze der Bedingung (4) verletzt wird, trägt die asphärische Fläche in einem größeren Maße zur Sleuerung 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 Linsenllächen außer der asphärischen Fläche zu kompensieren. In diesem Fall isl es erforderlich, den asphärischen Koeffizienten zu erhöhen, um die Korrektur für die Verzeichnung befriedigend durchzuführen, d. h. der Beirag der Abweichung von der sphärischen Fläche muß vergrößert werden, wodurch die Schwierigkeilen größer werden, die asphärischen Linsen mil den angegebenen Toleranzen herzustellen. Wenn andererseits die obere Grenze der Bedingung (4) verletzt wird, wird die Abmessung des Objektivs vergrößert, was auf Kosten der Kompaktheil gehl. Daher isl es erwünscht, den Wert \h/h\ so hoch wie möglich zu machen.

so so daß die Abmessungen des gesamten S>stems auf ein

IVlllltlllUtll It\.lclU£\~:M~L£.l WtlUCll.

Die Bedingung (5) betrifft die Formgebung der asphärischen Fläche, um die tonnenförmige Verzeichnung zu reduzieren. Im allgemeinen besteht bei einem Varioobjektiv, das eine negative, vordere Linsengruppe und eine positive, hinlere 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, is'i es erforderlich, daß die Änderung der Verzeichnung, die mit AV = IiP φ definiert wird, negativ ist. Da /i>0, und h < 0 ist, ist φ > 0. 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

10

kompensiert weiden können. Insbesondere wird der Astigmatismus in Abhängigkeil von dem Bildwinkel stark variiert und auch in seinem Wert erhöhl. Durch Erfüllung der Bedingung (5) ist es möglich, eine guie Korrektur der verschiedenen Aberrationen zu erreichen.

Die Ausluhrungsbeispiele 1 bis 5 des erfindungsgemäßen Varioobjektivs sind schemalisch in den Zeichnungen dargestellt. Die numerischen Daten für diese Ausführungsbeispiele sind unten angegeben. R bedeutet den Krümmungsradius einer bestimmten Fläche des Varioobjektivs, 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. Λ gibt den Brechungsindex eines bestimmten Linsenelementes an, während l· die Abbe"sche Zahl einer einzelnen Linse bezeichnet.

Fig. 4 zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs, wobei Fig. 4A eine Wehwinkelslellung. Fig. 4B eine Zwischenstellung und Fig. 4C eine Telestellung zeigt. Dieses Varioobjektiv besieht aus einer ersten Linsengruppe mit negativer Brechkrall die aus Linsen mil den Oberflächen R₁ bis R_x besteht und aus einer zweiten Linsengruppe mit positiver Brechkrafl, die aus den Linsen mil den Flächen R_v bis R₂₂ besteht, wobei R₁₂ ausgenommen ist, das eine Öffnung in der Blende des Varioobjektivs bezeichnet, die in dem Luftraum zwischen den Flächen R₁₂ und R₁₁ liegt. Die erste Fläche R₁ isl asphärisch. Der Lullraum Ö_s zwischen den Flächen R_H und /?., wird zum Zwecke der Brennweilenversiellung variiert.

Die Fig. 5A. B und C zeigen die Aberrationen für die Linsenkonstellaiionen. 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

Ii: sphärische Aberration der Pupille

sphärische Zonen-Aberration fünfter Ordnung
Zonnen-Koma fünfter Ordnung
meridionale, sphärische Aberration fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

Hj,: pfeilartiges Koma fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

Ϊ: sphärische Aberration fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

II: Koma fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

ill; Astigmatismus fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

IV: Feldkrümmung fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

V: Verzeichnung fünfter Ordnung bei schräg einfallenden Bündeln

II*: zusätzliches Zonen-Koma fünfter Ordnung

L: zusätzliches sphärisches Koma fünfter Ordnung
IL: zusätzliches Koma fünfter Ordnung

bedeutet.

