DE2818966A1

DE2818966A1 - Miniaturisiertes superweitwinkel- varioobjektiv

Info

Publication number: DE2818966A1
Application number: DE19782818966
Authority: DE
Inventors: Takayuki Itoh
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1977-04-30
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2818966B2; DE2818966C3; GB1576189A; JPS6210407B2; US4196968A; JPS53135658A

Description

PATENTANWALTS A. GRÜNECKER

OIPL-1N&

H. KINKELDEY 2818986 w'sTOCKMAIR

OR-INa ■ AeE ICAITECH

K. SCHUMANN

DR PER NAT-DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

DlPU-WG

G. BEZOUD

DR FSH NAT- OPL-CHBM.

S MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

28. April 1978 P 12 673

ASAHI KOGAElJ KOGYO KABUSHIKI KAISHA No. 36-9» Maeno-cho 2-chome, Itabashi-ku, Tokyo, Japan

Miniaturisiertes Superweitwinkel-Varioobjektiv

Die Erfindung betrifft ein miniaturisiertes, also äußerst kompaktes, Varioobjektiv mit einem extrem großen Bildwinkel von 84° oder 94° und guter Kompensation von verschiedenen Aberrationen; ein solches Varioobjektiv soll im folgenden auch als "Superweitwinkel-Varioobjektiv" bezeichnet werden. Diese Eigenschaften werden unter anderem dadurch erreicht, daß eine der verxvendeten Linsen mit einer asphärisc.hen Oberfläche versehen wird.

Bei dem Linsensystem für das Varioobjektiv nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein sogenanntes Linsensystem mit zwei Linsengruppen, das aus einer ersten divergenten Linsengruppe und einer zweiten konvergenten Linsengruppe besteht. Die Bewegungs-Charakteristiken bzw. Bewegungsbahnen der beiden Linsengruppen sind in Fig. 1 dargestellt; dabei bedeuten f. (f.j< O) die Brennweite der ersten Linsengruppe, f₂ Cf₂ > O) die Brennweite der zweiten Linsen-

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telefon (oss) aaaeea telex oo-aoseo teleqramme monapat telekopierer

gruppe und ·£ der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe. Diese Parameter stehen in den folgenden Beziehungen zu der Gesamtbrennweite £:

CD

Die hintere bzw. bildseitige Schnittweite £_R ist gegeben durch:

(2)

Aus Gleichung (1) ergibt sich:

44« fifz < ο

_£2

(3)

Aus Gleichung C2) ergibt sich:

^d£B _β ^f2

"ar

konstante Zahl > 0

Die Gesamtlänge L ist:

(5)

Aus den Gleichungen (3) und C4) und (5]) ergibt sich:

dL „,

(6)

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Wenn in Gleichung (6) -π? = O ist, dann gilt:

(7)

Aus der Gleichung (3) ergibt sich, daß der Abstand & zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe in der Stellung für kleine Winkel am größten ist; außerdem gilt folgende Beziehung: Je größer die Gesamtbrennweite L ist, umso kürzer wird der Abstand -L · Aus der Gleichung (4) läßt sich folgendes ableiten: Die bildseitige Schnittweite f„ hat einen minimalen Wert in der Weitwinkelstellung. Außerdem gilt folgende Beziehung: Je größer die Gesamtlänge ist, umso größer wird proportional die bildseitige Schnittweite. Aus der Gleichung (7) ergibt sich: Die Gesamtlänge L hat einen minimalen Wert, wenn die Gesamtbreite f gleich dem Absolutwert If₁/der Brennweite der ersten Linensgruppe ist. Wenn also die Gesamtbrennweite f länger oder kürzer als j f., | ist, so wird die Gesamtlänge L größer.

Aus der obigen Analyse folgt also, daß mit einer Vergrößerung bzw. Verbreiterung des Bildwinkels die relative öffnung bzw. Apertur der ersten Linsengruppe zunehmen wird, da der Abstand ■t zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe in der Stellung für schmale Winkel am größten ist. Diese Tendenz bewirkt eine extreme Verbreiterung bzw. Vergrößerung des Bildwinkels. Wenn die Miniaturisierung des Linsensystems sich nicht innerhalb vernünftiger Grenzen mit der Verbreiterung bzw. Vergrößerung des Bildwinkels zu einem "superweiten" Winkel vereinbaren läßt, nimmt die tonnenförmige bzw. negative Verzeichnung in der Weitwinkelstellung abrupt zu; es ist nicht möglich, diese Aberrationen durch Verwendung eines sphärischen Linsensystems zu kompensieren. . .·*■■■■ . . · .

.. ' "i %■ -- λ ·· - .*.·. jft'?<"^:. .^:^ ■■■ ■" i-⁵·''--'^T''■:.':-.-'. -Mit der vorliege%<i^1i" Erfindung soll deshalb ein miniaturisier-

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tes Varioobjektiv geschaffen werden, bei dee die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein kompaktes Vario - objektiv vorgeschlagen, bei dem die tonnenförmige Verzeichnung in der Weitwinkelstellung durch Verwendung einer einzigen asphärischen Linse kompensiert wird; gleichzeitig werden auch verschiedene andere Aberrationen über den gesamten Variobereich, also den gesamten Bereich der Brennweitenverstellung, kompensiert.

