DE3018481A1 - Varioobjektiv mit grossem varioverhaeltnis einschliesslich dem weitwinkelbereich - Google Patents

Description

· EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1?30-197ί) . DIPL₁-I NG. W. EITLE · DR. RER.NAT.K. HOFFMANN · DIPL.-ING.W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ÄRABELLASTRASSE A (STERN HAUS) . D-8000 MONCH EN 81 . TELEFON (08?) 911087 - TELEX 05-29619 (PATHE)

33 395/6, p/wa

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ASÄHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO / JAPAN

Varioobjektiv mit grossem Varioverhältnis einschliesslich dem Weitwinkelbereich

Die Erfindung bezieht sich auf ein Varioobjektiv, welches einen weiten Bereich vom Weitwinkel bis zum TeIe abdeckt.

Kürzlich waren. Varioobjektive verfügbar, die dazu bestimmt sind, den Weitwinkelbereich abzudecken und welche ein grosses Varioverhältnis von nahezu drei haben. Bei einem derartigen Varioobjektiv muss die Brechkraft der verschiedenen Linsengruppen ziemlich hoch sein, um ein ausreichendes Varioverhältnis zu schaffen. Derartige Varioobjektive sind-deswegen nachteilig, v/eil sie verschiedenartige Aberrationen, einschliesslich der Koma-Aberration und der verstärkungs-chromatischen Aberration aufweisen.

Um die zuvor genannten Nachteile zu überwinden ist es

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Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes Varioobjektiv zu schaffen, dessen Betätigung leicht ist und bei dem die verschiedenen Aberrationen gut kompensiert sind.

Das diese Aufgabe lösende Varioobjektiv wird nachfolgend beschrieben.

Um ein Varioobjektiv mit einem grossen Vergrösserungsverhältnis zu schaffen, wurden diese bisher im allgemeinen dahingehend konstruiert, dass sie nur mit einer kurzwegigen Linsenbewegung einen weiten Variobereich habend Das sich daraus ergebende Objektiv neigt jedoch zu einer zu grossen Empfindlichkeit gegenüber Fehlern, woraus sich grosse Veränderungen hinsichtlich der Aberration ergeben .

Im Gegensatz hierzu wird entsprechend der vorliegenden Erfindung die Bewegung der Linsengruppen des Varioobjektivs relativ gross gemacht, während ein grosser Vario-Verhältnisbereich erzielt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Erzeugung von Aberrationen auf ein Minimum zu reduzieren. Die Objektivbrennweite sollte nicht gross sein, so dass der für die Objektivbewegung notwendige Raum nicht übermässig gross ist. Um dies zu erreichen, wird die Variator-Linsengruppe des Objektivs simultan in Richtung der zunehmenden Verstärkung für die Zoom-Variation bewegt, wodurch der Variobereich für das gesamte Objektiv ausreichend gross gehalten wird, mit nur einer relativ kurzen resultierenden Bewegung, so dass der für das Linsensystem nebötigte Raum recht angemessen ist.

Eine Grundkonstruktion des Varioobjektivs gemäss der

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Erfindung umfasst, von der Objektseite her gesehen, eine erste Linsengruppe G. mit einer positiven Brechkraft, eine negative Linsengruppe G₃ und eine positive dritte Linsengruppe G.,. Hinsichtlich der Art und Weise der Bewegung der Linsengruppen werden die erste und die dritte Linsengruppe miteinander in Richtung auf das Objekt vom Ende des Weitwinkelbereiches zum Ende des Telebereiches des Objektivs bewegt. Die zweite Linsengruppe, welche sich zwischen der ersten und der dritten Linsengruppe befindet, ist unabhängig von der ersten und der dritten Linsengruppe bewegbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm mit der Darstellung der

Basis-Objektivkonstruktion eines Varioobjektivs gemäss der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm mit der Darstellung der Ver

änderung des Vergrösserungsfaktors des Objektivs gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung des Verhältnisses zwi-

ϊ sehen dem Bewegungsumfang und dem Ver-

änderungsumfang der zweiten Linsengruppe,

Fig. 4 eine Darstellung der Art und Weise der

Veränderung des Vergrösserungsfaktors eines Objektivs gemäss der Erfindung,

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Fig. 5 eine Darstellung des Verhältnisses zwi

schen dem Bewegungsumfang und dem Veränderungsumfang der dritten Linsengruppe des in Fig. 1 dargestellten Objektivs,

Fig. 6a und 6b eine Darstellung der Zunahme des simultanen Vergrösserungsfaktors eines Objektivs gemäss der Erfindung,

Fig. 7a bis 7c die verschiedenen Aberrationen des in

Fig. 1 dargestellten Objektivs am Ende des Weitwinkelbereiches, bei mittlerer Einstellung und am Ende des Telebereiches,

Fig. 8a bis 8c die verschiedenen Aberrationen eines zweiten Beispiels eines erfindungsgemässen Objektivs am Ende des Weitwinkelbereichs, bei mittlerer Einstellung und am Ende des Telebereiches,

Fig. 9a bis 9c die verschiedenen Aberrationen eines dritten Beispiels eines erfindungsgemässen Objektivs am Ende des Weitwinkelbereiches, bei mittlerer Einstellung, und am Ende des Telebereiches,

Fig. 10, 11+12 Querschnitte mit der Darstellung eines

ersten, eines zweiten und eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Objektivs am Ende des Weitwinkelbereiches.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 wird die Var.iationswirkung der zweiten Linsengruppe G~ beschrieben. Ein von

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der ersten Linsengruppe G₁ fokussierter Bildpunkt wird von der zweiten■-Linsengruppe G- als Punktobjekt P„ aufgenommen und verlässt die zweite Linsengruppe als Punktbild Q„. Die Lage der zweiten Linsengruppe G- bezüglich des zuvor beschriebenen Bildpunktes P_ ist als X in Fig. dargestellt, die das Verhältnis zwischen der Lage X und dem Vergrösserungsverhältnis m der zweiten Linsengruppe G- zeigt. Das Vergrösserungsverhältnis m ist logarithmisch aufgetragen. Um beispielsweise durch die zweite Linsengruppe G₂ einVergrösserungsverhältnis von zwei zu erhalten, ist es verständlich, dass ein grösserer Bewegungsumfang im zuvor genannten Fall erforderlich ist, wenn der Bereich von Ä bis B (-1 = m < G) auf der Seite der geringen Vergrösserung mit dem Bereich B bis C (m '= -1) auf der Seite der grössen Vergrösserung verglichen wird. Entsprechend wird der Bereich A bis B bei der vorliegenden Erfindung verwendet, indem das Vergrösserungsverhältnis der zweiten Linsengruppe am Ende des Telebereiches -1 ist.