Die Fig. 5A, B und C zeigen das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs in Weitwinkelstellung, Zwischenstellung bzw. Telestellung. Die Fig. 7A, B und C zeigen die Aberrationen des in Fig. 6 gezeigten Varioobjektivs in Weitwinkelstellung, Mittelstellung bzw. Telestellung. Die numerischen Daten für das zweite Ausführungsbeispiel werden unten angegeben:

Objektiv I

_/= 1,0-1.4774, Bildfeld ω = 43°-3IJ". 1:3,5

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

1	3.62737	0,08333	1,62299	58,2 ■	60,7
	(asphärisch)			■
2	1,04256	0,51881		46,4 I
3	1,93277	0,12740	1,58267	I	58,2
4	1,28198	0,17065		58,2 I
5	2,19293	0,12794	1,62299	S	36,3
6	0,92838	0,09632		42,1 . I
7	0,96092	0,17802	1,72000	I	25,4
8	2,14754	variabel		44,9 I	43,7
9	2,25698	0,08093	1,63930	1
10	16,56349	0,0125		49,7 I
11	1,30828	0,11431	1,60311	I
12	4,82481	0,13649
13	Blende	0,17346
14	2,49549	0,10860	1,62299
15	-2,24538	0,075
16	-0,88319	0,11667	1,62004
17	1,53172	0,0625
18	-2,54252	0,04167	1,80518
19	2,38707	0,12500	1,72000
20	-0,94478	0,00833
21	-6,06387	0,10417	1,7725
22	-1.61488

Absland der Linsengruppen während der Brennweilenveränderung bei unendlicher Objekienleinung.

1,0

1,1667

1.4774

_s 0,8868 0,5009 0.04167

Fornikonslanien für die asphärische Fläche R₁: B₁ =2.932 xlO"²

D, =6,3508 xlO"⁵ E₁ =4,2858 χ I0~⁴

12

Werte für die Bedingungen (1) bis (5) IW

— - =0,8868

--Ws?=⁰-⁵³⁴⁴

—2-17959

+1

= 1,1796

φ, =0,1461

■ξ Sirahlengang für die Weilwinkelsiellung Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

1	0,000000	1,000000	-1,000000	-1,179592
	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
5	-0,612537	1.317564	-0.429074	-0,709618
6	-0.235231	1,335961	-0,632285	-0,660170
7	-1,138911	1,444790	-0,185728	- 0,642423
8	-0,047679	1,449686	-0.670942	-0.573533
9	-0.536920	1,928539	-0,477385	-0,147776
10	0.013725	1.927867	-0.519579	-0.122328
11	-0,061281	1,928627	-0,514820	-0.115944
12	0.834931	1.869563	-0.568697	-0,075714
13	0,599359	1.788406	-0.559157	- 0,000000
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	0,472588	1,554003	-0.541175	0.336471
	0.273030	1.554003	-0.584383	0.336471
	1.000000		-0.426980

Sirahlengang für die Telesiellung Fläche

No.	0,000000	h	X	h
1	0,255778	1,477433	-0,676849	-0,630335
τ	-0,626299	1,464405	-0,785975	-0,590300
3	-0,083334	1,786750	-0,430411	-0,368774
4	-0,904983	1,793405	-0,542478	-0,325455
5	-0,347538	1,946614	-0,393368	-0,258860
6	-1,682665	1,973793	-0,467497	-0,222299
7	-0,070443	2,134581	-0,317128	-0,191996
8	-0,793264	2,141814	-0,46140	-0.144545
9	-0,172633	2,173649	-0,413359	-0,127957
10	-0,257531	2,182104	-0,449893	-0,105922
11	0,757953	2,185298	-0,445772	-0,100394
12	0,489353	2,131680	-0,492424	-0,065559
13	0,489353	2,065418	-0,484164	-0,000000
14	1.981210	-0.484164	0.083315

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

Strahlengang tür die Telesiellung

14

Fläche

No.

