DE2817633A1 - Zoom-teleobjektiv - Google Patents

Zoom-teleobjektiv

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DE2817633A1
DE2817633A1 DE19782817633 DE2817633A DE2817633A1 DE 2817633 A1 DE2817633 A1 DE 2817633A1 DE 19782817633 DE19782817633 DE 19782817633 DE 2817633 A DE2817633 A DE 2817633A DE 2817633 A1 DE2817633 A1 DE 2817633A1
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Description

BLUMBACH . WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM
PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN 28176
Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult
Al
NIPPON KOGAKU K.K.
Case 368
2-3, Marunouchi, 3-chome, Ohta-ku,
Tokyo, Japan
Zoom-Teleobj ektiv
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zoom-Teleobjektiv; insbesondere betrifft die Erfindung ein Zoom-Teleobjektiv mit einer Brennweitenänderungsgruppe und einer Anpassungsgruppe; die Brennweitenänderungsgruppe besteht aus drei Einzelgruppen, nämlich einer Fokussierungs-Linsengruppe mit positiver Brechkraft, einer Linsengruppe mit veränderlicher Brennweite mit negativer Brechkraft und einer als Kompensationsgruppe dienenden Iiinsengruppe mit positiver Brechkraft. Im Rahmen dieser Unterlagen wird unter einem Zoom-Teleobjektiv ein Teleobjektiv mit veränderlicher Brennweite verstanden.
München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing.. H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.e. Blumbach Dipl.-Ing.. P.Bergen Dipl.-Ing. Dr, jur.. G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
Obwohl im allgemeinen die üblichen Zoom-Teleobjektive die an sie gestellten Anforderungen erfüllen, besteht das ständige Bestreben, Zoom-Teleobjektive kleiner und leichter zu bauen, da die üblichen Objektive ungewöhnlich schwer sind, so daß sie nicht einfach und bequem transportierbar sind. Die bisherigen Vorschläge zur Verringerung der Gesamtlänge des Objektivs und zur Verminderung der Anzahl an Linsen haben zu verschiedenen Schwierigkeiten geführt. Obwohl ein kleinerer Aufbau der Brennweitenänderungsgruppe unerläßlich ist für die Reduzierung der Gesamtlänge des Objektivs, haben Versuche zur Verkleinerung des Aufbaues durch Erhöhung der Brechkraft der Gruppe mit veränderlicher Brennweite, was allgemein unter den verschiedenen Linsengruppen der Brennweitenänderungsgruppe zur Verminderung von deren Abmessungen als am wirksamsten angesehen wird, zwangsläufig zu stark gekrümmten Linsenoberflächen der Gruppe mit veränderlicher Brennweite geführt, was wiederum zu verstärkten Aberrationen geführt hat. Unter solchen Bedingungen ist es ausserordentlich schwierig, die sphärische Aberration, die Koma und den Astigmatismus über den gesamten Zoom-Bereich zufriedenstellend zu korrigieren. Weiterhin kann die Gesamtlänge des Objektivs vermindert werden, wenn in der Anpassungsgruppe ein Tele-Aufbau vorgesehen wird; dieser Weg erfordert jedoch gewöhnlich eine höhere Zahl von Linsen in der Anpassungsgruppe, um den aus den verminderten Abmessungen der Brennweitenänderungsgruppe resultierenden Astigmatismus zu beseitigen, um ferner die verbleibende sphärische Aberration und die Koma befriedigend zu korrigieren, sowie um weiterhin die Petzval-Summe, die durch die Modi-
808844/0893
fizierung der Brennweitenänderungsgruppe in Negativrichtung erhält ist, befriedigend "zu kompensieren. Das erhaltene Objektiv ist deshalb kompliziert aufgebaut und schwer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zoom-Teleobjektiv bereitzustellen, das aus einer Brennweitenänderungsgruppe mit drei Linsengruppen mit entsprechend positiver, negativer und positiver Brechkraft, sowie einer Anpassungsgruppe besteht; das Zoom-Objektiv soll möglichst kleine Abmessungen und ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, wobei die Aberrationen über den gesamten Zoon-Bereich befriedigend gut korrigiert sein sollen; weiterhin soll eine Anpassungsgruppe mit einem vereinfachten Aufbau bereitgestellt werden, der für die Anwendung in einem solchen Zoom-Teleobjektiv geeignet ist.
Die erfindungsgemäße lösung dieser Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruches 1 wiedergegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, sowie num_erische Rechendaten für Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zoom-Teleobjektivs ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die in den Unteransprüchen benutzten Bezeichungen sind die üblichen; es bedeuten also:
Tj., r«,...^, rn die Krümmungsradien der Linsenflächen ;
d., d2, ...d^ .. ...dn die Scheitelwerte der Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen den Linsengliedern; n,., np,...n-, η den Brechungsindex der einzelnen Linsenglieder bei der Spektrallinie d; und
V1, Vp, ...V. ,...ν die Abbe-Zahlen der einzelen
Linsen;
sämtlich von der Objektseite her gesehen fortlaufend durchnummeriert.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen erläutert. Zu dieser Erläuterung dienen auch 9 Blatt Abbildungen mit den Fig. 1 bis 12C; im einzelnen zeigen:
Pig. 1 bis 6 Schnittdarstellungen der beispielhaften Ausführungen 1 bis 6 des erfindungsgemäßen Zoom-Teleobjektivs; und
Fig. 7A bis 12C Aberrationskurven bei verschiedenen Brennweiten der beispielhaften Ausführungsformen 1
bis 6.