Ein bevorzugten Gedanke liegt in einem miniaturisierten Superweitwinkel-Varioobjektiv mit zwei Linsengruppen, bei dem die tonnenförmige Verzeichnung in der Weitwinkel-Stellung durch Verwendung einer Linse mit asphärischer Oberfläche kompensiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Bewegungsbahnen der Linsengruppen eines Varioobjetivs nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung der Definition der asphärischen Oberfläche,

Fig. 3 den Durchgang der parallelen und unter einem Winkel einfallenden Lichtstrahlen durch das Varioobjektiv,

Fig. 4 eine den Beispielen 1 bis 3 entsprechende Konstruktion des Varioobjektivs in der Weitwxnkelsteilung,

Fig. 5(a) bis 5(c) die Aberrationsbedingungen von Beispiel 1,

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Fig. 6(a) bis 6 Cc) die Aberrationsbedingungen vorr* Ιθ<7θΟ Beispiel 2,

Fig. 7Ca) bis 7Cc) die Aberrationsbedingungen von Beispiel 3,

Fig. 8 eine dem Beispiel 4 entsprechende Konstruktion des Varioobjektivs in der Weitwinkelstellung, und

Fig. 9 (a) bis 9Cc) die Aberrationsbedingungen von Beispiel 4.

In den Figuren 4 und 8 ist r. der Krümmungsradius der i-ten Linsenoberfläche, während d- die Dicke der Linse oder der Abstand zwischen benachbarten Linsenoberflächen ist.

Das Varioobjektiv nach der vorliegenden Erfindung besteht aus einer ersten, divergenten Linsengruppe und einer zweiten, konvergenten Linsengruppe. Die Gesamtbrennweite wird durch die relative mechanische Bewegung der ersten und zweiten Linsengruppe variiert; gleichzeitig wird die Scharfeinstellung der Abbildung, beispielsweise auf der Filmebene, konstant gehalten.

Die ersten divergente Linsengruppe weist wenigstens zwei positive Linsen und wenigstens zwei negative Linsen auf und enthält in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite aus eine positive Linse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche, ein negatives Linsenglied und eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche. Die zweite, konvergente Linsengruppe weist wenigstens zwei positive Linsen in ihren End- bzw. Stirneinheiten auf, die der Objekt- und.der Bildseite zugewandt sind, und enthält positive, negative und positive Linseneinheiten, oder positive, negative, positive, negative und positive Linseneinheiten. Weiterhin ist eine einzige, asphärische Oberfläche entweder auf einer beliebigen Oberfläche Cder i-ten Oberflä-

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ehe) der ersten Linsengruppe oder auf einer beliebigen Oberfläche (der j-ten Oberfläche) der zweiten Linsengruppe vorgesehen. Das Gesamtlinsensystem dieses Varioobjektivs muß die folgenden Bedingungen erfüllen:

(1) £_w < If₁I < 1.5 f_T,

(2) 0.4 < -rr- < 1.0,
¹V

wenn K = i oder j ist, ist die K-te Oberfläche asphärisch

(4) 0 < |Φ_Κ! < 0.35, \ dabei sind: 0_i > 0 und 0. < 0

(5) o

_WK

Φ_κ! < 0.2,

(6) -0.2 < h_MH^ ψ_κ< Ο,

und

Dabei bedeuten:

f^ die Brennweite der ersten Linsengruppe, f die Brennweite der Weitwinkelstellung,

VV

frp die Brennweite in der Teleskop-Stellung oder der Stellung für einen schmalen bzw. kleinen Winkel,

_w der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe in der Weitwinkel-Stellung,

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L die maximale Gesamtlänge,
0_V der kubische asphärische oder der feste asphärische bzw. der asphärische Raum-Koeffizient,

h„„ die Höhe des parallelen Lichtstrahls in der Nähe der optischen Achse, der in der Weitwinkelstellung durch die K-te Oberfläche verläuft und durch die Blende bzw. die Blendenöffnung begrenzt wird, und

h_WK- die Höhe des gewinkelten Lichtstrahls, der durch die Mitte der Blende bzw. der Blendenöffnung der Weitwinkelstellung in der K-ten Linsenoberfläche verläuft.

Um zu verhindern, daß die Öffnung der ersten Linsengruppe zunimmt, wenn die Gesamtlänge verkürzt wird, wird eine posi- . tive Linse mit einer dem Objekt zugewandten konvexen Oberfläche an der Vorder- oder Objektseite der ersten, divergenten Linsengruppe angeordnet. Um mehrere Variationen bei der Scharfeinstellung auf ein kleines Objekt." zu vermeiden, ist eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche an der letzten oder Endstellung auf der Bildseite in der ersten Linsengruppe angeordnet.

Um Variationen der spährischen Aberration und Erhöhungen der sphärischen Aberration bei einer Änderung der Brennweite zu vermeiden, befinden sich wenigstens zwei positive Linsen auf der Objektseite in der zweiten konvergenten Linsengruppe. Um Variationen des Astigmatismus sowie Erhöhen des Astigmatismus und stärkere Bildverzeichnungen zu vermeiden, sind wenigstens zwei positive Linsen auf der Bildseite angeordnet.