Zweite Linsengruppe

15	0,987919	1,915632	-0,463198	0,114062
16	1,523680	1,802264	-0,431297	0,146152
17	0,248268	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
2:i	0,349469	1,916767	-0,468593	0,291344
	0,103328	1,916767	-0,506006	0,291344
	1,000000		-0,369714

15

In den vorstehenden Tabellen für die Verfolgung des Strahlenganges bedeuten α und χ die Tangenswerte der Neigungswinkel der paraxiaien Sirahlen bzw. der paraxialen Pupillenslrahlen 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. /1 und Λ bezeichnen die Größen, die schematisch in F i g. 3 gezeigt sind, und sie haben kein Vorzeichen, wenn der Einfallspunkt in den Teilbereich oberhalb der optischen Achse (auf Blickrichtung wie in Fig. 3) fallt und sie haben ein negatives Vorzeichen, wenn der Einfallspunkt in den entgegengesetzten Teilbereich lallt. 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

	Weitwinkel	Zwischen	Teleslellung
	stellung	stellung
	y-i.o	./=1,1667	; = 1,4774
L	0,0062P3	0,004537	-0,000779
T	0,000908	0,000472	-0,000438
1	1,19712	1,36879	1,63583
11	-0,03259	-0,03803	-0,08749
111	0,02687	0,02728	0,02565
P	0,09070	0,09070	0,09070
V	0.21930	0,13874	0,05242
I	-227,00904	-274,14741	-287,56387
II	-25,49871	-27,52621	-11,22614
If	-1,54211	-1,91743	-0,00400
11,,	0,53520	0,51273	0,45421
Ϊ	-7,40910	-8,64218	-9,20373
π	0,27802	0,02480	-0,36702
I'll	0,07906	0,06639	-0,01767
IV	-0,54699	-0,44821	-0,40812
y	-1,17295	-0,65876	-0,22918
IL	0,04636	0,05236	0,07975
I."	0,81416	0,70772	0,39748
IL	-0,03390	-0,03083	-0,05446

Objektiv II	1	1:3,5	45	D	N	V
		R		0,10334	1,62299	58,2
/=1.0~ 1,4774, ω = 43'-31,7°.	1	3,31247
Fläche No.	3	(asphärisch)	0,53234
	4	1,01729	0,12401	1,64769	33,8
	5	2,85951	0,02067
	6	5.63059	0,07440	1,62299	58,2
	7	5.71514	0,19381
Erste Linsengruppe	8	0.91837	0,16948	1,74400	44,8
	9	1.01447	variabel
	10	1,77327	0,09218	1,60311	60,7
	11	2,23411	0,01240
	12	19,2399	0,11161	1,60311	60,7
	13	1,34674	0,17223
	14	6,43840	0,11901
	15	Blende	0,13173	1,60311	60,7
	16	2,51286	0,07998
Zweite Linsengruppe	17	-2,15943	0,11574	1,62007	36,3
		0,84421	0,06452
	1.54786

15

Objektiv 11

./=1,0-1,4774, ω=43'~31,7°, 1:3,5

16

Fläche

No.

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

Zweite Linsengruppe

Abstand der Linsengruppen während der Brennwei- _I5 Werte für die Bedingungen (1) bis (5) tenveränderung bei unendlicher Objektentfernung.

1,0

1,1574

1,4774

0,84564

0,4872

0,0214 ²⁰

Formkonstanten für die asphärische Fläche Λ,: B₁ =2,9469 xlO"² C₁ =1,3667 xlO"-¹ D₁ = -4,2675 xlO"⁵ E₁ =8,3883 xlO"⁴

Strahlengang für die Weitwinkelstellung

30

J₁ Jw	-1,8774	-0,62521
^-=0,8456 Jw	-1,1777
	= 1,1777
V₁	ψ_ι =0,1469
K

= 0,5309

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

Strahlengang für die Telesiellung

Fläche

No.