Das erfindungsgemäße Zoom-Teleobjektiv weist eine Brennweitenänderungsgruppe auf, zu welcher gehören:
eine erste Linsengruppe mit positiver Brechkraft,
mit der durch Verschiebung längs der optischen Achse fokussiert wird;
eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft,mit der die Brennweite durch Verschiebung längs der optischen Achse fortlaufend änderbar ist; und
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eine dritte Linsengruppe mit positiver Brechkraft, mit der die Brennpunktslage . konstant gehalten werden kann, unabhängig von einer Änderung der Brennweite, und zwar durch Verschiebung längs der optischen Achse zusammen "mit der zweiten Gruppe;
diese Brennweitenänderungsgruppe stellt im wesentlichen ein afokales System für ein unendlich weit entferntes Objekt dar.
Die beschriebene Brennweitenänderungsgruppe ist gemeinsam mit einor Anpassungsgruppe (relay system) vorgesehen; zu der Anpassungsgruppe gehören - von der Objektseite her gesehen ; eine Vordergruppe mit einer Sammellinse und einer davon getrennten Zerstreuungslinse; und eine Hintergruppe mit einem zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche und eine davon getrennte Sammellinse;
wobei die Vordergruppe durch einen beträchtlichen Luftspalt von der Hintergruppe getrennt ist.
Im einzelnen sind - von der Objektseite her gesehen - vorgesehen: eine erste Gruppe mit zwei Sammellinsen, die zusammengenommen positive Brechkraft aufweisen, die als fokusierende Gruppe dienen können, wobei die lOkusierung durch Verschiebung längs der optischen Achse erfolgt;
eine zweite Linsengruppe mit zwei Zerstreuungslinsen, die zusammengenommen negative Brechkraft aufweisen, und die als eine Töriatorgruppe für die fortlaufende 8O984A/O809
Änderung der Brennweite dienen, was durch Verschiebung längs der optischen Achse erfolgt; und eine dritte Linsengruppe mit wenigstens einer Sammellinse mit positiver Brechkraft, die als Kompensatorgruppe dient, um die Brennpunktstellung konstant zu halten, unabhängig von einer Änderung der Brennweite, und zwar durch Verschiebung längs der optischen Achse zusammen mit der zweiten Gruppe.
Die oben genannten drei Linsengruppen bilden zusammen die Brennweitenänderungsgruppe, welche ein im wesentlichen afokales System für ein unendlich weit entferntes Objekt darstellt. Daran schließt sich die Anpassungsgruppe an, zu der - von der Objektseite her gesehen - gehören:
eine Vordergruppe mit einer Sammellinse und einer davon getrennten Zerstreuungslinse; und eine Hintergruppe mit einem zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche und einer Bikonvexlinse; wobei die Vordergruppe durch einen beträchtlichen Luftspalt von der Hintergruppe getrennt ist.
Das erfindungsgemäße Zoom-Teleobjektiv soll insbesondere die nachfolgenden Bedingungen erfüllen:
0,8<r-^— < 1,1; (1)
0,05 <r na - nb<0,45; (2) 809844/0880
2617633
0,7 < — < 1,8; und (3)
-5,0 <—ä £ <-2,0 (4)
ra * rb
wobei bedeuten:
fr, die Gesamtbrennweite der Anpassungs gruppe;
f^ die Brennweite der ersten Gruppe;
f. die Brennweite der Vordergruppe;
η die Brechungsindices der Sammellinsen der
Ct
Vordergruppe;
n-. die Brechungsindices der Zerstreuungslinsen der Vordergruppe;
r_ der Krümmungsradius der Vorderfläche des in
el
der Hintergruppe enthaltenen zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche; und r, der Krümmungsradius der Hinterfläche des in der Hintergruppe enthaltenen zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche.
Die Bedingung . (1) dient zur Verteilung der Brechkraft zwischen der Vordergruppe und der Hintergruppe in der Anpassungsgruppe und dient als Basis zur Korrektur der verstärkten Aberrationen, die aus der Verkleinerung der Abmessungen der Brennweitenänderungsgruppe resultieren; die Verkleinerung des Abmessungen der Brennweitenänderungsgruppe beruht auf einem Anstieg der Brechkraft der Einzelgruppen der Brennweitenänderungsgruppe. Sofern die untere Grenze der Bedingung (1) unterschritten wird,
kann dadurch die Abmessung des Objektivs verkleinert werden, da das Telefoto-Verhältnis der Anpassungsgruppe selbst kleiner wird j andererseits wird unter diesen Bedingungen die Korrektur der Aberrationen außerordentlich schwierig, da die Brechkraft der Vordergruppe der Anpassungsgruppe außerordentlich groß gemacht werden muß. Sofern andererseits die obere Grenze der Bedingung (1) überschritten wird, ist eine befriedigende Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe nicht möglich, da das Zoom-Teleobjektiv eine außerordentlich große Gesamtlänge annimmt, obwohl unter solchen Bedingungen die Korrekturen der Aberration erleichtert sind.
Sofern die Bedingung (1) eingehalten ist, dient die Bedingung (2) hauptsächlich dazu, die Petzval-Summe zu verbessern. Das Einh.alt.en der Bedingung (1) allein ist nicht ausreichend, denins Negative erhöhten Wert der Petzval-Summe (der aus einer Verkleinerung der Abmessungen der Brennweitenänderungsgruppe resultiert) befriedigend zu kompensieren, so daß im Ergebnis der Astigmatismus nur ungenügend korrigiert ist. Eine vollständige Korrektur kann lediglich dann erreicht werden, wenn sowohl die Bedingung (1) und die Bedingung (2) erfüllt ist. Beim Überschreiten der Obergrenze der Bedingung (2), wird die Differenz ad.sehen den Brechungsindices der Sammellinsen und der Zerstreuungslinsen außerordentlich groß, was zu einer erhöhten sphärischen Aberration führt, deren Korrektur zusätzliche Linsen erfordern würde, was der Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe widerspricht, nämlich einen einfachen Aufbau für das angestrebte Zoom-TeIe ob j ektiv vorzusehen.