Andererseits wird im Gegensatz zu den Vergrösserungseigenschaften der zweiten Linsengruppe G^ bei der dritten Linsengruppe ein grosses Vergrösserungsverhältnis verwendet. Unter Bezugnahme auf Fig. 4.wird die Variatorwirkung der dritten Linsengruppe G₃ erläutert. Das Bild der zweiten Linsengruppe G- wird als Bildpunkt P- -empfangen und als Bildpunkt.-.Q- von der zweiten Linsengruppe abgegeben. Der Bildpunkt Q₃ ist ein solcher des Gesamtlinsensystems undmuss daher stationär sein. Die Lage der dritten Linsengruppe G₃ ist bezüglich des zuvor beschriebenen Bildpunktes Q₃ mit X bezeichnet. Mit Bezugnahme auf Fig. 5 ist es ähnlich wie bei Fig. 3 verständlich, dass, wenn der Bereich A bis B auf der Seite geringer Vergrösserung (-1 = m<0)

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mit dem Bereich B bis C auf der Seite der grossen Vergrösserung (m = -1) verglichen wird, dass der letztgenannte Bereich dahingehend vorteilhaft ist, dass die Bewegung der dritten Linsengruppe G, im letzteren Fall ist als die im vorgenannten Fall. Entsprechend wird die Seite grosser Vergrösserung (letzterer Fall) für die Verwendung im Zusammenhang mit der Erfindung ausgewählt. Dabei beträgt die Vergrösserung am Ende des Weitwinkelbereiches im wesentlichen -1.

Die Zunahme des simultanen Vergrösserungsverhaltnisses wird nachfolgend erläutert. In dem Bereich A bis B in Fig. 2 und dem Bereich B bis C in Fig. 4 sind der Ort des Bildpunktes Q„ (durch unterbrochene Linien dargestellt) der zweiten Linsengruppe G, und der Ort des Objektpunktes P₃ (ebenso durch unterbrochene Linien dargestellt) der dritten Linsengruppe G-, entgegengesetzt zueinander gerichtet. Dies bedeutet, dass, wenn der Ort des Objektpunktes der zweiten Linsengruppe G~, d.h. der Bildpunkt der ersten Linsengruppe G.J , entsprechend der Darstellung in Fig. 2 konstant gehalten wird, es unmöglich ist, die zweite Linsengruppe G2 und die dritte Linsengruppe G₃ in einem Zustand zu kombinieren, dass das Vergrösserungsverhältnis simultan zunimmt. ^:

Die Zunahme der simultanen Vergrösserung wird erfindungsgemäss entsprechend der Darstellung in Fig. 6a und 6b erreicht. Fig. 6a zeigt den Bereich A bis B der Fig. 2. Wenn der Bewegungsfaktor auf den Objektpunkt P₃ entsprechend der Darstellung in Fig. 6b aufgebracht wird, d.h. wenn die erste Linsengruppe G₁ während des Zoomens vom Weitwinkelbereich zum Telebereich in Richtung auf das Objekt

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bewegt wird, ein Bewegungsumfang, welcher dem des Objektpunktes P₂ äquivalent ist, auf die Lagen der zweiten Linsengruppe G₂ und des Bildpunktes Q₂ aufgebracht wird. Als REsultat ist es möglich, den Ort des Bildpunktes Q„ (unterbrochene Linie)in Fig. 6b und den Ort des Objektpunktes P₃ (unterbrochene Linie) in Fig. 4 von B nach C vorzusehen und die zweite Linsengruppe G₂ und die dritte Linsengruppe Go unter der Bedingung der Zunahme des simultanen Vergrösserungsverhältnisses zu kombinieren.

Wie zuvor beschrieben, ist die Bedingung der Zunahme des simultanen Vergrösserungsverhältnisses zu realisieren. Entsprechend wird nichts desto trotz entsprechend der Erfindung ein Varioobjektiv realisiert, welches eine relativ kleine und eine relativ grosse Vergrösserungskraft hat, und zwar trotz der Tatsache, dass der Bereich, in dem die Bewegungen der Linsengruppe gross sind, verwendet wird, um die Aberrationen zu reduzieren.