Erste Linsengruppe I _Ί

0.000000 0.277869

1,477433 1.459741

-0,676849 -0,794436

-0,625208 -0,574624

1	0,000000	,000000	60	-1,000000	-1,177701	I
2	0,188076	0,988025		-1,221497	-1,099926	1
3	-0,416996		-0,547897	-0,808260	I
4	-0,142923		-0,730972	-0,753246	I
5	-0,283349		-0,644325	-0,739929	1
6	-0,149639		-0,724982	-0,706693	S
7	-0,986398		-0,245581	-0.659098
8	0,058433		-0,728960	-0,588260	1
9	-0,536920		-0,482146	-0,177724
10	-0,030441		-0,530123	-0,147242	■^!·'\
11	-0,089307		-0,525508	-0,140725	V"
12	0,752172		-0,588529	-0,099753	ha
13	0,581062		-0,579185	0,000000	i
14	0,581062		-0,579185	0,068931
15	0,978859		-0,562641	0,115164	<
16	1,419298		-0,530476	0,157591	i
17	0,344428		-0,646222	0,203759	%
18	-0,231953		-0,727845	0,250717	ν- I
19	-0,696161		-0,807900	0,269217
20	-0,718613		-0,812012	0,328000	I
21	0,465149	,210007	-0,556868	0,339509
22	0,261248	,220764	-0,602647	0,373991	fi l*.'·
23	1,000000	,226620	-0,418114		f. 1-1 £·
		,233480
	,424651
,418973
,876148
,877898
,879006
,826641
,726565
,657411
,576977
,463461
,438854
,453819
,469760
,521782
1,512168
,497220

	Jnsengruppe	No.	Zwischen	No.	26	OC	,5	37 668	18	dt	40	Zwischen	h	Varioobjektivs von	50	D	N	V	I
		3	stellung	1		-0,616084	R			-0,442533	stellung	-0,339048	⁴⁵ Fig. 8 in der Weitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung.		0,08333	1,63930	44,90	57,40 I
		4	/=1,157			-0,211159	3,10519		-0,519329	/=1.157	-0,299962	Im folgenden werden die numerischen Daten für das					I
		5 6	0,000981	2	-0,418629 -0,221082	(asphärisch)	Λ	-0,484824 -0,516429	-0,47166	-0,289942 -0,266267	dritte Ausführungsbeispiel gegeben	0,49575			38,00 I
		7	0,001234	3	-1,457338	0,99343	1,787705	-0,335801	-0,64693	-0,201186	0,22084	1,69895	30,10	I
17		8	1,60834	4	0,086330	-27,08355	1,803598	-0,483350	0,14767	-0,154216	0,01667
Strahlengang für die Telestellung		9	0,07779	5	-0,793264	-6,45838	1,812250 1,822385	-0,418646	0,87407	-0,154318	0,08333	1,62606	39,10
Fläche		10	0,00746	6	-0,227368	24,88625	2,104827	-0,460306	0,10953	-0,127850	0,17340
		11	0,09922	7	-0,293488	1,23685	2,096437	-0,456298		-0,122192	0,08805	1,67000
		12	0,14369	8	0,652761	1,45044	2,096245	-0,511019	Die Fig. 8A, B und C zeigen das	-0,086615	0,02791
Erste ]	• Linsengruppe	13	-235,53613	9	0,459088	0,94600	2,109318	-0,502906	beispiel eines erfindungsgemäßen	0,000000	0,29771	1,72342
		14	-20,09659	10	0,459088	0,95138	2,112958	-0,502906		0,059853	variabel
		15	-2,72906	0,923223	3,04656	2,067513	-0,488540		0,099996
		16	0,30382	1,442135	1,988445	-0,460612		0,136836
		17	-9,18789	0,162243	1,933807	-0,561114	0,176924
		18	-0,09706	-0,531171	1,857945	-0,631987	0,217697
		19	0,09842	-1,094830	1,742603	-0,701498	0,233761
		20		-1,122179	1,731012	-0,705069	0,284802
	21	I ;= 1,0- 1,5009, ω = 43°~31,7°, 1:3	0,333690	1,765281	-0,483528	0,294795
	22	I Fläche	0,082254	1,790351	-0,523278	0,324736
Zweiu	23		1,000000	1,871588	-0,363048
	Aberrations-Koeffizient			1,864691	Seidel Aberrations-Koefllzient
	Weitwinkel-		Telestellung	1,859985	Weitwinkel-	Telestellung
	siellung				siellung
	7=1,0	I	J = 1,4774		./=1,0	/=1,4774
	0,002391	I Erste I	-0,003217	³⁵ lV -0,59781	-0,44698
	0,001541		0,000591	y -1,14556	-0,22456
	1,28698		2,50436	II. 0,10701	0,24728
Seidel	0,06718		0,09026	I. 0,89580	0,77858
	0,01154		0,00349	ii. 0,11751	0,08368
	0,09922		0,09922
	0,22617		0,05496	dritte Ausführungs-
L	-198,22212		-228,00417	Varioobjektivs in
T	-19,42143		-0,70993	VVeitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung. Die Fig. 9A,
I	-2,34416		-0,70238	B und C zeigen die Aberrationen des
H	0,40295		0,20748
111	-7,96138		-9,55453
P	0,24723	Jnsengruppe	-0,58069
V	0,08471		-0,00792
!	I Objektiv 111
I >!
1 ¹^
1 "'■
I '
S ^fI
1 ''"