8098U/0869
Die Bedingung (3) bildet die grundlegende Beziehung zwischen der Brennweitenänderungsgruppe und der Anpassungsgruppe. Sofern die Brennweite der ersten Gruppe kleiner gemacht wird, als es die untere Grenze der Bedingung (3) zuläßt, bekommt die Brennweitenänderungsgruppe außerordentlich kleine Abmessungen, was
meinem Anstieg •
ZU^ der spann sehen Aberration höherer Ordnung, Koma und chromatischer Aberration führt, so daß es außerordentlich schwierig wird, die verschiedenen Aberrationen über den gesamten Bereich der veränderbaren Brennweite befriedigend zu korrigieren. Sofern andererseits die Obergrenze der Bedingung (3) überschritten wird, werden zu große Abmessungen erhalten, was wiederum der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe widerspricht, nämlich Abmessungen und Gewicht des Teleobjektivs möglichst gering zu halten; andererseits wäre es in diesem Falle leichter, die Aberrationen zu korrigieren.
Die Bedingung (4) bestimmt die Ausbildung des zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche in der Hintergruppe der Anpassungsgruppe. Sofern die untere Grenze der Bedingung (4) unterschritten, oder die obere Grenze der Bedingung (4) überschritten wird, führt das zu einer außerordentlich starken Bildkrümmung, entweder in negativer oder in positiver Richtung. Demtentsprechend ist es bei Einhaltung der Bedingung (4) möglich, den von der Brennweitenänderungsgruppe erzeugten Astigmatismus im gesamten Bereich veränderbarer Brennweite zu korrigieren. Die Bildfläche wird im wesentlichen durch die Petzval-Bildfläche bestimmt, die ihrerseits wieder von der Petzval-Summe abhängt,
809844/0999
deren Wert befriedigend durch, die Bedingung (2) festgelegt ist. Durch. Einhalten der Bedingung (4) kann jedoch der Astigmatismus noch weiter korrigiert werden,
Wie oben dargelegt, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die verstärkt auftretenden Aberrationen befriedigend zu korrigieren, die aus der Verkleinerung der Abmessungen der Brennweitenänderungsgruppe resultieren; eine solche Verkleinerung wird möglich durch die Anwendung einer einfachen Anpassungsgruppe, die lediglich vier Linsen umfaßt, nämlich zwf;i Linsen in der Vordergruppe und zwei Linsen in der Hintergruppe; im Ergebnis kann dadurch ein Zoom-Teleobjektiv mit ausgezeichneter Leistung bereitgestellt werden, das darüberhinaus kleinere Abmessungen und ein geringeres Gewicht aufweist. Wie sich aus den nachfolgenden Beispielen für erfindungsgemäße Zoom-Teleobjektive ergibt, werden diese Verbesserungen nicht nur für Objektive mit einer Blendenzahl von 4,5 (übliche Objektive weisen gewöhnlich eine Blendenzahl von 4,5 auf) erreicht, sondern auch für Objektive mit einer Blendenzahl von 2,8, was eine überraschend hohe Lichtstärke für Zoom-Teleobjektive dieser Klasse darstellt.
Eine vorzugsweise vorgesehene Weiterbildung wird dann erreicht, wenn erfindungsgemäße Zoom-Teleobjektive, welche bereits die
oben genannten Bedingungen (1) bis (4) erfüllen, zusätzlich die nachfolgenden Bedingungen erfüllen:
809844/0899
-3,6 < ~Γ~ < -2,5; und (5)
γλ + rj
0,5<f-£ S < 2,5 (6)
rc * rc
wobei bedeuten
f2 die Brennweite der zweiten Gruppe;
r der Krümmungsradius der Vorderfläche der vorne in der zweiten Gruppe angeordneten Zerstreuungslinse; und
r, der Krümmungsradius der Hinterfläche der vorne in der zweiten Gruppe angeordneten Zerstreuungslinse.
Die Bedingung (5) betrifft die gegenseitige Abhängigkeit der Verschiebungen der zweiten Gruppe (Variator-Gruppe) und der dritten Gruppe (Kompensator-Gruppe) bei einer Veränderung der Brennweite (zooming) wenn die gesamte Brennweitenänderungsgruppe gegenüber einem unendlich weit entfernten Objekt im wesentlichen afokal gehalten werden soll.Sofern die untere Grenze der Bedingung (5) unterschritten wird, wird der Betrag der Verschiebung der Kompensatorgruppe erhöht, was die Verringerung der Abmessungen des Objektivs erschwert. Sofern andererseits die Obergrenze der Bedingung (5) überschritten wird, weist die Kurve für die Verschiebung der Kompensationsgruppe eine starke umkehrung * für längere Brennweiten auf, was den Aufbau des Objektivrohres schwieriger macht und dessen Herstellung erschwert. Weiterhin wird im Hinblick auf die Aberrationen
"bei einem Unterschreiten der unteren Grenze der Bedingung (5) die Petzval-Summe verschlechtert, so daß es schwierig ist, den Astigmatismus bei befriedigendem Ausgleich der anderen Aberrationen zu korrigieren. Weiterhin treten dann Schwierigkeiten auf, die sphärische Aberration gemeinsam mit der chromatischen Aberration und der Koma im gesamten Bereich der veränderlichen Brennweite geeignet zu korrigieren. Sofern andererseits die Obergrenze der Bedingung (5) überschritten wird, treten zwar die genannten mechanischen Schwierigkeiten auf, die Korrektur der Aberrationen wird jedoch leichter.