Die oben angebenen Bedingung (1) und (2) beziehen sich auf die Brechkraft des Linsensystems. Wie oben erwähnt wurde, ist die Gesamtlänge L maximal, wenn die Gesamtbrennweite f gleich dem Absolutwert I f.. J der Brennweite der ersten Linsengruppe

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ist. Dementsprechend wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe über den gesaraten Variobereich, also über den gesamten Bereich der Brennweitenverstellung, von f^ bis f„ und an ihren Umfangsenden definiert, um die Maximallänge des Varioobjektivs möglichst gering zu machen, wie es durch Bedingung (1) spezifiziert wird. Wenn der Wert für | f.. j unter den minimalen Grenzwert absinkt, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe zu stark, um eine adäquate Kompensation der verschiedenen Aberrationen und Verzeichnungen zu ermöglichen. Wenn umgekehrt ίίι' den maximalen Grenzwert übersteigt, nimmt die Größe das Ausmaß der Variobewegung zu, wodurch sich die Gesamtgröße des Linsensystems erhöht und die angestrebte Miniaturisierung behindert wird, obwohl sich die verschiedenen Aberrationen leicht kompensieren lassen.

Der maximale Wert der Bedingung (2) definiert auch die Grenze der Miniaturisierung. Unter den minimalen Wert der Bedingung (2) wird die bildseitige Brennweite verkürzt, und das Varioverhältnis wird zu klein. Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß die Brechkraft der ersten Linsengruppe erhöht werden; dies führt jedoch zu Schwierigkeiten bei der Kompensation der verschiedenen Aberrationen und Verzeichnungen, wie oben erwähnt wurde.

Die Bedingung (3) wird aus den Bedingungen (1) und (2) abgeleitet und bezieht sich auf die maximale Länge des Linsensystems. Über dem Maximum wird eine Kompensation der Aberrationen leicht erreicht; die dazu erforderliche Länge entspricht jedoch nicht der angestrebten Miniaturisierung. Unter dem minimalen Wert werden die Brechkräfte der ersten und zweiten Linsengruppe zu stark, die Kompensation der Aberrationen wird schwierig,und daß Varioverhältnis muß verringert werden.

Die Bedingung (4), (5) und (6) beziehen sich auf die Form oder die Gestalt der asphärischen Oberfläche. Dies soll unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 erläutert werden. In Fig. 2

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ist der Scheitel bzw. der Scheitelpunkt der asphärischen Oberfläche der Nullpunkt 0, während die X-Achse mit der Richtung der Lichtfortpflanzung zusammenfällt. Die Koordinaten (x,y) eines Punktes P auf der asphärischen Oberfläche werden wie folgt definiert:

Dabei ist C die Krümmung in der Nähe der optischen Achse ( die umgekehrte Zahl des Krümmungsradius).

Der erste Term der Gleichung (8) hängt nur von der Krümmung C in der Nähe der Achse ab. Der zweite und die . folgenden Terme definieren den asphärischen Gradient. Der Koeffizient A-, des zweiten Terms steht in der folgenden Beziehung zu dem Koeffizienten 0 der asphärischen kubisch oder ashpärischen Raumoberfläche:

φ = 8(N¹ - N) A₁, !

dabei ist N der Brechungsindex des Mediums vor der asphärischen Oberfläche, und

N' der Brechungsindex des Mediums hinter der asphärischen Oberfläche.

Der Koeffizient der asphärischen Oberfläche bezieht sich auf den kubischen oder festen bzw. Raumaberrationskoeffizienten in der Theorie der Aberrationen und bedingt, daß die folgenden Größen der Aberrations-Variationen bei der Verwendung einer asphärischen Oberfläche berücksichtigt werden:

AI - 1*⁴Φ»

AIII - h²h Φ, ■·-·-

Φ»
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Dabei bedeuten: I ist der sphärische Koeffizient,

II der Koeffizient der Koma-Aberration, III der Koeffizient des Astigmatismus, IV der Aberrationskoeffizient der Abweichkurve von der sphärischen Oberfläche (spherical deficiency surface curve aberration coefficient), V der Verzeichnungs-Koeffizient, und h und h das Ausmaß der Nachführung bzw. Verfolgung (tracking) in der Nähe der Achse.

Der Term h stellt die Höhe der fokussierten Abbildung auf die optische Achse dar, die durch den Lichtstrahl gebildet wird, der durch jede L :1ns enob er fläche parallel zur optischen Achse verläuft, wie in Figur 3 gezeigt ist.

Der Term ϊϊ ist der vertikale Abstand von der optischen Achse zu dem Schnittpunkt einer jeden Linsenoberfläche mit dem geneigten Lichtstrahl, der durch die Mitte der Blende bzxv.

der Blendenöffnung verläuft.

Die Bedingungen (4), (5) und (6) führen dazu, daß die tonnenförmige Verzeichnung gut durch die asphärische Linsenoberfläche kompensiert wird.

Wenn bei der Bedingung (4) die asphärische Oberfläche in der ersten Linsengruppe angeordnet ist, so gilt die Forderung, daß φ- > 0 ist; wenn die asphärische Oberfläche in der zweiten Linsengruppe angeordnet ist, so gilt die Bedingung: φ. < 0. Wenn der Wert I Φ_κ I die maximale Grenze übersteigt, so wird die Kompensation der Verzeichnung bei einer Vergrößerung des Betrachtungswinkels zu stark. Dies führt zu einer Erhöhung der Größe bzw. des Ausmaßes der Verzeichnungs-Wendung (distortion turning) und damit zu Schwierigkeiten bei der Kompensation des Astigmatismus und der Bildverzeichnung.