Objektiv III
^=,',0-1,5009, w=43^c~31,7°, 1:3,5

20

Fläche

No.

	1,05238	0,14826	1,60717	40,30
	-118,71302	0,14014
	Blende	0,03642
	1,78737	0,10159	1,60738	56,80
	5,70494	0,06198
	1,96287	0,07715	1,62299	58,20
11	12,42392	0,08463
12	-0,97642	0,13333	1,80518	25,40
13	1,52402	0,05417
14	-2,65938	0,11667	1,72000	50,20
15	-0,91614	0,02917
16	-7,67927	0,10417	1,77250	49,70
Zweite Linsengruppe < 17	-1,45012	0,00431
\|18





19
20
21
22
23

Abstand der Linsengruppe während der Brennweitenveränderung bei unendlicher Objektentfernung.

1,0

1,1714

1,5009

0,8838

0,4980

0,02

Formkonstanten für die asphärische Fläche R,: B₁ =2,5151 xlO"²
C₁ =2,6680 xlO""-¹
D₁ =6,3508 χ 10""⁵
E₁ =4,2858 xiO"⁴

Werte für die Bedingungen (1) bis (5)
^= — 1,8750
IW

JW

= 0,8838

-0,5980
-1,1493

= 1,1493
,=0,1286

= 0,5203

Strahlengang für die Weitwinkelslellung

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

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	-0,463730	1,263203	-0,514253	-0,755600
5	-0,326498	1,268624	-0,596340	-0,745699
6	-0,294461	1,283657	-0,615171	-0,714292
7	-0,946702	1,447186	-0,252231	-0,670723
8	-0.275642	1,461663	-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
16	1,069629	1,685453	-0,538502	0,086367
17	1,606619	1,609372	-0,510985	0,110565
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

21

Strahlengang tür die Telestellung 22

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

3 4 5 6 7 8 9 10

Π 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

23

Seidel Aberrations-K.oelllzient

Zweite Linsengruppe

0.000000

0.310196

-0,649241

-0,696024

-0,490048

-0.441964

-1.420928

-0.413718

-1,973447

-0,257002

-0.803557

0.516903

0,528365

0.528365

1.258200

1.038007

1,674009

1,577517

0.100774

-0.841420

-1.336585

0.172034

-0,020563

1,000000

Weitwinkelsiellung
(./ = 1.0)

Zwischenstellung (./=1.1714)

Telestellung (./=1.5009)