Die Bedingung (6) dient zur Vermeidung einer zu starken negativen Verzeichnung im Bereich der kurzen Brennweiten. Ferner gewährleistet die Bedingung (6) einen besseren Ausgleich der Bildebenheit an beiden Enden des Bereichs veränderlicher Brennweite. Sofern die untere Grenze der Bedingung (6) unterschritten wird, tritt eine merkliche negative Verzeichnung im Bereich der kruzen Brennweiten auf, welche durch andere Linsenglieder nicht korrigiert werden kann; diese Verzeichnung unterscheidet sich außerordentlich stark von der Verzeichnung im Bereich der langen Brennweiten. Sofern andererseits die obere Grenze der Bedingung (6) überschritten wird, bereitet es Schwierigkeiten, den Ausgleich der Bildebenheit im gesamten Bereich veränderlicher Brennweiten beizubehalten, obwohl die negative Verzeichnung im Bereich der kurzen Brennweiten unterdrückt werden kann.
Nachfolgend werden Ausbildung und spezifische Rechendaten für beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zoom-
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Teleobjektivs angegeben. Bei der ersten Ausführungsform (vgl. Fig. 1) und der zweiten Ausführungsform (vgl. Fig. 2) werden eine Anpassungsgruppe und eine Brennweitenänderungsgruppe mit oben angegebenem Aufbau verwendet. Die erste Gruppe jeder Brennweitenänderungsgruppe besteht aus einer Sammellinse L1 und einer verkitteten Sammellinse 1.2 ; die zweite Gruppe besteht aus einer verkitteten Zerstreuungslinse L3 und einer Zerstreuungslinse 14; zu der dritten Gruppe gehört eine verkittete Sammellinse 15. Die mit Fig. 1 dargestellte Ausführungsform 1 stellt die grundlegende Form des erfindungsgemäßen Zoom-Teleobjektivs mit einer Brennweite von 80 bis 200 mm und mit einer Blendenzahl von 4,5 für eine 35 mm Standbildkamera dar. Das Objektiv dieser Ausführungsform hat ein Telefoto-Verhältnis (Abstand voniLinsenvorderseite bis Brennebene/größte Brennweite) von 1,0 oder mehr und sind in den Abmessungen kleiner als bekannte Zoom-Teleobjektive dieses Typs. Die Ausführungsform 2 erreicht mit einem analogen Linsenaufbau wie Ausführungsform 1 eine Blendenzahl von 2,8 "bei Brennweiten von 80 bis 200 mm.
Bei der Ausführungsform 2 hat die Anpassungsgruppe ungefähr die gleiche Länge wie bei der Ausführungsform 1; andererseits ist die Brennweitenänderungsgruppe ebwas größer, woraus die Ausgezeichnete Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß vorgesehenen Anpassungsgruppe ersichtlich wird. Obwohl bei der Ausführungsform 2 die Gesamtabmessungen etwas größer sind, da wegen der hohen Blendenzahl von 2,8 ein Telefoto-Verhältnis von 1,174 vorliegt, kann ein Telefoto-Verhältnis von etwa
809844/0818
1,0 erreicht werden, sofern die Blendenzahl auf 3,5 verkleinert wird.
Aus den Fig. 7A, 7B, 7C, 8A, 8B und 8C ist ersichtlich, daß bei den Ausführungsformen 1 und 2 die Aberrationen für verschiedene Brennweiten befriedigend korrigiert sind. Nachfolgend sind die wesentlichen Daten für die mit den Pig. 1 und 2 dargestellten Ausführungen angegeben.
Ausführung 1:
Dieses Objektiv hat eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl (F-Zahl) von 4,5;
seine Brennweite (f) umfaßt den Bereich 80,0 -126,50-200,0 seine Schnittweite (B.f.) beträgt 42,495-42,495-42,495
sein Telefoto-Verhältnis hat einen Wert von 0,987;
die einzelnen Gruppen haben die nachfolgenden Brennweiten:
erste Gruppe (f.,) 121,605
zweite Gruppe (f2) -37,584
dritte Gruppe (f5) 94,067
Vordergruppe (f4) 107,181
Hintergruppe (fc) 6666,670
gesamte Anpassungsgruppe (fR) 112,523
Die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen, die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen benachbarten Linsen, die Brechungsindices und die Abbe-Zahlen der einzelnen Linsen
609844/089$
sind mit Anspruch 9 angegeben.
Ausführung 2:
Dieses Objektiv hat eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl (F-Zahl) von 2/8;
seine .Brennweite (f) umfaßt den Bereich 80,0-140,0-200,0 seine Schnittweite (B.f.) "beträgt 40,058-40,058-40,058 sein Telefoto-Verhältnis hat den Wert 1,174;
die einzelnen Gruppen haben die nachfolgende! Brennweiten:
erste Gruppe (^1): 191,437
zweite Gruppe (fg):- 60,081
dritte Gruppe Cf3) 151,179
Vor der gruppe (f/i): 102,791
Hintergruppe Cf5):-622,326
gesamte Anpassungsgruppe (fR): 114,874
Die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflachen, die axialen Linsendicken "bzw. Luftabstände zwischen benachbarten Linsen, die Brechungsindices und die Abbe-Zahlen der einzelnen Linsen sind mit Anspruch 10 angegeben.