Die zuvor beschrieben Basis-Objektivkonstruktion hat sowohl eine gute Aberrationskorrektur als auch eine grosse Vergrösserungs-Zoom-Kraft, Weiterhin schafft das erfindungsgemässe Objektiv Möglichkeiten und Fähigkeiten des Berührungs- oder Makrofotografierens. Das Makrofotografieren erfordert ein grosses Vergrösserungsverhältnis. Daher ist es erwünscht, dass der Mechanismus, welcher den Makrofotografiervorgang steuert, eher am Ende des Telebereiches angeordnet ist, als am Ende des Weitwinkelbereiches des Objektivs. Da entsprechend der Darstellung in Fig. 1 am Ende des Telebereiches die zweite Linsengruppe G₂ einen verfügbaren Zwischenraum auf der Objektivseite hat, kann dieser Raum auch ausgenutzt werden. Entsprechend der zuvor

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erfolgten Beschreibung ist das auf die zweite Linsengruppe G- aufgebrachte Vergrösserungsverhältnis bzw. die entsprechend aufgebrachte Vergrösserungskraft im wesentlichen gleich dem Vergrösserungsverhältnis am Ende des Telebereiches. Wenn daher die zweite Linsengruppe G- in Richtung auf das Objekt bewegt wird, ist es möglich, das Objekt auf der Seite des Linsensystems zu beschreiben. Angenommen, dass die eingestellte Variation oder das eingestellte Vergrösserungsverhältnis der zweiten Linsengruppe am Ende des Telebereiches oberhalb des Iso-Vergrösserungswertes (m = -1) liegt, kann das Objekt durch Bewegung der zweiten Linsengruppe G- weit weg vom Objektiv und nach weiterer Bewegung der zweiten Linsengruppe G₃ so wieder in die Nähe desselben bewegt werden, dass eine einfache Fortsetzungswirkung für den Makrofotografiermechanismus und ein grosses Makrofotografierverhältnis nicht erzielt werden können. Wenn andererseits die eingestellte Vergrösserung der zweiten Linsengruppe G2 innerhalb -1 (-1 = m < O) ist, ist es schwierig, auf geeignete Weise den gewünschten Varioverhältnisberich aufrecht zu erhalten.

Um die Art und Weise der Bewegung des Varioobjektivs entsprechend der vorstehenden detaillierten Beschreibung zu realisieren, muss das Varioobjektiv folgenden Bedingungen genügen:

" (1) 0.9 < e_2W/£₃ < 1.4,

(2) 1.8 < f-j/fjj < 2.6, . .

(3) -2.8 < Cf₁-C₁₁)Zf₂ < -1.6,

(4) 0.7 < f₃/f_w < 1.3

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dabei sind f.., f₂ und f die Brennweiten der ersten, zweiten und dritten Linsengruppe G₁/ G„ bzw. G,y e-„ der prinzipielle Punktabstand zwischen der zweiten und dritten Linsengruppe G₂ und G^ am Ende des Weitwinkelbereiches; e>_ der prinzipielle Punktabstand zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe G₁ und G- am Ende des Telebereiches und f„ die Objektivbrennweite am Ende des Weitwinkel— bereiches. _r

Die Bedingungen (1), (2), (3) und (4) stehen in wechselseitiger Beziehung zueinander und müssen simultan erfüllt sein..Die Bedingung (1) ist erforderlich, um für die dritte: Linsengruppe G-. am Ende des Weitwinkelbereiches angenähert ein Iso-Vergrösserungsverhältnis vorzusehen und um einen.geeigneten Raum für das Zoomen zu erhalten. Die Bedingung (2) ist erforderlich, um die VergrÖsserungswirkung der zweiten Linsengruppe G₂ durch die erste Linsengruppe G-] aufrecht zu erhalten. Die untere Grenze der Bedingung (2) ist erforderlich, um die Veränderung der Aberrationen gering zu halten. Oberhalb der oberen Grenze der Bedingung- (2) neigt die Bewegung der ersten Linsengruppe G₁ zu einer Zunahme während des Fokussierens und es ist schwierig, eine angemessene Bildhelligkeit aufrechtzuerhalten, weil der minimale Fokussierabstand zum Objekt nicht genügend aufrechterhalten wird. Die Bedingung (3) ist vorgesehen, um die Variationsfunktion der zweiten Linsengruppe G₂ zu bewirken. Dies ist, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben, im wesentlichen das -1 Vergrösserungsverhältnis am Ende des Telebereiches. Ebenso wird, wie zuvor erläutert, das kontinuierliche Makrofotografieren durch Bewegen der zweiten Linsengruppe G~ am Ende des Telebereiches erzielt.

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Die Grundprinzipien der erfindungsgemässen Objektivkonstruktion wird nachfolgend beschrieben. Die erste Linsengruppe setzt sich, von der Objektseite her gesehen, zusammen aus einem negativen Meniskus L. mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer positiven Linse L2 mit einer starken positiven Brechkraft in Richtung auf die Objektseite und einem positiven Meniskus L, mit einer starken Brechkraft in Richtung auf die Objektseite. Die Linsen L₁ und L₃ sind miteinander verkittet. Die erste Linsengruppe genügt den folgenden Bedingungen:

1.75 < U₁, ' . '

(β)	n2 <	1.	7,	1.75,
(7)	1.65	<	η3 <
(8)	V1 <	30	»	)/2
(9)	50 <	Cv	2+'ν3

dabei sind n₁, n₂ und n₃ die Brechungszahlen der Linsen L-, L„ bzw. L^ und ^*, ^₂ und 0« die Abbezahl der Linsen L.., Lp bzw. L^· -

Die zweite Linsengruppe setzt sich, von der Objektseite her gesehen, zusammen aus einem negativen Meniskus L, mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer negativen Linse L₅ und einer positiven

Linse L_c mit einer starken positiven Brechkraft in Richo

tung auf die Objektseite. Die zweite Linsengruppe genügt den folgenden Bedingungen:

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- 21 - 3018A81

(10) 1.7 < (n₄ + n

(11) 1.75 < n₆,

(12) 45 < (V₄ + v_s)/2,

(13) V₆ < 30,

(14) 0.15 < r₉/f₂ - r_1Q/f₂ < 0.30

dabei bedeuten r und r_1o die Krümmungsradien der Linsenflächen der Linsen Lr- und Lg, die aufeinander zu gerichtet sind; η., n,., n_fi sind die Brechungszahlen der Linsen L., Lr bzw. Lg; ^4/ ^c ^un<ä v>g sind die Abbezahlen der Linsen L₄, L₅ bzw. L_g.