0.004090

0.001507

1.53799

0.09306

-0.00952

0.10789

0.22211

- 226.49796
-21.09019

- 2.52705

0.000920

0.000863

1,93858

0.10098

-0.01050

0,10789

0.12621

-285,36145

-22.58253

-2.84819

-0.006976

-0.000244

2,77450

0.09006

-0.01188

0,10789

0,04477

-314.07371

-4.88570

-0.65751

35

40

45

1,500925	0,35341	-0,666256	-0,598007
1,485216	-8.28476	-0,789846	-0,558008
1,805846	-0,15251	-0,429377	- 0,345959
1,895973	0,18372	-0,420415	-0,291521
1,904109	-0,52263	-0,452085	-0,284015
1,926673	-1,11592	-0,459257	-0,260568
2,172117	0,21254	-0,326860	-0,204108
2,193846	1,11874	-0,421504	-0,181970
2,248712	0.15352	-0,292132	-0,173848
2,292938	-0,424830	-0.100741
2,279965	-0,400817]	-0,107212
2.232464	-0,462910	-0,064672
2,158700	-0,463242	0,000000
2,139532	-0,463242	0,016805
2.060315	-0,457509	0,045610
1.996226	-0,462384	0.074159
1.916953	-0,438756	0.094936
1,783965	-0.443535	0,132328
1,776550	-0.553074	0,173023
1,821953	-0.644837	0,207819
1,912267	-0.701317	0.255207
1,907269	-0,499980	0.269735
1.908473	-0.527218	0.300600
	-0.366471
11,,	0:35549	0,44224
ί	-9,67257	-10,02475
Π	-0,42040	-0,66159
πι	0,14398	0,03984
IV	-0,44332	-0,42212
¹ V	-0,55675	-0.19586
IL	0,27025	0,38149
I."	1,06776	0,90757
ΙΪ.	0,13128	0,07997

Die Fig. 1OA, B und C zeigen das vierte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Varioobjektivs in Weit winkel-, Zwischen- bzw. Telestellung. Die Fi g. 11A, B und C die Aberrationen des Varioobjektivs von Fig. in Weitwinkel-, Zwischen- bzw. Telestellung. Im folgenden werden die numerischen Daten für das vierte Ausführungsbeispiel gegeben:

Objektiv IV
_/= 1.0-1,4999,

= 43°~31,3^C. 1:3,5

Erste Linsengruppe

1 2

3 4 5 6

7 8

10

11

12

13

14

2,5307	0,0958
1,2617	0,4694
(asphärisch)
9,2714	0,2306
-5,5741	0,0004
8,9772	0,0898
0,8739	0,4139
0,8680	0,0803
1,0190	variabel
2,3236	0,0762
-432,0417	0,0125
1,4579	0,1196
9,1496	0,1455
Blende	0,1253
3.1281	0,1419

1,62299

1,64769 1,60311 1,74400

1,60311 1,60311

1,60311

58,2

33,8 60,7 44,8

60,7 60,7

60,7

Objektiv IV

/= 1,0- 1.4999. (» =

23

■31,3°, 1:3,5

24

Fläche

No.

Zweite Linsengruppe

j 15

16 17 18 19 20 21 22

-2,0915

-0,8838

1,5065

-3,3357

6,3005

-0,9613

-5,5970

-1,7636

0,0724 0,1321 0,0777 0,0417 0.1441 0.0083 0,1364

1,62004

1,80518 1,71300

1,80610

36,3

25,4 53,9

40,9

Abstand der Linsengruppen während der Brennweitenveränderung bei unendlicher Objektentfernung.

