DE3105283A1 - "linsensystem mit fokussierteil" - Google Patents

Description

Linsensystem mit Fokussierteil

Die Erfindung bezieht sich auf Objektive fester Brennweite mit Standard-Bildwinkel oder größerem Bildwinkel und insbesondere auf ein Objektiv, von' dem ein Teil axial zum Fokussieren verschiebbar ist.

Seit kurzer Zeit ist der Haupttrend bei Zentralverschluß-Kameras der Einbau eines Autofokus-Mechanismus. Herkömmliche Objektive für diese Art von Kameras sind nicht lichtstärker als 2,8 (Blendenzahl F); ein Objektiv mit einer großen relativen öffnung von mindestens F/2,0 für diese Kameras ist bis jetzt noch nicht entwickelt.

Der Grund hierfür ist, daß, da die meisten der existierenden lichtstärkeren Objektive so entworfen sind, daß sie zum Fokussieren als Einheit verschiebbar sind, die zur Durchführung der Fokussierung zu bewegende Masse so schwer

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ist, daß der Autofokus-Mechanismus ein wesentlich größeres elektrisches oder mechanisches Antriebsmoment benötigt, als es verfügbar ist.

Es ist deshalb wünschenswert, die'Fokussierung nicht mittels des Gesamtsystems, sondern lediglich mittels einer Gruppe des Linsensystems durchzuführen.

Es sind bereits einige wenige Beispiele von Objektiven ^nu-t d_er letzteren Fokussiermethode bekannt. Beispielsweise ist in der US-PS 3 020 804 die Verwendung eines "Triplet-Objektivs in Kombination mit einem Fokussierelement in Form einer positiven Einfachlinse mit einer nach vorne konvexen Krümmung beschrieben. Aufgrund dieser einfachsten Ausbildung des Fokussierelements und der nach vorne konvexen Ausbildung der Frontfläche dieses Elements ist es schwierig, die Bildfehler gut zu korrigieren und der Variationsbereich des Astigmatismus während des Fokussiervorgangs ist sehr groß. Insbesondere die Farbfehler werden durch die Einfachlinse verschlechtert. Bei einem weiteren in der US-PS 503 789 beschriebenen Beispiel wird die Fokussierung mittels einer negativen Einfachlinse bzw. einem negativen Singlet, dessen Frontfläche eine nach vorne konkave Krümmung hat, hinter einem Objektiv vom Tessar- oder Gauss-Typ durchgeführt, welches während des Fokussiervorgangs stationär bleibt. Bei diesem Linsensystem ist, wenn es zu einem lichtstarken Objektiv mit relativ großem Bildwinkel modifiziert werden soll, das Haupterfordernis für die Bildqualität nicht mit der Er-

^ou höhung der negativen Brechkraft des bewegbaren bzw. letzten Linsenelements verträglich. Deshalb muß das Fokussierelement mit ein e r derart geringen Brechkraft über einen sehr großen Weg bewegt werden, um den erforderlichen Fokussierbereich abzudecken. Da die Einfallshöhe des

aus Axialbündeln auf das bewegbare Linsenelement beim

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] Fokussieren In einem großen Ausmaß schwankt, wird der Variationsbereich des Astigmatismus beim Fokussieren stark erhöht,

Ferner fällt bei beiden vorstehend beschriebenen Beispielen der Paraxialstrahl auf das bewegbare Element in einem stark konvergierenden Zustand ein, so daß die Einfallshöhe des Paraxialstrahls auf das bewegbare Element ebenfalls in einem großen Ausmaße schwankt. Dies führt zu einem großen Variationsbereich der sphärischen Aberration beim Fokussiervorgang, wodurch es bei lichtstarken Objektiven schwierig wird, über den gesamten Fokussierbereich eine ausreichend gute Bildqualität aufrecht zu erhalten.

Eine derartige Fokussierung mit hinteren Elementen ist in der US-PS 4 045 128 sowie der US-PS 4 068 929 beschrieben. Sie beschäftigen sich jedoch mit Teleobjektiven, die sich von Objektiven mit kurzer Brennweite in der Methode unterscheiden, in der die verschiedenen Aberrationen, durch die die Bildqualität bestimmt wird, ausbalanciert sind. Folglich können nur wenige Anregungen von diesen Teleobjektiven übernommen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Objektiv zu schaffen, das lediglich zum Teil zum Durchführen der Fokussierung bewegt wird, ohne daß die sphärische Aberration verschlech-'tert wird und bei dem die Änderung der Bildfeldkrümmung auf ein Minimum beschränkt ist, so daß in der Praxis eine außerordentlich gute Abbildungsqualität über den Fokussierungsbereich erhalten bleibt.

Ferner soll ein Objektiv mit einem hohen Öffnungsverhältnis geschaffen werden. Bei einem später beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Erhöhung auf eine Blendenzahl

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(Öffnungsverhältnis) von 1:2,0 bei einem Bildwinkel 2OJ=

54 und mehr erreicht.

Darüberhinaus soll es durch die Erfindung möglich werden, r die Fokussierung bei stationär gehaltene™ Blendenverschluß (in die Blende eingebauter Verschluß) durchzuführen.

Das lichtstarke erfindungsgemäße Objektiv hat eine Blende, IQ auf deren Objektseite eine positive vordere Linsengruppe und auf deren Bildseite eine positive hintere Linsengruppe angeordnet ist; die hintere Linsengruppe weist mindestens ein zum Fokussieren axial verschiebbares Element auf; das verschiebbare Element ist aus einer Vielzahl von Linsenelementen aufgebaut, und hat eine positive Brechkraft, wobei die am stärksten divergente Fläche eine nach vorne konkave Krümmung hat.