Die dritte Linsengruppe setzt sich, von der Objektseite her gesehen, zusammen aus einem positiven Meniskus L₇ mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Objektseite, einer Bikonvexlinse Lg,' einer positiven Linse Lg, einer negativen Linse L₁₀, einem negativen Meniskus L₁1 mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer Bikonvexlinse L₁₂ und einer positiven Linse L₁ or wobei die Linsen L₁₁ und L₁₂ miteinander verkittet sind. Die dritte Linsengruppe genügt den folgenden Bedingungen: ^!"

(15)	-T-f < r •J JL ** ^ ι "J	< "f3*	ν
(16)	0.6£, < r,η	<· 1.5£3,
(17)	0.4£T < r91 ■j OX	< 0.8f3 ;,
(18)	H10 > 1.70
(19)	0.2 < IX11 -	nl2· .
(20)	ν < 30,	•
(21)	15 < V1, -

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dabei bedeuten n₇, n« ... n₁₃ die Brechungszahlen der Linsen L„, Lo ··· L₁,;. ^7* \? ο ··· ^i V ^s^^n<^ ^^e Abbezahlen· der Linsen L-, L„ ... L₁₃; und r^/ ^r-tqf ^r2i sind die Krümmungsradien der objektseitigen Oberfläche der Linse L₇, der bildseitigen Oberfläche der Linse L₁₀ bzw. der bildseitigen Oberfläche der Linse L₁...

Die zuvor angegebenen Bedingungen (5) bis (21) werden nachfolgend erläutert. Obwohl das Varioobjektiv entsprechend der vorliegenden Erfindung gegenüber geringen Bewegungsumfangen unempfindlich ist, neigen die Brechkräfte der verschiedenen Linsen des Objektivs dazu, gross zu sein, um ein grosses Vergrosserungsverhaltnis aufrecht zu erhalten, während das Objektiv selbst hinsichtlich seiner Abmessungen klein gehalten werden kann. Insbesondere der Petzval¹ sehe Wert neigt zum Wert Null oder zu negativen Werten. Die obere Grenze der Bedingung (7), der Bedingungen (5), (6), (10), (18) und (19) bestimmen optische Materialeigenschaften, um die Petzval¹sehen Werte zu verbessern. Um bei dem verwendeten grossen Vergrosserungsverhaltnis die Erzeugung chromatischer Aberrationen zu reduzieren, ist es erforderlich, dass die positiven Linsen und die negativen Linsen der positiven Linsengruppen G₁, G₃ aus einem Glas mit geringer Dispersion bzw. hoher Dispersion hergestellt wird. Umgekehrt sollen die negative und die positive Linse der negativen Linsengruppe G2 aus einem Glas hergestellt werden, welches eine hohe Dispersion bzw. eine niedrige Dispersion hat. Die Bedingungen (8), (9), (12), (13), (20) und (21) bestimmen weiterhin das Glasmaterial zur Realisierung der zuvor.beschriebenen Aufgabe. Das Verkitten der Linsen L₁ und L₂ in der ersten Linsengruppe wirkt sich dahingehend aus, dass eine Vergrösserung

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des Luftabstandes zwischen den Linsen L- und L₂ infolge von Herstellungsungenauigkeiten, die eine Beeinträchtigung des Bildes verursachen würden, zu verhindern. Darüber hinaus ist das Verkitten dahingehend wirksam, dass auf die hinter der zweiten Linse befindlichen Linsen Aberrationen übertragen werden, die sehr präzise durch Unter-" schiede der Brechungszahlen gesteuert werden können, wie dies durch die Bedingungen (5) und (6) spezifiziert wird. Die Linse L, ist ein positiver Meniskus oberhalb der unteren Grenze der Bedingung (6), so dass die am Ende des Telebereiches erzeugte Kissenverzeichnung auf einen Minimalwert reduziert wird.

Die Linsen L. und L₅ der zweiten Linsengruppe G₂ sind beide negativ und auf der Objektseite angeordnet. Dies ist der Grund, warum Linsen entgegengesetzter Vorzeichen, nämlich negative Linsen, dazu dienen müssen, die verschiedenen Aberrationen aufgrund der Tatsache zu steuern, dass die erste Linsengruppe positiv und die letzte Linse in der ersten Linsengruppe positiv ist. Da die Veränderungen der bei unterschiedlichen Variostellungen erzeugten verschiedenen Aberrationen, insbesondre der Astigmatismus und die sphärische Aberration, gesteuert werden müssen, ist ein positiver Meniskus L_ß vorgesehen. Mehr noch ist die Linse Lg dahingehen wirksam, dass sie.die voneinander weg gerichteten Linsenoberflächen r_1o und r..* der Linsen L₅ und Lg entsprechend der Bedingung (14) bestimmt. Da der Restastigmatismus und die Koma-Aberration in der letzten Linse Lg der zweiten Linsengruppe infolge der Tatsache ausgeglichen werden müssen, dass die letzte Linse der zweiten Linsengruppe positiv ist, ist ein positiver Meniskus !,η mit einer negativen Brechkraft auf der Objektseite in

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Übereinstimmung mit der Bedingung (15) vorgesehen. Die Linse L₇ ist positiv, so dass der vordere Hauptpunkt der dritten Linsengruppe sich nahe am Objekt befindet, um dadurch die Berührung der Linsen am Ende des Telebereiches zu verhindern, um ein grosses Vergrösserungsverhältnis aufrechtzuerhalten, und um die Petzval'sehe Summe zu erhöhen. Die Linsen L₁₀ und L.... sind beide negativ, so dass der Astigmatismus, die Koma-Aberration und die Verzeichnung mit ausgezeichneter Balance über den gesamten Variobereich gut korrigiert werden können. Der Krümmungsradius wird durch die Bedingungen (16) und (17). bestimmt. Die Linsen L₁₀ und L₁₁ sind voneinander getrennt, während die Linse L₁₁ mit der Linse L₁₂ verkittet ist, um so die Erzeugung von Aberrationen an den negativen Linsenflächen r_ig und r_?1 zu reduzieren. Weiterhin ist die gekittete Oberfläche durch die Bedingung (19) bestimmt, um dadurch den Astigmatismus, die Koma-Aberration und die Verzeichnung zu steuern.'