1,0

1,1667

1,4999

0,9360

0,5502

0,0360

Formkonstanten für die asphärische Fläche Λ₂:

C₂ = -8,6396 xlO"⁴ D₂=O,

20

25

30

Werte für die Bedingungen (1) bis (5) Α.—1.8750

Jw

= 0,9360

-0,6820
^:-Τ.29~Ϊ93^:

0,98546
, = 0,0187

Strahlengang für die Weitwinkelstellung

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

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
5	-0.033405	1.121217	-0.866378	-0,856230
6	0,041919	1.118868	-0,923900	-0,804466
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
14	0,626371	1,674805	-0,570357	0,071465
15	0,949277	1,590784	-0,556578	0,120728
16	U407982	M88851	-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
	1,000000		-0,396880

Strahlengang für die Telestellung

Fläche

No.

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

25

Strahlengang für die Telestellung

Fläche

No.

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

4	-0,245514	1,681734	-0,541073	-0,366817
5	-0,050105	1,681734	-0,583695	-0,366816
6	0,062876	1,678211	-0,608339	-0,332732
7	-1,095268	2,131498	-0,378718	-0,175996
8	0731750	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
14	0.502824	1,957469	-0,494934	0,062014
15	0,880227	1,879560	-0,482977	0,104763
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 Aberrations-Koeffizienz

Weitwinkel-

stellung

Zwischenstellung (/=1.1667)

Telestellung (./=1,4999)

Weitwinkelstellung
(/=1)

Zwischenstellung (/=1.1667)

Telestellung (/=1.4999)

L	0,005299	0-1,5003. ω=42	Linsengruppe	0,000868	0,004074	,5	IV -0,49167	-0,39743	-0.41004	bzw. Telestellung.	DieFig. 13A, B \|	Zwischen- bzw. Telestellung. Im fol- 1	des fünften Aus- I	I
T	0,002686	Fläche		0,001527	0.002262	R	V. -1,43530	-0,24176	-0,71003 S	und C zeigen die Aberrationen des Varioobjektivs in F i g. \|	numerischen Daten		I
I	1,25909			1,79741	1,49914	1,9237	35 IL 0,19579	0,25197	0,22309 I	12 in Weitwinkel-,	angegeben:	I
II	0,11936			0,07240	0,12070	1,0640	L 0,96620	0,76719	0,92247 I	⁴⁵ genden werden die		I
III	-0,01383			-0,01457	-0,01209	4,8376	IL 0,17894	0,06097	0,14427 I	führungsbeispieles		I
P	0,10520			0,10520	0,10520	-136,4647			I		N	58,2 I
Y	0,28010	Erste		0.07101	0,16828	8,1782			I		1,62299	I
ι	-162,18695			-71,67584	-183,23573	(asphärisch)	⁴⁰ DieFig. 12 A, B und C zeigen das fünfte Ausführungs- B	D		33,8 I
II	-22,50484			-6,94862	-24,84261	0,8397	beispiel des erfingungsgemäßen Varioobjektivs in Weit- \|	0,0958	1,64769
l_F	-1,97978			-1,96571	-2,92514	1,0032	winkel-, Zwischen-	0,5038		60,7
lip	0,07557		0,10183	0,16175	1,2349	0,1869	1,60311
i	-7,06887		-10,12677	-8,92261	2,4038	0,0002
H	-0,22532		-0,65466	-0,34214	15,9900	0,0980		44,7
iii	0,19255		0.02899	0,14641	1,5231		1,74400
Objektiv V				7,7188	0.4420		60,7
/=L		°~31,7°, 1:3	Blende	0,1293	1,60311
	No.	variabel		60,7
	1	0,0805	1,60311
	2	0,0125
	3	0,2097
4	0,1667
5	0,2089

6
7
8
9
10
11
12
13

28

Objektiv V	°-31 T	, 1:3,5	D	N	V
/=1.0-1.5003. CJ = 43			0.1705	1,60311	60,7
Fläche	No.	R	0.0704 0,1284	1.62004	36,7
	14	2,5992	0,0786
Zweite Linsengruppe <	15 16	-1,5457 -0,8976	0,0417	1,80518	25,4
	17	1,6837	0,1242	1.71300	53,9
	18	-5,9445	0.0083
	19	3,9233	0.1411	1.80610	40.9
	20	-1.1987
	21	-6,8214
	22	-2.0140

Werte für die Bedingungen (1) bis (5)

1.0

1.1667

1.5003

0,8937

0.5403

0,0687

Formkonstanten für die asphärische Fläche S₅ =3.9117 xlO"²
C₅ =3.2484 xlΟ"²
D₅ = O.
£₅=0.