Bei den oben angegebenen Ausführungsformen sind die verkitteten Linsen in der ersten Gruppe hinten und in der zweiten Gruppe vorne angeordnet; demgegenüber ist bei der nachfolgend erläuterten, mit Pig. 3 dargestellten Ausführungsform 3 in der zweiten Gruppe
809844/odee
2817833
eine verkittete linse hinten angeordnet. Weiterhin ist bei der nachfolgenden erläuterten, mit Fig. 4 dargestellten Ausführung 4 eine verkittete Linse in der ersten Gruppe vorne angeordnet. Bei der nachfolgend erläuterten, mit Fig. 5 dargestellten Ausführungsform 5 ist die Anordnung der verkitteten Linsen in der ersten und zweiten Gruppe gerade entgegengesetzt wie "bei den Ausführungen 1 und 2. Die Ausführungen 3, 4 und 5 arbeiten im veränderbaren Brennweitenbereich von 80 bis 200 mm und besitzen eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5;. hieraus ist ersichtlich, daß die in den Ausführungen 1 und 2 angewendete einfache Anpassungsgruppe zufriedenstellend angewandt werden kann, selbst, wenn die Ausbildung der einzelnen Gruppen in der Brennweitenänderungsgruppe verändert wird.
Die nachfolgend erläuterte, mit Fig. 6 dargestellte Ausführungsform 6 weist eine erste und zweite Gruppe auf, die denen der Ausführung 5 entsprechen; die dritte Gruppe besitzt eine relativ stärkere Brechkraft, um das Photographieren bei kurzen Abständen mit einer Bildvergröeserung bis zu 1/2 zu ermöglichen; hierbei ist die Brechkraft der dritten Gruppe zwischen den Linsen l'5 und L5 verteilt, um eine befriedigende Korrektur der Aberrationen zu erhalten. Dieses Objektiv arbeitet im Brennweitenbereich von 80 bis 200 mm und besitzt eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5; zum Photographieren bei sehr kurzen Entfernungen wird die Gruppe um 20 mm nach hinten im Bereich der kürzesten Brennweite verschoben, so daß der Abstand zum Objektiv 87 mm beträgt, und eine Bildvergrößerung von 0,5 erhalten wird.
809844/0869
Die Aberrationskurven für die Ausführungen 3, 4, 5 und 6 sind mit den Pig. 9A bis 12G dargestellt.
Ausführung 3:
Dieses Objektiv hat eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5;
seine Brennweite umfaßt den Bereich 80,0-127,98-196,785 seine Schnittweite beträgt 45,952-45,952-45,952
sein Telefoto-Verhältnis hat einen Wert von 1,013;
die einzelnen Gruppen haben die nachfolgenden Brennweiten:
erste Gruppe (f^) 120,192
zweite Gruppe (f2) -40,158
dritte Gruppe (f,) 110,664
Vordergruppe . (^a) 109,576
Hintergruppe (f5) -3313,715
gesamte Anpassungsgruppe (fR) 117,244
Die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen, die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen benachbarten Linsen, die Brechungsindices und die Abbe-Zahlen der einzelen Linsen sind mit Anspruch 1£ angegeben.
809844/08*9
Ausführung 4:
Dieses Objektiv besitzt eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5; seine Brennweite umfaßt den Bereich 80,0-126,49-200,0 seine Schnittwei'te hat den Wert 43,453-43,453-43,453 sein Telefoto-Verhältnis hat einen Wert von 0,977 die einzelnen Gruppen haben die nachfolgenden Brennweiten:
erste Gruppe Cf1) 121,605
zweite Gruppe (f2) - 37,384
dritte Gruppe 94,067
Vordergruppe (f4) 107,255
Hintergruppe Cf5) 6110,540
gesamte Anpassungsgruppe (f ) 112,523
Die Krümmungsradien .der einzelnen Linsenflächen, die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen benachbarten Linsendie Brechungsindices und die Abbe-Zahlen sind mit Anspruch 15" angegeben.
Ausführung 5:
Dieses Objektiv besitzt eine Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5; seine Brennweite umfaßt den Bereich von 80,0-127,98-196,785 seine Schnittweite beträgt 45,881-45,881-45,881 sein Telefoto-Verhältnis hat den Wert 1,017;
809844/0Θ8Β
die einzelnen Gruppen haben die nachfolgenden Brennweiten:
erste Gruppe Cf1) 120,192
zweite Gruppe (f?) -40,158
dritte Gruppe (f^) 110,664
Vordergruppe (f.) 109,576
Hintergruppe (f^) -2984,698
gesamte Anpassungsgruppe (fR) 117,244
Die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflächen, die axialen linsendicken bzw. Luftabstände zwischen, benachbarten Linsen, die Brechungs indices und die Abbe-Zahlen sind mit Anspruch angegeben.
Ausführung 6:
Dieses Objektiv besitzt eine BLendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5;
seine Brennweite umfaßt den Bereich von 80,0-126,50-200,0 seine Schnittweite beträgt 54,181-54,181-54,181
sein Telefoto-Verhältnis hat einen Wert von 0,996; die einzelnen Gruppen haben die nachfolgenden Brennweiten:
erste Gruppe (J1) 116, 052
zweite Gruppe (f2) -35, 371
dritte Gruppe (U) 90, 899
809844/0890
Vordergruppe (f^) 107,088
Hintergruppe · U5) -673,394
gesamte Anpassungsgruppe (^p) 128,798
Die Krümmungsradien der einzelnen Linsenflachen, die axialen Linsendicken bzw. Luftabstände zwischen benachbarten Linsen, die Brechungsindices und die Abb§-Zahlen sind mit Anspruch (Q angegeben.