Besondere Beispiele entsprechend der Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Bei diesen Beispielen sind, von der Objektseite her gesehen, r-," r₂ ... die Krümmungsradien der jeweiligen Linsen, d₁, d„ ... die Abstände zwischen den Linsenoberflachen der jeweiligen Linsen, n₁, n„ ... die Brechungszahlen des optischen Glases der jeweiligen Linsen an den d-Linien, O₁, 0_ ... die Abbezahlen des optischen Glases der jeweiligen Linsen, f die Objektivbrennweite, 2Ψ. der Bildfeldwinkel, e_1w der Abstand zwischen den Haupt- ■ punkten der ersten und zweiten Linsengruppe G₁ und G₂ am Ende des Weitwinkelbereiches, e„„ der Abstand zwischen den Hauptpunkten der zweiten und dritten Linsengruppe G₂ und Go am Ende des Weitwinkelbereiches, e__w der Abstand

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zwischen dem Hauptpunkt der dritten Linsengruppe G^ und der Bildfläche am Ende des Weitwinkelbereiches, e_1rp der Abstand zwischen den Hauptpunkten der ersten und zweiten Linsengruppe G und G„ am Ende des Telebereiches, e der Abstand zwischen den Hauptpunkten der zweiten und dritten Linsengruppe G„ und G₃ am Ende des Weitwinkelbereiches und f_R die bildseitige Schnittweite (backfocus).

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Öffnungsverhältnis: .. ·.-"'.

1 _: 3.5 λ, 4.0 f = 36 <v 102 2ώ = 64° ~ 22.4'

1. Linsengruppe

rl	94.075	dl	2.00	n, 1.80518	n4 1.88300	n7 1.51118	V2	25.4
r2	47.054	d2	11.00	η- 1.64000				60.1
r3	-395.190	d3	0.22		n5 1.69680	no 1.59551 O	V3
r4	61.818	d4	4,67	n_ 1.64000				60.1
r5	182.624	d5	1.57	(veränderlich)	n6 1.84666
			2. Linsengruppe	(veränderlich)	V
f6	104.352	d6	1.45	3. Linsengruppe		40.8
T7 .	26.817	d7	4.97	2.21	V5
r8	-49.373	d8	1.39	0.28		47.4
r9	20.728	d9	2.03	•2.42	V6
r10	25.443	d 10	3.00	0.10		23.9
rll	97.280	dll	25.88
			V
r12	-59.292	d12		51.0
r13	-46.658	d13	V8
r14	223.960	d14		39.2
r15	-64.805	d15

- 27 -

030047/090 9

r16	F 3	24.003	5 57	He	d 25	3.81	n9	1.80518	f	V10	3018481 28.0
r17	3	154.889	89	Hi	18	1.77		■. ·	e
Hs	4	-83.886	50	d18	3	2.00	nio	1.80518		Vll	25.4
T19	33.658	d19	5.35			m der 2 Linsen— gruppe -0.499	V12
r20	129.048	d20	0.96	nn	1.80518	-0.602		25.4
T21	22.365	d21	5.57	n12	1.51633	-1.026	V13	64.1
r22	-31.991	d22	2.90
r23	-66.858	d23	2.35	n13	1.63980		3 =	34.5
T24	-36.275				-	3W =
£i!	74.987		f2 =	-21.312		37.474
eiw	10.971		e2W =	44.488	•	73.516
elT	32.899		e2T =	22.560
f 36	no ;d .5 1.		11 .88	Y 56.70		iu der 3. Linsen gruppe -0.962
50	.9 .8,		.56	62.15	-1.107
102	.0 23.		.95	70.35	-1.326

OBJEKTIV 2

öffnungsverhältnis; .
: 3.2Μ.Γ f = 36 ^ 97 -__u 2_ω = 65° ^ 24'

- 28 -

0 300 47/0 90S

	-	dl	1. Linsengruppe . .	U1 1.80518	Ii4 1.83481	vl	• . 3018481
Γ1	82.985	d2	2.00	n2 1.69680		V2	25.4
Γ2	44.350	d3	10.91		n5 1.69680		55.5
r3	-1099.062	d4	0.22	n3 1.69680		"V3
r4	74.549	d5	3.35	(veränderlich)	n. . 1.80518 O		55.5
r5	139.314		2.84	2, Linsengruppe	(veränderlich)
		d6	1.45		V4
r6	144.040	d7	4..80		42.7
r7	' 26.694	d8	1.39	V5	·" ■
r8	-48.775	d9	1.99		55.5
r9	20.637	d10	3.00	V6
rio	25.473	(L,	24.10		25.4'
	153.914

3. Linsengruppe

r12	-72.765	d12	2.21	n7	1.51454	V7	54.7
r13	-45.529	d13	0.28
r14	162.963	d14	2.42	n8	1.60342	V8	38.0
*15	-76.128	d15	0.1-0
r16	23.129	d16	3.58	n9	1.80610	V9	40.9
r17	241.235	d17	1.41
r18	-92.314	d18	2.00	n10	1.80518	V10	25.4
r19	33.456	d19	• 5.23
r20	166.752	d20	1.20	nll	1.80610	Vll	40.9

- 29 -

0 300 A7 /0.909.

r2l r22	=	20,127 27.874 -76.278	"d5 .84	d2l d22 d23	5 0 2	.57 .27 .35	n12 n13	1.51633 V1. 1.64000 V1,	m der 2. Linsen gruppe -0.452	3018481 , 64.1 5 60.1
r24	=	-51.349	.85					·■	-0.638
£l".	F 3	82.407	.04		f	2	-21.776	f3 =	-0.780	35.061
eiw	3	12.497			e	2W =	= 39.733'	e'3W !		= 68.928
elT	4	32.699		e	2T	-- 19.531
f 36		NO .2 2		24.	1. 10	£B 53.44	m der 3. Linsen gruppe -0.966
70	.8 16		9.	09	66.25	-1.331
97	.1 23		3.	90	72.51	-1.510
				- OBJEKTIV 3

Öffnungsverhältnis; . ' .