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Die Bedingung (5) bezieht sich auf den Astigmatismus und die Bildverzeichnung. Wenn über den maximalen Wert die asphärische Oberfläche in der ersten Linsengruppe angeordnet wird, wird die Bildoberfläche zu stark unterkompensiert, während die Bildoberfläche zu stark überkompensiert wird, wenn sich die asphärische Oberfläche in der zweiten Linsengruppe befindet.

Die Bedingung (6) bezieht sich auf die Verzeichnung. Wenn unter dem minimalen Wert der Betrachtungswinkel zunimmt, wird die Kompensation der Verzeichnung zu stark, und die Menge bzw. die Größe der Verzeichnungs-Wendung nimmt zu. Außerdemwird es schwierig, die Verzeichnung der Bildkrümmung zu kompensieren.

Die detaillierten Parameter für vier Beispiele der vorliegenden Erfindung sind unten in Form von Tabellen zusammengestellt; dabei bedeuten:

ω den halben Bildwinkel,
r den Krümmungsradius, '

d die Dicke der Linse oder den Abstand zwischen benachbarten Linsen,

N den Brechungsindex, bei der d-Linie, Ό die Abbe'sehe Zahl,
A₁, A-, A, und A. die asphärischen Koeffizienten,

h die Höhe des parallelen Lichtstrahls in der Nähe der optischen Achse in der Weitwinkel-Stellung,

oo den Winkel des Lichtstrahls in der Nähe der optischen Achse in der Weitwinkel-Stellung,

h die Höhe des gewinkelten Lichtstrahls, der in der Weitwinkel-Stellung durch die Mitte der Blendenöffnung verläuft, und

oC den Winkel des zuletzt genannten Lichtstrahls in der Weitwinkel-Stellung.

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	1	: 3.5	•	•	I	rl	•	νε - "au-	2	•	1.79952	818S	ν
Beispiel		Oberflächen	erste Lin- < sengruppe	2				1,67790		61.1
			3	£ - 1.0 -	1.46 ώ =	42.0° - 31.		3°
	/ 4 5	Nr. r	d	N	1.80518	42.2
	6	2.6088	0.1464	1.58913		50.7
	7	8.3382	0.0041	1.80610
	V. 8	2.0830	0.0488		25.4
	• 9	0.6508 13.9462	0.3091 0.0529	1.80610
	10	1.3168	0.1952		40.9
zweite -S Linsen- λ gruppe \ 1	11	1.0677	0.1114	1.84666 1.51633
	12	1.9415	0.6480		40.9
	13 14 15	1.7490	0.2916	1.51633
16	-6.6348	0.0907		23.9 64.1
17	0.8200	0.1041
18	2.6537	• 0.0936	64.1
-2.3505 0.8293 -8.5416	0.1594 0.0732 0.0915
-0.9506	0.0041
14.4470	0.0944
-1.2857

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.as-

•Brennweite des gesamten Linsensystems	^d8
1.00	0.6480
1.20	0.3715
1.46	0.1268

Die dritte Oberfläche ist asphärisch

f²

= 0.975539 χ 10 = 0.159788 χ 10

-1

²·

= -0.839908 χ 10 = -0.703569 χ 10"

Die Oberfläche der Blendenöffnung befindet sich bei 0,040 vor der neunten Oberfläche.

UDertläcne JN	r. n. ■	α	η	α
-		0.000		-1.000
1	1.000 '	0.226	-0.799	-1.180
2	0.979	0.157	-0.690 .	-1.132
3	0.979	0.532	-0.686	-1.395
4	0.964	-0.652	-0.648	-0.599
5	1.166	-0.596	-0.463	-0.622
6	1.185	-1.205	-0.443	-0.393
7	1.420	-0.135	»0.366	-0.670
8 Blendenober fläche 9	1.428 1.870 1.899	-0.727 -0.727 0.148	-0.325 0.000 0.022	-0.535 -0.535 -0.525
10	1.875	0.376	0.107m	-0.512

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Oberfläche Nr.	h	α	h	α
11	1.841	2.186	0.153	-0.362
12	1.715	1.665	0.174	-0.414
13	1.559	1.103'	0.213	-0.491
14	1.464	-0.391	0.255	-0.751
15	1.493	-0.481	0.310	-0.770
16	1.522	0.345	0.356	-0.576
17	1.520	0.399	0.359	-0.564
18	1.495	1.000	0.394	-0.405

f_x = -1.376 A_w = 0'.6480 L = 4.014 φ₃ = 0.062397 MV= Ö.02814 ΔΥ » -0.01972

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ys -

Beis,pieL 2	: 3.5	£ = 1.0 - 1	zweite^ Linseii-	f 1	2.9614	.46 ω = 42.	0° - 31.	3°	V
1		Oberflächen "'Nr. ^Γ	gruppe	' 2	9.1414	d	N	61.1
			3	1.8778	0.1422	1.58913
··		4	0.6423	0.0041		40.9
		5	7.1790	0.0488	1.80610
erste , Linsten- S		6	1.2023	0.3088		50.7
I gruppe	7	1.1365	0.0528	1.67790
/	>· 8	2.2346	0.1881		25.4
	f 9	1.7117	0.1219	1.80518
	10	-5.6534	0.6412		40.9
	11	0.8377	0.2832	1.80610
	12	2.6212	0.0926		40.9
	13	-2.1878	0.1016	1.80610
	14	0.8525	0.0913		23.9
15	-8.3985	.0.1593	1.84666
16	-0.9428	0.0731		64.1
17	-34.2275	0.0914	1.51633
18	-1.1567	0.0041		64.1
	0.0943	1.51633

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rs - a«.