809844/980«

Claims (1)

  1. BLUMBACH · WESER · 3ERGEN · KRAME&8 17633 ZWIRNER . HIRSCH · BREHM
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
    Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883605/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult
    NIPPON KOGAKU K.K. Case 368
    2-3, Marunouchi 3-chome, 0hta-ku,
    Tokyo, Japan
    Zoom- Teleobjektiv
    Patentansprüche:
    1. Zoom-Teleobjektiv
    mit einer Brennweitenänderungsgruppe und einer Anpassungsgruppe, wobei zu der Brennweitenänderungsgruppe gehören:
    eine erste Gruppe mit positiver Brechkraft, mit der durch Verschiebung längs der optischen Achse fokussiert wird;
    eine zweite Gruppe mit negativer Brechkraft,mit der die Brennweite fortlaufend durch Verschieben längs der optischen Achse änderbar ist;
    eine dritte Gruppe mit positiver Brechkraft, mit der die
    München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . P. Hirsch Dipl.-Ing.. H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur.. G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
    109944/001·
    Brennpunktlage konstant gehalten wird, unabhängig von einer Änderung der Brennweite/ durch Verschiebung längs der optischen Achse zusairmen mit der zweiten Gruppe;
    wobei diese Brennweitenänderungsgruppe im wesentlichen eine afokale Gruppe für ein unendlich weit entferntes Objekt darstellt;
    und wobei zu der Anpassungsgruppe - von der Objektseite her gesehen - gehören:
    eine Vordergruppe mit einer Sammellinse und einer davon getrennten Zerstreuungslinse; eine Hintergruppe mit einem zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterfläche und einer davon getrennten Sammellinse;
    wobei die Vordergruppe durch einen beträchtlichen luftspalt von der Hintergruppe getrennt ist.
    2. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die erste Gruppe aus zwei Sammellinsen besteht, von denen eine eine verkittete Linse darstellt.
    3. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die zweite Gruppe aus zwei Zerstreuungslinsen besteht, wovon die eine eine verkittete Linse darstellt.
    4. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der dritter. Gruppe eine verkittete Sammellinse gehört.
    5. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Systembedingungen:
    0,8 < H < 1,1;
    fR
    0,05
    1 0,7 < — < 1,8; und
    fR
    ra + rb -5,0 < -ä 2. <-2,0;
    ra~rb
    wobei bedeuten:
    fR die Gesamtbrennweite der Anpassungsgruppe; £* die Brennweite der ersten Gruppe;
    f. die Brennweite der Yordergruppe der Anpassungsgruppe ;
    η der Brechungsindex der Sammellinse der Vordergruppe;
    n. der Brechungsindex der Zerstreuungslinse der Vordergruppe;
    r der Krümmungsradius an der Vorderseite des zer-
    cL
    streuenden Meniskus mit konvexer Hinterseite in der Hintergruppe der Anpassungsgruppe; und r, der Krümmungsradius an der Hinterseite des zerstreuenden Meniskus mit konvexer Hinterseite der Hintergruppe der Anpassungsgruppe.
    6. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch. 5., gekennzeichnet durch die folgenden Systembedingungen: -3,6 < -L < _2 5
    0,5 < -2 ä < 2,5
    rc - rd
    wobei bedeuten:
    f2 die Brennweite der zweiten Gruppe; r den Krümmungsradius an der Vorderseite der
    Zerstreuungslinse, die in der zweiten Gruppe vorne angeordnet ist;
    rd den Krümmungsradius an der Hinterseite der Zerstreuungslinse, die in der zweiten Gruppe vorne angeordnet ist.
    7. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Gruppe die hinten angeordnete Sammellinse eine verkittete Linse ist.
    8. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorne angeordnete Zerstreuungslinse der zweiten Gruppe eine verkittete Linse ist.
    809844/om
    9· Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 8,
    gekennzeichnet durch folgende Rechendaten:
    P: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5
    Gesamtbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 126 ,50 - 200,0
    Schnittweite (B.f.) 42,495 - 42,495 - 42,495
    Telefoto-Verhältnis: 0,987
    r1
    r6
    r7
    r8
    Lr10
    X12
    sr13
    A14
    r15
    ri6
    131,893
    - 428,120 166,732
    - 128,331 -1348,930
    - 280,000
    - 39,000 52,182
    - 39,470 126,118
    171,444
    - 33,125
    - 67,765
    38,04
    795,392
    - 151,741
    - 582,0
    X18 *
    r19 *
    r20
    23,129 39,626
    68,585 138,190
    U1 d2
    a*
    4,5 0,1 7,3 2,0
    n1
    1,56384
    1,60311
    1,80518
    d5 3,229 - 28,213 - 44,014
    d6 3,4 n4 1,7552 V4
    d? 0,9 n5 1,5168 V5
    4,1
    1,1 n6 1,58913 V6
    32,195 - 20,247 - 1,355
    10 4,15 n7 1,62041 v.
    d12 0,9 n8 1,7552 vQ
    d13 19,006 - 5,970 - 9,060
    L14
    5,3 1,5168
    d15 1,0
    di6 2,0 n10 1,75692 ν
    10
    CL17 55,8
    118 l19 l20
    2,4 0,2 5,3 1,71300
    1,51823
    12
    60,8
    60,7 25,5
    27,5 64,2
    61,2
    60,3 27,5
    64,2 31,7
    53,9 59,0
    809844/08$$
    wobei "die einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe (f-j): 121,605
    Brennweite der zweiten Gruppe (f?): "" 37,384
    Brennweite der dritten Gruppe (f*): 94,067 Brennweite der Vordergruppe des
    Anpassungssystems (f.): 107,181 Brennweite der Hintergruppe des
    Anpassungssystems (fc)j 6666,670 Brennweite des gesamten Anpassungssystems (fR): 112,523
    609844/088 §
    10. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Rechendaten:
    F: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 2,8 Gesamtbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 140,0 - 200,0
    Schnittweite (B.f.) 40,058 - 40,058 - 40,058
    Telefοto-Verhältnis: 1,174
    L4
    •8
    10
    12
    13
    r15 ri6 r17
    19
    20
    21
    208.000
    - 670,997 270,000
    - 189,000 -1224,803
    - 400,000
    - 62,670 83,100
    - 63,100 232,646
    230,000 47,500 119,067
    42,650 227,085 525,000 362,749
    24,100 42,323 88,000 653,578
    7,0 0,5 8,8 3,1
    η.