./■ fW	1,6667	IW	-0.4066	0.4832
		-0.8414
/'H₅
/'T₅ /'H₅
Φ,=	-0.8418
1.1189
0.1887

(D (2) (3)

Strahlengang für die Weitwinkelstel'iung Fläche

No.

Erste Linsengruppe -

Zweite Linsengruppe

1	0,000000	1.000000	-1.000000	-1.369988
1	0,323847	0.980878	-1,443667	-1.284744
3	-0.250448	1.107052	-0.691461	-0.936389
4	-0.102227	1.118647	-0.816832	-0,843745
5	-0,096918	1.118873	-0.820836	-0,841833
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
i5	Ö.S74282	1,654058	-0,515730	0,168084
16	1.519687	1,547067	-0,450145	0,199775
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

Strahlengang für die Telestellung

Fläche

No.

0,000000 0.485873

1,500316
1.471626

-0,666526
-0.917528

-0,775060
-0.72088?

29

Strahlengang für die Telestellung

Räche

Erste Linsengruppe

Zweite Linsengruppe

3	-0,375751	1,660928	-0,495457	-0,471273
4	-0,153373	1,678323	-0,558555	-0,407923
5	-0,145408	1,678662	-0,560491	-0,406617
6	-0,021613	1,679983	-0,590477	-0,370527
7	-1,228280	2,222866	-0,324342	-0,227173
8	0,420313	2,191695	-0,492825	-0,190625
9	-0,900190	2,253506	-0,377973	-0,164671
10	-0,334781	2,270323	-0,419289	-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
15	0,794395	2,012588	-0,440239	0,143480
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

Weitwinkelstellung

0,005580

0,001845

1,80427

0,15333

-0,05479

0,08713

0,31433

-154,02337

-19,16709

-1,47944

Zwischenstellung (/=1,1667)

Telestellung
(/=1,5003)

Weitwinkelstellung

Zwischenstellung (/=1,1667)

Telestellung (/=1.5003)

0,003231	-0,002822	35 I	-0,20346	-0,24810	-0,34493
0,001303	0,000377	Π	-5,95885	-6,99596	-7,91963
1,94245	1,61146	iii	-0,13551	-0,47661	-0,87793
0,17978	0,16626	IV	0,44525	0,21573	-0,02182
-0,03494	-0,01207	V	-0,02322	-0,14938	-0,29231
0,08713	0,08713	40 JIf	-1,45349	-0,66207	-0,20442
0,18991	0,08215	1.	0,40192	0,36963	0,23457
-190,01037	-160,81468	ΙΪ.	1,07158	0,83300	0,19661
-20,23031	-6,79176		0,20954	0,19678	0,12514
-1,58998	-0,21735

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Varioobjektiv mit einer negativen vorderen und einer positiven hinteren Linsengruppe, die einen zur Brennweitenänderung variablen Luftabstand haben und von denen die vordere Linsengruppe eine konvex nach vorne gekrümmte Miniskuslinse als Frontlinse, deren Durchmesser der größte auftretende Durchmesser ist, sowie eine an hinterster Stelle angeordnete positive Linse aufweist und die hintere Linsengruppe, in der die Blende angeordnet ist, wenigstens drei positive Linsen, eine negative, bildseitig konkave und eine positive.Linse aufweist, wobei das Varioobjektiv die folgenden Bedingungen erfüllt:

— Jw

(1)

Sw

dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebige Fläche /der ersten Linsengruppe asphärisch ausgebildet ist, die negative Linse der hinleren Linsengruppe bikonkav ist, und die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

20