Brennweite des gesamten- '",, Linsensystems	^d8
1.00	0.6412
1.20	0.3652
1.46 .'	0.1209

Die siebte Oberfläche ist asphärisch

A₁ = 0.252119 χ A₂ = 0.104986 A₃ = 0.200580 A₄ = -0.338823

-1

Die Blende ist bei 0,0488 vor der neunten Oberfläche angeordnet.

Dertiacne Nr	η	α	η	α
		0.000		-1.000
1	1.000	0.199	-0.788	-1.157
2	0.982	0.136	-0.684	-1.113
3	0.982	0.557	-0.680	-1.405
4	0.967	-0.656	-0.642	-0.599
5	1.169	-0.546	-0.457	-0.642
6	1.186	-1.215	-0.437	-0.396
7	1.415	-0.212	-0.363	-0.652
8	1.429	-0.727	-0.318	-0.538
Blenden-" . i&berflache	1.860	-0.727	0.000	-0.538
9	1.895	0.165	0.026	-0.525
10	1.869	0.432	0.109	-0.510

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srflä	ch	.e Nr. '	..375	h	²·	α	0.	156	-0.	α
11		1.	,6412	829	1.	192	0.	176	-0.	360
12		1.	,995	706	1.	668	0.	,214	-0.	414
'l3		1.	.16240	* 554	-O.	066	0.	,257	-0.	,497
14		1.	.0428	462	-0.	385	0,	.312	-0,	.752
15		1.	-0.01099	490	0.	477	0,	.358	-0	.771
16		1.	519	0.	355	0	.360	-ο	.575
17		1.	517	1,	,332	0	.397	-Ό	.580
18		1.	,497		.000				.403
^£1 ⁼	-1
β = *W	O.
L =	3.					¹
Φ₇ =	0,
Δ IV=	0
AV =

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Beispiel. 3

1 : 3.5 £ = 1.0 - 1.46 ω - 42.0° - 31.3'

Oberflächen	r ι	Nr. ^r	d	N	V
_t.	2	2.9J545	0.1546	1.58913	61.1
	3	12.7739	0.0041
	/ 4 5	2.0214	0.0488	1.80610	40.9
erste , Linsen- ^< [ gruppe	6	0.6757 14.6011	0.3091 0.0529	1.67790	50.7
	7	1.1185	0,1737
	*■ 8	1.0523	0.1114	1.80518	25.4
	r ⁹	. 2.1592	0.6516
	10	1.7350	0.3063	1.80610	40.9
	11	-8.4074	0.0549
	12	0.8439	0.1041	1.79952	42.2
	13 14 15	3.3875	0.0927
zweite J Linsen gruppe	16	-2.3504 0.8386 -9.5985	0.1594 0.0732 0.0915	1.84666 1.51633	" 23.9 64.1
	17	-1.1917	0.0041
	18	30.7196	0.1301	1.51633	64.1
	-0.9926

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- YS ■

Brennweite des gesamten Linsensystems	^d8
1.00	0.6516
1.20	0.3739
Ί.46	0.1280

Die achtzehnte Oberfläche ist asphärisch

A_n » 0.634163 χ ΙΟ"¹

A₂ » 0.109390 j

A₃ = 0.470527

A, = -5.122549

Die Blende ist bei 0,0651 vor der neunten Oberfläche angeordnet.

>erflache Nr	h	α	η"	α
		0.000		-1.000 ■' · .
1	1.000	0.199	-0.801	-1.159
2	0.981	0.153	-0.688	-1.127 !
3	0.980	0.544	-0.683	-1.400
4	0.965	-0.607	.-0.645	ι -0.630
5	1.153	-0.554	-0.451	-0.651
6	1.170	-1.263	-0.430	-0.390
7	1.390	-0.200	-0.362	-0.667
8	1.402	-0.723 "	-0.321	-0.548
-Blenden- •-obe-r fläche	1.826	-0.723	0.000	-0.548
9	1.873	0.148	0.036	-0.531
10	1.848	0.325	0.126	-0.519

80984 5/0921

Oberflächen Nr.	1.	.384	h	cc	h"	α
11	1.	6516	830	2.059	0.154	-0.373
12	1.	022	711	1.655	0.176	-0.414
*13	1.	.26195	558	1.094	0.214	-0.492
14	1.	.1000	463	-0.384	0.257	-0.751
15	1.	.02747	491	-0.464	0.312	-0.768
16	1.	519	0.194	0.358	-0.612
17	1«	518	0.220	0.360	-0.606
18	500	1.000	0.412 a	-0.392
^fi " -¹
I₁₁ - 0.
L = 4.
*18⁼ -°
AIV= -0
AV = -0

809845/0921

Beispiel 4

1 : 4.0 f = 1.0 - 1.40 ω » 47.3° - 37.7'