    1,56384
    1,58913
    1,80518
    d5 2,602 - 49,422 - 68,150
    5,45
    1,45
    7,5
    1,75
    n4
    nc
    n.
    1,75520
    1,51680
    1,58913
    51,700 - 26,918 - 2,137
    7,0
    1,45
    1,65830
    1,79504
    24,771 - 2,733 - 8,787
    d14 7'5
    ng 1,67025
    d15 4'5
    di6 2,5 n10 1,80518
    60,8
    61,2 25,5
    v9 57,5
    v10 25,5
    d17 50,2
    d18 2,4 H11 1,71300 V11 53,9
    d19 0,4
    d20 4'3 n12 1»77279 V12 49»7
    80984/./0999
    wobei die einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe (^1): 191t437
    Brennweite der zweiten Gruppe (^)* " 60,081
    Brennweite der dritten Gruppe (f^): 151,179 Brennweite der Yordergruppe des
    Anpassungs syst ems (^a)'· 102,791 Brennweite der Hintergruppe des
    Anpassungssystems (fc)j -622,326 • Brennweite des gesamten Anpassungssystems (^r): 114,874
    11. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die in der zweiten Gruppe hinten angeordnete Zerstreuungslinse eine verkittete Linse ist.
    809844/0009
    12· Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch. 11, gekennzeichnet durch die folgenden Rechendaten:
    P: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4»5 Gesamtbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 127,98 - 196,785 Schnittweite (B.f.) 45,952 - 45,952 - 45,952 Telefοto-Verhältnis: 1,013
    r^ r7 169,300 d1 4,00 n1 1,51680 V1 64,2 r2 r8 -594,270 0,12 r3 r9 92,560 d3 1,65 n2 1,75570 V2 27,2 51,260 d4 6,85 n3 1,61375 56,3 . r5 591,773 d5 5,313 - 29, 313 - 43 ,313 0 ri2 124,160 d6 1,33 n4 1,72000 V4 52,0 39,930 d7 5,07 'r14 - 45,100 d8 1,24 n5 1,60000 V5 64,2 r15 41,070 d9 3,20 n6 1,76182 V6 26,5 ri6 290,359 d10 38,296 - 23 ,197 - 1 ,532 -r17 164,560 d11 4,50 n7 1,62041 V7 60,3 'r18 - 26,000 d12 1,25 n8 1,62004 V8 36,3 r19 -116,319 d13 11,078 - 2, 177 - 9, 870 r20 43,000 d14 5,3 n9 1,56384 V9 60,8 sr21 942,715 d15 1,0 -153,439 di6 2,0 n10 1,74950 v10 35,0 -587,550 d17 57,80 - 24,100 d18 2,4. n11 1,71300 V11 53,9 - 40,069 d19 0,2 75,813 d20 4,0 n12 1,51823 V12 59,0 -151,000
    809344/0399
    - ίο -
    wobei die einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe (f-j): 120,192 Brennweite der zweiten Gruppe (f2)j - 40,158 Brennweite der dritten Gruppe (f^): 110,664 Brennweite der Vordergruppe des
    Anpassungssystems (£4)* 109,576 Brennweite der Hintergruppe des
    Anpassungssystems (£5): -33'3»715 Brennweite des gesamten Anpassungssystems (£r): 117,244
    13. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die in der ersten Gruppe vorne angeordnete Sammellinse eine verkittete Linse ist.
    14. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die in der zweiten Gruppe vorne angeordnete Zerstreuungslinse eine verkittete Linse ist.
    609844/0809
    2617633
    is. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch folgende Rechendaten:
    F: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5 Gesamfbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 126,49 - 200,0
    Schnittweite (B.f.) : 43,453 - 43,453 - 43,453
    Telefoto-Verhältnis: 0,977
    ■8
    10
    -
    •15
    Ί6
    X18
    r19
    r20
    sr21
    104,890
    59,030
    -1109,130
    144,500 1017,259
    - 280,000
    - 39,060 52,030
    - 39,500 126,630
    171,444
    32,52
    ■ 67,311
    38,040 795,392
    ■ 165,900 -1158,259
    ■ 23,200
    - 37,916 67,838
    • 166,027
    1,65 n1 1,7552 V1 27,5
    6,85 n2 1,61375 v2 56,3
    0,12
    4,00 n3 1,5168 V3 64,2
    4,621 - 29,605 - 45,406
    3,4 n4 1,7552 V4 27,5 0,9 n5 1,5168 V5 64,2 4,1 1,1 n6 1,58913 V6 61,2 32,186 - 20 ,238 - 1, 346 4,15 n7 1,62041 V7 60,3 0,9 n8 1,7552 V8 27,5 16,079 - 3, 043 - 6,1 34 5,3 n9 1,5168 V9 64,2 1,0 2,0 n10 1,7495 v10 35,0 55,8 2,4 n11 " 1,713 V11 53,9 0,2 5,3 n12 1,51823 V12 59,0
    wobei■die einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten
    haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe (f-i): 121,605 Brennweite der zweiten Gruppe (fp): -37,384 Brennweite der dritten Gruppe (f*): 94,067 Brennweite der Vordergruppe des
    Anpassungssystems (f.): 107,255 Brennweite der Hintergruppe des
    Anpassungssysterns: (fc)j 6110,540 Brennweite des gesamten Anpassungssystems: (fR) : 112., 523
    16. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die hinten in der zweiten Gruppe angeordnete Zerstreuungslinse eine verkittete Linse ist.