1:3.4 ^ 4.1 £ = 36 ^ 97 2ω = 65° ^ 24'

1. L in s en gruppe

rl	75.447	dl	2.00	nl	1	.80518	vl	25	.4
r2	42.735	d2	11.51	n2	1	.69680	V2	55	.5
r3	12975,874	d3	0.22
r4	65.482	d4	4.00	n3	1	.69680	V3	55	.5

- 30 -

0 30047/0909

-,v30 - ·

r_c 112.566 d_c 1.39 (veränderlich

2. Linsengruppe

^r6 150.089 d₆ 1.70 1I₄ 1.83481 V₄ 42.7

r₇ 23.526 d_? 5.25

r₈ -56.150 d₈ 1.39 n_s 1.69680 V₅ 55.5

r_g 20.948 d_g 1.92

r₁₀ ' 25.599 d_1Q 3.20 n₆ 1.80518 V₆ 25.4

r,, 247.455 ά_Ί , 24.599 (veränderlich)

	-55.	,704	d12	3	.' Linsengruppe	n7	1.	--	51454	-V7	54.	.7
r12	-45.	072	d13	2	.21
r13	153.	540	d14	0	.28	n8	1.	60342	V8	38.	0
r14	• -76.	018	d15	2	.42
r15	23.	185	d16	0	.10	n9	1.	80610	V9	40.	9
r16	274.	654	d17	3	.51
r17	-86.	426	d18	1	.40	nio	1.	80518	V10	25.	4
r18	33.	439	d19	2	.00
r19	153.	931	d20	4	.77	nn	1.	80610	Vll	40.	9
r20	20.	126	d21	1	.17	n12	1.	51633	V12	64.	1
r21	-26.	282	d22		,90	■
r22	-257.	963	d23	0,	.27	■n13	1.	64000	V13	60.	1
r23	-103.	899		2,	.35
r24

- 31 -

0 3 0 0 4 7 / 0.9 0 9

= 79.855

e,^ = 12.068
e_1T= 32.881

- 31 -

£₂ »= -21.858
e_2tf= 41.631
e_2T = 20.818

35.946 • 69.995

^FNO ^d5 ^dll ^fB

36 3.4 1.39 24.60 55.57 SO 3.6 8.77 17.22 61.21

97 4.X 22.20 3.79 7i;69

m der 2.
Linsengruppe
-0.476 ,

-0.567
-0.870

m der Linsengruppe -0.947

-1.104 -1.408

5.64

Abstände bei Nahaufnahmen
Vergrösserung -Ow3X

d_T1= 20.35 ' f.

B = 71.69.

030047/0 9 09

Claims (3)

ΉΟΈΡΜΑΝΝ · EITLE Oc PARTNER PATENTANWÄLTE 301 BASl DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL.-I NG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS] · D-8000 MD NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE) .33 3.95/6- p/wa ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO / JAPAN Varioobjektiv mit grossem Varioverhältnis einschliesslich dem Weitwinkelbereich PATENTANSPRÜCHE

1. Varioobjektiv, dessen resultierende Brechungskraft bestimmt ist durch eine positive erste Linsengruppe, eine negative zweite Linsengruppe und eine positive dritte Linsengruppe,- bei Betrachtung von der Objektivseite her, wobei die erste und die dritte Linsengruppe integriert entlang der optischen Achse bewegbar sind, um dadurch das Varioverhältnis zu verändern, und wobei das Kompakt-Varioobjektiv einschliesslich einem Weitwinkelbereich ein grosses Varioverhältnis hat, dadurch gekennzeichnet , dass

(a) die zweite und dritte Linsengruppe (G^/ G-,) dazu geeignet sind, simultan die jeweiligen Varioverhältnisse zu vergrössern, wobei das Varioobjektiv den folgenden Bedingungen genügt:

030047/0909

ORIGINAL INSPECTED

0.9 < e_2W/£₃ < 1.4,

1.8 < f_x/£_w < 2.6 :

-2.8 < Cf₁ - ^e^x)/^f2 ^< ^¹*⁶* ;

0.7 < f₃/f_w < 1.3 j

worin f - , f~ ^R-d- f₃ die Brennweiten der ersten, zweiten bzw. dritten Linsengruppe sind, e_2w der Abstand zwischen den Hauptpunkten der zweiten und dritten Linsengruppe am Ende des Weitwinkelbereiches des Objektives ist, e.._T der Abstand zwischen den Hauptpunkten der ersten und zweiten Linsengruppe am Ende des TeIebereiches des Objektivs ist und f„ die Brennweite des Objektivs am Ende des Weitwinkelbereichs des Objektivs ist;

(b) die erste Linsengruppe von der Objektseite her gesehen zusammengesetzt ist aus einem negativen Meniskus (L₁) mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer positiven Linse (L-) mit einer starken positiven Brechkraft in Rieh- . tung auf die Objektseite, und einem positiven Meniskus (Lo) mit einer starken positiven. Brechkraft in Richtung auf die Objektseite, wobei die beiden erstgenannten Linsen (L.,, L2) miteinander verkittet sind und wobei die erste Linsengruppe den folgenden Bedingungen genügt:

1.75 < iu,

n₂ < 1.7, - .