Oberflächen Nr

erste
Linsen-
~gruppe

zweite

„Einsen

gruppe

10 Il 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

r	d	N	V
2.5388	0.2441	1.48749	70.1
6*5644	0.0049
1.6844	0.0879	1.80400	46.6
0.6835	0.4150
-9.7648	0.0732	1.80400	46.6
1.2853	0.1992
1.3068	0.1367	1.SOSZS	25.4
3.8921	0.5273
6.6455	0.2529	1.83400	37.2
-2.7428	0.1270
1.6557	0.1499	1.83400	37.2
27.9064	0.0859
-0.9111	0.1.445	1.84666	23.9
-1.6620	0.0327
-2.4266	0.1108	1.50048	65.9
-1.1002	0.0273
16.1119	0.1382	1.84666	23.9
1.4403	0.0923
-5.2884	0.1465	1.50048	65.9
-0.9789	0.0049
4.5065	0.1465	1.51823	65.0
-2.2867

809845/0921

	.00	*Zk-*	0	^d8	2
	.20	gesamten	0	.5273
Brennweite des L insensy steins	.40		0	.2227
1			.0226
1	-
1

818966

Die dritte Oberfläche ist asphärisch.

.-1

» 0.409896 X 10 = 0.593034 X 10

-2

A₃ = -0.167327 χ A₄ =0.157683 χ 10~

Die Oberfläche der Blendenöffnung ist bei 0,0684 vor der elften Oberfläche angeordnet.

Oberfläche Nr-v "■

1 1.000

2 0.968

3 0.968

4 0.940

5 1.157

6 1.182

7 1.452

8 1.487

9 1.872 ^:. 10 . 1.960

0.000

0.193

0.121

0.585

-0.526

-0.622

-1.365

-0.465

-0.775

-0.539

0.061 ■1.020
-0.824
■0.819
-0.745
■0.478
■0.453
-0.389
-0.347
-0.103
-0.020

-1.000 -1.197 -1.135 -1.528 -0.647 -0.608 -0.323 -0.564 -0.492 -0.505 -0.511

809845/0921

- yi- .35·

Blendenober fläche .11	.298	1.957 1.954	0.061 1.051	0.000 0.030	-0.511 -0.496
12	5273	1.869	0.994	0.070	-0.498
• .· · ,13	952	1.7-84	-0.673	0.113	-0.603
14	26365	1.836	0.268	0.160	-0.521
15	1657	1.827	-0.111	0.176	-0.558
16	.1402	1.835	0.729	0.217	-0.459
17	1,816	0.633	0.230	-0.471
18	1.768	-0.413	0.265	-0.627
19	1.806	-0.585 '	0.322	-0.658
• 20	1.863	0.373	0.386	-0.459
21	1.861	0.589	0.389	-0.414
22	1.805	1.000	0.428	-0.317
£,--1
^Äw^Ä °·
L β 4.		I
Φ₃ - ο.
Δίν» 0.
ΔΥ » -0

Patentansprüche

809845/0921

Claims

PATENTANWALTS

2813986

A. GRÜNECKER

OPU-ING.

H. KINKEUDEY

DK-WS

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DR RGR. NAT. - DIPU-FHYa

P. H. JAKOB

DtPU-JNG.

G. BEZOLD

DR RSl NMC- CtPU-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILlANSTRASSe Λ3

Patentansprüche

P 12 673

1. Miniaturisiertes Superweitwinkel-Varioobjektiv, gekennzeichnet durch eine erste, divergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven und zwei negativen Linsen, die in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite eine positive Linse mit einer dem Objekt zugewandten konvexen Oberfläche, ein negatives Linsenglied und eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche enthält, und durch eine zweite konvergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven Linsen an jedem Ende, die dem Objekt und dem Bild zugewandt sind, wobei eine Oberfläche einer einzigen Linse in diesem Linsensystem asphärisch ist, und wobei das gesamte Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

(D

(2) 0.4

< 1.5 f_T,

1.0,

(3) 3.0 < γ-< 6.0,

wenn K = i oder j, ist die K-te Oberfläche asphärisch,

809845/0921

TELEFON (oaO) 22 23 02 TELEX OB-2O38O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

ORIGINAL INSPECTED

(4) O < |φ_κ| < 0.35, Ί

dabei bedeuten: φ. > 0 und φ. < 0

(5) O < ih_WK Iw Φ_Κ1 < 0_:2_f_

3¹ · !

(6) -0.2 < h_WK K^ Φ_κ < 0,

wobei bedeuten:

f.. die Brennweite der ersten Linsengruppe,

f_w die Brennweite in der Weitwinkel-Stellung

f™ die Brennweite in der Teleskop-Stellung oder der Stellung für schmale bzw. kleine Winkel,

i_w der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe in der Weitwinkel-Stellung,

L die maximale Gesamtlänge,

φ_κ der kubische asphärische oder asphärische feste bzw. Raum-Koeffizient,

h_wlf die Höhe des parallelen Lichtstrahls in der Nähe der optischen Achse, der durch die K-te Oberfläche in der Weitwinkelstellung verläuft und durch die Blendenöffnung begrenzt wird, und

die Höhe des gewinkelten Lichtstrahls, der durch die Mitte der Blendenöffnung in der Weitwinkelstellung in der K-ten Linsenoberfläche verläuft, wobei die einzelnen Größen die folgenden Zahlenwerte haben:

809845/0921

(7) • J 2 ' I 16 £ « 1.0 - 1.46 ü) = t 2818966 • V 1 : 3.5 3 I 17 Nr. _r d 42.0° - 31.3° 61.1 Oberfläche / 4 •18 2.6083 0.1464 N Γ¹ 5 8.3382 0.0041 1.58913 42.2 6. 2.0830 0.048θ 7 0/.6S08 0.3091 1.79952 50.7 erste V. 8 13.9462 0.0529 Linsen ' 9 1.3168 0.1952 1/67790 25.4 gruppe 10 1.0677 0.1114 11 . 1.9415 0.6480' 1.80518 40.9 12 1.7490 ' 0.2916 \ 14. -6.6348 0.0907 1.80610 40.9 IS 0.8200 0.1041 2.6537 0.0936 1.80610 23.9 -2.3505
0.8293 0.1594
.. 0.0732 64.1 zweite
Linsen -8.5416 0.0915 1:84666 gruppe -0.9506 0.Ό041 1.51633 64.1 14.4470 0.0944 -1.2857 1.51633

und wobei bedeuten:

der halbe Bildwinkel,

der Krümmungsradius

die Dicke der Linse oder der Abstand zwischen

benachbarten Linsen,

der Brechungsindex bei der d-Linie, und

80R84S/0921

2. Miniaturisiertes Superweitwinkel-Varioobjektiv, gekennzeichnet durch eine erste, divergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven und zwei negativen Linsen, die in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite eine positive Linse mit einer dem Objekt zugewandten konvexen Oberfläche, ein negatives Linsenglied und eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche enthält, und durch eine zweite konvergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven Linsen an jedem Ende, die dem Objekt und dem Bild zugewandt sind, wobei eine Oberfläche einer einzigen Linse in diesem Linsensystem asphärisch ist, und wobei das gesamte Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

(1)' '£_w < -U₁I < US ^£T» (Z) 0.4 < J±- < 1.0,

(3) 3.0 < ^-< 6.0,
^w .'

wenn K « i oder j, ist die K-to Oberfläche asphärisch,

' (4) 0 < Ιφ_κ1 < 0.35,
dabei bedeuten: φ. > 0 und φ. ^ 0

₇ 2

(5) 0 < lh_WK ^Z h_WK Φ_ΚΙ < 0.2,

(6) -0.2 < h_WKl^ Φ_κ< Ο,

809845/0921

-S-

f₁ die Brennweite der ersten Linsengruppe, f~ die Brennweite in der Weitwinkel-Stellung

f_T die Brennweite in der Teleskop-Stellung oder der Stellung für schmale bzw. kleine Winkel,

der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe in der Weitwinkel-Stellung,

die maximale Gesamtlänge,

der kubische asphärische oder asphärische feste bzw. Raum-Koeffizient,

die Höhe des parallelen Lichtstrahls in der Nähe der optischen Achse, der durch die K-te Oberfläche in der Weitwinkelstellung verläuft und durch die Blendenöffnung begrenzt wird, und

die Höhe des gewinkelten Lichtstrahls, der durch die Mitte der Blendenöffnung in der Weitwinkelstellung in der K-ten Linsenoberfläche verläuft, wobei die einzelnen Größen die folgenden Zahlenwerte haben;

(7)

erste
Linsengruppe

1 ; 3.5 £·» 1.0 - 1.46 ω

Oberfläche Nr

2 3

5 6 7 8

42.0° - 31.3

r d N . V. 2.9614 0.1422 1.58913 61.1 9.1414 0.0041 1.8778 0.04S.8 1.80610 40.9 .0.6423 0.3*088 7.1790 0.0528 1.67790 50.7 1.2023 0.1881 • 1.1365 0.1219 1.80518 25.4 2.2346 0.6412

809845/0921

2813 966

10 11 zweite 12 Linsen-
j
gruppe 13
14 15 16 17 ν- 18

1.7117 0.2832 • 1.80610 1 -5.6534 0.0926 0.8377 0.1016 1.80610 2.6212 0.0913 -2.1878 0.1593 .1.84666 0.8525 0.0731 -8.3985 0.0914 1.51633 -0.9428 0.0041 34.2275 0.0943 1.51633 -1.1567 ,

40.9

23.9

64.1

und wobei bedeuten:

U) der halbe Bildwinkel,

r der Krümmungsradius

d die Dicke der Linse oder der Abstand zwischen

benachbarten Linsen,
N der Brechungsindex bei der d-Linie, und

IS die Abbe'sehe Zahl.

809845/0921

-V-

3. Miniaturisiertes Superweitwinkel-Varioobjektiv, gekennzeichnet durch eine erste, divergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven und zwei negativen Linsen, die in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite eine positive Linse mit einer dem Objekt zugewandten konvexen Oberfläche, ein negatives Linsenglied und eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche enthält, und durch eine zweite konvergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven Linsen an jedem Ende, die dem Objekt und dem Bild zugewandt sind, wobei eine Oberfläche einer einzigen Linse in diesem Linsensystem asphärisch ist, und wobei das gesamte Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

(I)' £_w < "If₁I < ι·^{5 £}T'

(2) 0.4 < J^ < 1.0, ¹W

(3) 3.0 < Jr- < 6.0, ^W .'

wenn K - i oder j, ist die K-te Oberfläche asphärisch,

(4) 0 < |φ_κ1 < 0.35, dabei bedeuten: φ. > 0 und φ. <· 0

(B) 0 < lh_WK (6) -0.2 <

Φ_Κ1 < 0.2,

^ Φ_κ< Ο,

80984 5/0921

wobei bedeuten:

L· die Brennweite der ersten Linsengruppe,
:_w die Brennweite in der Weitwinkel-Stellung

;_T die Brennweite in der Teleskop-Stellung oder der Stellung für schmale bzw. kleine Winkel,

der Abstand zwischen der ersten und der zweiten
. Linsengruppe in der Weitwinkel-Stellung,

L die maximale Gesamtlänge,

(})„. der kubische asphärische oder asphärische feste
bzw. Raum-Koeffizient,

¹WK

i„„ die Höhe des gewinkelten Lichtstrahls, der durch die Mitte der Blendenöffnung in der Weitwinkelstellung in der K-ten Linsenoberfläche verläuft, wobei die einzelnen Größen die folgenden Zahlen-

erste Linsengruppe

werte haben: J • · •2 - 1.0 - 1.46 ω «= 42.0° - 31. 3° V 1 : 3.5 £ 3 Nr _r d N 61.1 Oberfläche 4 · 2.9645 0.1546 1.58913 C ^λ 5 12.7739 0.0041 40.9 6 2..0214 • 0.0488
If 1.80610 7 0*.6757 0.3091 50.7 *· 8 14.6011 0.0529' 1.67790 • 1.1185 0.1737 25.4 1.0523 0.1114 1.80518 2.1592 0.6516

809845/0921

f ⁹ 1.7350 0.3063 1.80610 10 • -8.4074 0.0549 11 0.8439 0.1041 1.79952 zweite
Linsen- j 12
13 3.3875
-2.3504 0.0927
0.1594 1.-84666 gruppe 14 0.8386 . 0.0732 15 -9.5985 0.0915 1.51633 16 -1.1917 0.0041 17 30.7196 0.1301 1.51633 -0.9926 ,

40.9

42.2

23.9

64.1

und wobei bedeuten:

tu der halbe Bildwinkel,

r der Krümmungsradius

d die Dicke der Linse oder der Abstand zwischen

benachbarten Linsen,·
N der Brechungsindex bei der d-Linie, und

J^ die Abbe'sehe Zahl.

809845/0921

28189ßfi

4. Miniaturisiertes Superweitwinkel-Varioobjektiv, gekennzeichnet durch eine erste, divergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven und zwei negativen Linsen, die in der folgenden Reihenfolge von der Objektseite eine positive Linse mit einer dem Objekt zugewandten konvexen Oberfläche, ein negatives Linsenglied und eine positive Meniskuslinse mit einer konvexen, dem Objekt zugewandten Oberfläche enthält, und durch eine zweite konvergente Linsengruppe mit wenigstens zwei positiven Linsen an jedem Ende, die dem Objekt und dem Bild zugewandt sind, wobei eine Oberfläche einer einzigen Linse in diesem Linsensystem asphärisch ist, und wobei das gesamte Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

(D* '% <"If₁I < us f_T,

(2) 0.4 < -Λ < 1.0,

¹W

(3) 3.0 < i< 6.0, • ¹W '

wenn K = i oder j, ist die K-te Oberfläche asphärisch,

(4) 0 < 1Ψ_Κ| < 0.35,

dabei bedeuten: φ· > 0 und φ. < 0

¹ J

₂ 2
-(5) 0 < lh_WK H^ Φ_ΚΙ < 0.2,

_WK

3¹ ' ;

(6) -0.2 < h_WKK^ Φ_κ< Ο;

809845/0921

wobei bedeuten:

f. die Brennweite der ersten Linsengruppe,28 1 8966

^LW

WK

die Brennweite in der Weitwinkel-Stellung

die Brennweite in der Teleskop-Stellung oder der Stellung für schmale bzw. kleine Winkel,

die maximale Gesamtlänge,

der kubische asphärische oder asphärische feste bzw. Raum-Koeffizient,

1 : 4.0 f = 1.0 - 1.40 ω » 47.3° - 37.7°

Oberfläche Nr. r d Nv

2.5388 • 0.2441 1 .48749 70 .1 6.5644 0.0049 erste
Linsen
gruppe < 1.6844
0.6835 0.0879
0.4150 1 .80400 46 .6 -9.7648 0.0732 1 .80400 46 .6 I 1.2853 0.1992 1.3068 0.1367 1 .80518' 25 .4 3.8921 0.5273 • f 1 2 3
4 ' 5

80984 5/0921

zweite
Linsengruppe

f 9
10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

und wobei bedeuten:

- 12 -

6.6455 -2.7428 1.6557 27.9064 . -0.9111 -1.6620 -2.4266 -1.1002 -16.1119 1.4403 -5.2884 -0.9789 4.5065 -2.2867 .

0.2529 1.83400 37.2 0.1270

0.1499 1.83400 37.2 0.0859

0.1445 1.-84666 23.9 0.0327

0.1108 1.5004S 65.9

0.0273

0.1382 1.84666 23.9 0.0923

0.1465 1.50048 65.9 0.0049

0.1465 1/51821 65.0

r
d

der halbe Bildwinkel, der Krümmungsradius

die Dicke der Linse oder der Abstand zwischen

benachbarten Linsen,

der Brechungsindex bei der d-Linie, und

die Abbe'sehe Zahl

809845/0921