    809844/088»
    17. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Rechendaten:
    ]?: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5
    Gesamtbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 127,98 - 196,785 Schnittweite (B.f.): 45,881 - 45,881 - 45,881 Telefoto-Verhältnis: 1,017
    Γ1 104,890 d1 1,65 r2 56,030 d2 6,85 r3 -1109,130 d3 0,12 r4 128,230 d4 4,00 ίΓ5 657,620 d5 6,317 Γ*6 123,190 d6 1,33 r7 39,110 d7 5,38 r8 -44,050 d8 1,24 r9 41,860 d9 3,20 401,440 d10 37,867 'r11 180,000 d11 4,5 r12 -51,240 d12 1,25 Lr13 -109,709 d13 11,205 43,000 d14 5,3 r15 942,715 1,0 ri6 -153,439 di6 2,0 Lr17 -587,550 57,80 -24,400 d18 2,4 r19 ■ -40,069 d19 0,2 r20 75,813 d20 4,0 Lr21 -168,690
    1I1 1,75570
    n2 1,61375
    27,2 56,3
    n3 1,51680 V3 64,2 - 30,317 - 44,317
    n4 1,72000 V4 52,0
    n5 1,60000 V5 64,2
    n6 1,76182 vß 26,5 - 1,103
    n? 1,62041 V7 60,3 n8 1,62004 vQ 36,3 - 2,304 - 9,997
    n9 1,56384 vg 60,8 nin 1,74950 V1n 35,0
    Ί0 10
    1,71300
    53,9
    n12 1,51823 V12 59,0
    809944/0800
    -H-
    wobeidie einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten
    haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe Cf1): 120,192 Brennweite der zweiten Gruppe (f?)* -40,158 Brennweite der dritten Gruppe (f*)i 110,664 Brennweite der Tordergruppe des
    Anpaasungssystems (f*): 109,576 Brennweite der Hintergruppe des
    Anpas sungs syst ems (f^) :-29·Ή,698 Brennweite des gesamten Anpassungssystems (fR).: 117,244
    18. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die dritte Gruppe eine zusätzliche Sammellinse enthält.
    609844/9019
    19. Zoom-Teleobjektiv nach Anspruch. 18, gekennzeichnet durch die folgenden Rechendaten:
    F: Blendenöffnung mit einer Blendenzahl von 4,5 Gesamtbrennweite des gesamten Objektivs:
    f: 80,0 - 126,50 - 200,0 Schnittweite (B.f.): 54,181 - 54,181 - 54,181 Telefoto-Verhältnis: 0,996
    r1 164 »587 d1 1,8 n1 1 n7 n10 1 ,80518 V1 V4 25 ,5 r2 78, ,777 d2 5,0 n2 1 ,52 V2 70 ,1 r3 - 495, 132 d3 0,1 n8 n11 1 V5 r4 80, 5 d4 4,5 n3 1 n9 1 ,51118 V3 V6 50 ,9 Lr5 CQ d5 1,367 - 28, 20,568 - n12 17 089 - 44,989 1,492 fr6 -3000, 000 d6 1,3 n4 7,73 1 ,713 V7 53 ,9 r7 39, 377 d7 5,7 5,15 n13 f f2 r8 - 46, 793 d8 1,1 n5 2,9 1 ,58913 V8 61. »2 r9 47, 803 d9 3,7 n6 37,35 1 ,80518 V9 25, ,5 Lr10 858, 884 d10 27,304 - 1,45 3, ,304 - ,758 Γ-11 - 137, 843 d11 3,0 0,8 1 ,50137 v10 56, 5 r12 - 78, 921 d12 0,1 6,28 H r13 103, 905 d13 6,6 1 ,52 V11 70, 1 r14 - 51, 174 d14 1,3 ,75692 31, 7 Lr15 - 95, 355 d15 1 846 - 2 V12 'ri6 32, 050 di6 ,6583 57, 3 r17 -6557, 936 d17 1 V13 H r18 - 151, 186 d18 ,74077 27, 7 L r 19 77, 279 d19 r20 - 17, 620 d20 ,76684 46, 6 r21 - 32, 000 d21 H r22 500, 000 d22 ,54072 47, 2 ^r0, - 37, 738
    809844/0699
    2S17633
    wobei die einzelnen Gruppen die nachfolgenden Brennweiten haben, nämlich
    Brennweite der ersten Gruppe (^1): 116,052 Brennweite der zweiten Gruppe (f2): ""35,371 Brennweite der dritten Gruppe: (f*): 90,899 Brennweite der "Vordergruppe des Anpassungssystems (f.): 107,088 Brennweite der Hintergruppe des Anpassungssystems (fc): - 673,394 • Brennweite des gesamten Anpassungssystems (%): 128,798
    809844/001*
DE2817633A 1977-04-22 1978-04-21 Varioobjektiv langer Brennweite Expired DE2817633C3 (de)

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JP4663577A JPS53131852A (en) 1977-04-22 1977-04-22 Tele zoom lens

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DE2817633A1 true DE2817633A1 (de) 1978-11-02
DE2817633B2 DE2817633B2 (de) 1981-06-19
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