1.65 < n₃ < 1.75, ;

V₁ < 30,

50 < (v₂ + v₃)/2 ■

030047/0909 \

worin η., n„ und n, Brechungszahlen der Linsen (L₁, L~ bzw. L-.) und ^₁ , ^2 ^un<^ ^3 "^ie Abbezahlen der Linsen (L.. / L5 b^zw· ^L3^ sind;

(c) dass die zweite Linsengruppe, von der Objektseite her gesehen, zusammengesetzt ist aus einem negativen Meniskus (L₄) mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer negativen Linse (L₅) und einer positiven Linse (Lg) mit einer starken positiven Brechkraft in Richtung auf die Objektseite, wobei die zweite Linsengruppe den folgenden Bedingungen genügt:

1.7 < (Ji₄ + n₅)/2,

1.75 < n₆,

45 < Cv₄ + v₅)/2,

V₆ < 30, — -

0.15 < r_g/f₂ - T_1Q/£₂ < 0.30

worin r« und r_1o Krümmungsradien der Linsenoberflächen der Linsen. (L₁- und L^) sind, welche aufeinander zu gerichtet sind; worin n., n,-, n, die Brechungszahlen der Linsen (L₄, Lr, Lg) sind, und worin Ό-, ^₅ und >?₆ die Abbezahlen der Linsen (L₄, L₅ bzw. L_ß) sind;

(d) dass die dritte Linsengruppe von der Objektseite her gesehen zusammengesetzt ist aus einem positiven Meniskus (L^) mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf das Objekt, einer Bikonvexlinse

030 04 7/09 09

(Lg), einer positiven Linse (Lg), einer negativen Linse (L_1n), einem negativen Meniskus (L₁₁) mit einer starken negativen Brechkraft in Richtung auf die Bildseite, einer Bikonvexlinse (L₁₂) und einer positiven Linse (L₁₃), wobei die Linsen (L₁₁ und L₁₂) miteinander verkittet sind und wobei die dritte Linsengruppe den folgenden Bedingungen genügt:

-3f₃ < V₁₂ < -£₃,

0.6£" < r_1Q < 1.5f_v

0.4£, < r , < 0.8f,,

n₁₀ >"1.70,

0.2 < U₁₁ - n₁₂,

V₁₀ < 30,

15 < V₁₀ - V₁₁

worin n^, n„ ... n₁₃ die Brechungs zahlen der Linsen (L_?/ Lg ... L₁₃) sind; worin v>_?, \?_g .. . ^₁₃ die Abbezahlen der Linsen (L-, L_Q ... L₁₀) sind und worin

/ O I J

^ri2^{f r}19' ^r21 ^^e Krümmungsradien der objektseitigen Oberfläche der Linse (Ly), der bildseitigen Oberfläche der Linse (L₁₀) bzw. der bildseitigen Oberfläche der Linse (L₁₁) sind.

2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Makrofotografieren erzielbar ist, indem die zweite Linse entlang der optischen Achse dieser Linse in Richtung auf das Objekt bewegt wird, während der Zoom-Vorgang- am Ende des Telebereichs konstant gehalten wird.

- 5 03 0 0 47/0909

■- 5 -

3i Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η • ζ e ich η et, dass dieses: folgende Konstruktionsdaten

aufv;eist:
■ öffnungsverhältnis

1 : 3.5 *. 4.0 f = 36 ^ 102 2ω = 64° ^ 22.4°

1. Linsengruppe,

94.075 A 2.00 n, . ·1. '^vi 25. 4 47.054"'- ^d2 11.00 ⁿ2 *" ^V2 60. 1 395.190 ^d3 0.22 61.818 ^d4 4.67 ⁿ3 *' ^V3 60. 1 182.624 d- 1.57 .80518 .64000 .64000 (veränderlich)

2. Linsengruppe

104.352 ^d6 1.45 ⁿ4 1. 88300 26.817 ^d7 4.97 -49.373
20.728 ^d8
^d9 1.39
2.03 .ⁿ5
« 1. 69680 25.443
97.280 d
10
d,, 3.00
25.88 ⁿ6
(verj 1.
inde 84666
rlich

V,

40.8

47.4

23.9

3. Linsengruppe

^Γ12 -59.292 ^d12 2.21 n₇ 1. 51118 ^r13 -46.658 ^d13 0.28 223.960 ^d14 . 2.42 n_o
O 1. 59551 r, r. -64.805 _d 0.10

V,

51.0 39.2

— 6 —

030047/0909

■ 24 .003 5
57 • 3. 81 .·)■
- e n₉ 1, f ^V9 3018481 2810 ^r16 154 .889 89 ^d16 1. 77 e ^r17 -83 .886 50 ^d17 2. 00 ⁿio 1. ^v10 25.4
• f ^r18 33 .658 ^d18 5. 35 m der 2...
Linsen
gruppe
-0.499 . ^r19 129 .048 ^d19 0. 96 ⁿll 1. ^Vll 25.4 ^r20 22 .365 ^d20 5. 57 ⁿ12 1. ^V12 64.1 ^r21 -31 .991 ^d21 2. 90 -0.602 ·» * ^r22 -66 1858 ^d22 2. 35 ⁿ13 1. -1.026 ^V13 34.5 ^r23 -36 .275 ^d23 - ^r24 = 74.! 987 ^f2 = .312 3 37.474 ^fi." = 10 .971 ^e2W ⁼ -21 .488 3W ⁼ = 73.516 ^eiw = 32 .899 ^e2T ⁼ 44 .560 ^elT ^FNO
3.5 d
1. 11
.88 22 B
.70 - ία der 3.
Linsen
gruppe
.-0.962 £
36 . 3.9 8. .56 £
56 .15 .80518 -1.107 50 4.0 23. .95 62 .35 -1.326 102 70 .80518 ,80518 ,51633 63980 d
25 18 3

wo Bezugszeichen hierin bestimmt sind.

4. Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch " g-e k e η η zeichnet , dass dessen Konstruktionsdaten wie folgt sind: Öffnungsverhältnis;

1 : 3.2 'ν* 4.1 ' 'f = 36 ^ 97 2_ω = 65° -ν 24°

030047/0909

1. Linsengruppe

^Γ1 82.985 Λ 2.00 U₁ "1.80518 n₄ 1.83481 ^Vl ^V4 25 .4 ^Γ2 44.350 ^d2 10.91 n₂ 1.69680 ^2 55 .5- ^Χ3 -1099.062 ^d3 0.22 n₅ 1.69680 ^V5 ^Γ4 74.549 * ^d4 3.35 n₃ 1.69680 ^V3
I 55 .5 ^Γ5 139.314 ^dS 2.84 (veränderlich) n, 1.80518
D I ^V6 • ' ■'--,■'
- 2. Linsengruppe (veränderlich) ν .144.040 ^d6 1.45 42 .7 ^Γ7 26,694 Λ 4.'80 ^Τ8 -48.775 ^d8 ί.39 5^ .5 ^Γ9 20.637 ^d9 1.99 ^Γ10 ?.. 25.473 ^d10 3.00 25 .4 153.914 24.10

3. Linsengruppe ^L12

r -72.765 ά_χ2 2.21 η_η 1.51454 v_? 54.7

r₁₃; -45.529 d₁₃ 0.28

r₁₄ 162.963 d₁₄ 2.42- n_g 1.60342 v_g 38.0

r₁₅ -76.128 d₁₅ 0.10 .'

V, 23.129 d₁₆ 5.58 n_g 1.80610 v_g 40.9

-92.314 d_io 2.00 n_in 1.80518 ν 25.4

241.23 5. d₁₇ 1.41

r₁₈ -92.314 d₁₈ ^.UU n₁₀ x.öuoj.ö v_{10 ig} 33.456 d^
₂₀ 166.752 d₂₀

T₁g 33.456 dvh 5-23

r_ 166.752 d_on 1.20 H₁₁ 1.80610 V₁₁ 40.9

0300A7/0909

^r21 = = 20 .127 d 5 d C 21 * -21 ⁿ12 ^Γ22 F 27 .874 - 2. 84 d 22 °·²⁷ = 39 ^Γ23 3 -76 .278 16. 85 d 23 ~²;^{35 :}. 19 ⁿ13 ^r24 3 -51 .349 £ 53 ^£1 82. 407 f ₂ - 66 .776 e_1|f 12 .497 .733 ^elT 32^; .699 ^e2T .531 f NO. ^dll B 36 .2 24.10 .44 70 .8 9.09 .25

1.51633 V₁₂ 64.1

1-64000 V₁₃ 60.1

£_τ = 35.061 e_3W = 68..-928

m der 2. m der Linsen- Linsengruppe gruppe -0.452 -θ".966

-0.638 -1.331

97 4.1 23,.O4 3.90 72.51 -0.780 -1.510 wo Bezugszeichen hierin bestimmt sind. ** "

5. Varioobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass dessen Konstruktionsdaten wie folgt sind: ■

Öffnungsverhältnis:
1 : 3.4 ~ 4.1 f = 36 ^ 97 2ω = 65° ^ 24°

1. Linsengruppe

^ri 75. 447 ^dl 2.00 ⁿi 1. 80518 ^vl 25.4 ^r2 42. 735 ^d2 11.51' 1. 69680 ^V2 55.5 ^r3 12975. 874 ^d3. 0.22 ^r4 65. 482 ^d4 4.00 ⁿ3 1. 69680 ^V3 55.5

— 9 -

030 0 47/0 90 9

r₅ 112.566 d₅ 1.39 (veränderlich)

' 2. Linsengruppe

• ^r6 150.089 dg 1.70 n₄ 1.83481 V₄ 42.7

T₇ 23.526 d₇ 5.25

r₈ -56.150 dg 1.39 1I₅ 1.69680 V₅ 55.5

r₉ 20.948 d_g 1.92

r₁₀ 25.599 d_1Q 3.20 n₆ 1.80518 v_ß 25.4

r,, 247.455 d, , 24.599 (veränderlich)

* -55.704 ^d12 3. Linsengruppe ⁿ7 1.51454 ^V7 54.7 ^Γ12 -45.072 ^d13 2.21 ^r13 153.540 ^d14 0.28 n₈ . 1.60342 ^V8 38.0 ^r14 -76.018 ^d15 2.42 ^r15 23.183 ^d16 0.10 n_g ■1.80610 ^V9 40.9 ^r16 274.654 ^d17 3.51 ^r17. -86.426 ^d18 1.40 .ⁿ10 1.80518 ^V10 25.4 ^r18 33.439 ^d19 2.00 ^r19 153.931 ^d2O. 4.77 ⁿll 1.80610 40.9 ^r20 20.126 ^d21 1.17 ⁿ12 1.51633 ^V12 64.1 ^r21 -26.282 ^d22 5.90 ^r22 -257.963 ^d23 0.27 ⁿ13 1.64000 ^V13 60.1 ^r23 -103.899 2.35 ^r24

- 10 -

030047/0909

= 79. 855 d
24 ^f2 ⁼ -21.858 ^f3 ⁼ ■■ 35.946 ^eiw = 12 .068 17 ^e2W ⁼ 41.631 =.69.995 ^elT = 32 .881 3 e_2T - 20.818 f
36 ^FNO
3.4 ^d5 <
1.39 11
.60 ^£B
55.57 m der 2.
Linsen
gruppe
-0.476, . m der 3.
Linsen
gruppe
-0.947 SO 3.6 8.77 .22 61.21 -0. -1.104 97 4.1 V
22.20 .79 - 7i;69 -0. -1.408 .567 · ,870

Abstände bei Nahaufnahme

Vergrösserung -0.3X d₅ = 5.64 d_xl= 20.35.

wo Bezugszeichen hierin bestimmt sind.

- 11 -

0300A7/0909