Um ein weiteres Merkmal der Erfindung, nämlich die Verbesserung der Abbildungsqualität, zu erreichen, werden die folgenden Bedingungen aufgestellt: Bezeichnet man mit F die Brennweite des Gesamtsystems, mit FB die Brennweite des bewegbaren Linsenelements und mit FA die Gesamtbrennweite des restlichen Systems mit Ausnahme des verschiebbaren Elements, so ist bei einem bevorzugten Ausführungs -

beispiel	1	.2	/ FA/F <	.2	(D
	O	.9	^ FB/F *	.4	(2)
	' 2
ί 1

erfüllt; nimmt man ein durch die vordere Linsengruppe positiver Brechkraft im Paraxialbereich gebildetes Bild der Blende als Eintrittspupille und bezeichnet man mit HB die Gesamtsumme der Koeffizienten dritter Ordnung der Koma der bewegbaren Linsenelemente, die durch das Gesamtsystem bei einem Objektpunkt im Unendlichen erhalten

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so ist erfüllt:

IHB [^ 0.3 (3)

c Als erstes soll der Aufbau und die Anordnung des Linsensystems zur detaillierten Erklärung der Erfindung erläutert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Linsensystem Wird der Fokussiervorgang mittels eines auf der Bildseite der Blende liegenden Elements durchgeführt. Dieses

IQ Fokussierelement ist aus einer Vielzahl von Linsenele menten aufgebaut. In dem Fall, daß die Fokussierung durch eine unabhängige Bewegung in einem Teil des Gesamtsystems durchgeführt wird, ist es, soweit der Fokussierbereich betrachtet wird, vorteilhaft, lediglich eine Einfachlinse großer Brechkraft als den Teil des Gesamtsystems auszuwählen, da der Fokussierungs-Steuermechanismus im Aufbau vereinfacht werden kann. Die Bildfehlerprobleme des Linsensystems werden jedoch im Allgemeinen durch die Verwendung einer Vielzahl von Aufbau-Linsenelementen gelöst.

Deshalb führt eine eine unabhängige Bewegung einer Einfachlinse allein verwendende Lösung zur Zerstörung der Ballance der korrigierten Bildfehler und insbesondere zur Verschlechterung der chromatischen Aberrationen. Erfindungsgemäß wird die Verschlechterung der Aberrationen dadurch verhindert, daß das bewegbare bzw. verschiebbare Element - aus einer Vielzahl von Elementen aufgebaut ist. Der Grund, warum das verschiebbare Element hinter der Blende angeordnet ist, ist, daß, da die Blende während des Fokussiervorgangs stationär gehalten werden kann, sich hierdurch ein zusätzlicher Vorteil dadurch ergibt, daß keine sich bewegenden Teile aus dem Kameragehäuse freigelegt sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der von der Ver-Wendung einer Gruppe aus Linsenelementen mit positiver

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Brechkraft als Fokussierelement herrührt ist, daß ein starkes Anwachsen der Brechkraft des Fokussxerelements nicht zu einer merkbaren Verminderung der fundamentalen Abbildungsqualxtät führt und eine entsprechende Verringe rung der Gesamtbewegung des Fokussxerelements zu einem < äquivalenten Fokussierbereich führt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der von der Ausgestaltung der Linsenfläche mit der größten divergierenden Wirkung unter den Linsenflächen der bewegbaren Linsengruppe konkav nach vorne herrührt, liegt darin, daß, da die außeraxialen Aberrat ionen, wie die Koma und der Astigmatismus gut für ein Objekt im Unendlichen, d.h. am Startpunkt des Linsenentwurfs korrigiert werden können, der Varxatxonsberexch des Astigmatismus beim Fokussieren auf ein Minimum beschränkt ist. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, soll erfindungsgemäß ein (Semi-Standard) Weitwinkelobjektiv mit einer großen relativen öffnung geschaffen werden, bei dem die Fokussierung mittels eines Teils des Gesamtsystems erfolgt, so daß die zum Fokussieren zu bewegende Masse kleiner ist, als es bislang notwendig war, wobei nichts desto Trotz die verschiedenen Aberranen über den gesamten Fokussierbereich gut korrigiert sind. Es ist zu bemerken, daß der bewegbaren Linsengruppe eine

Linse geringer Brechkraft, die während des Fokussierens stationär bleibt, vorausgehen kann, oder daß diese Linse der bewegbaren Linsengruppe folgen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bi
ben. Es zeigen:

^ou spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie-

Fig. 1A bis 1C Darstellungen der Brechkraftverteilung bei Änderungen der Aberrationen, exnes Lxnsensystems.

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Fig. 2 eine Geometriebetrachtung zur Defi- . nition der Parameter , die die Änderungen der Aberrationen darstellen,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Beispiel 1 eines speziellen erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 4A bis 4C die.verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 3 bei Einstellung

auf Unendlich,

Fig. 5A bis 5C die verschiedenen Bildfehler desselben Objektivs bei Einstellung auf eine kürzere Objektentfernung von-25F,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Beispiel 2 eines speziellen erfindungsgemäßen Objektivs,
25

Fig.7A bis 7C sowie 8A bis 8C die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 6 bei Einstellung auf Unendlich bzw. auf eine kürzere Objektentfernung von-25F, .

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Beispiel 3 eines speziellen erfindungsgemäßen Objektivs,

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Fig. 1OA bis 10C sowie 11A bis 11C die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 9 bei Einstellung auf Unendlich bzw. bei Einstellung auf eine kürzere Objektentfernung von-25 F,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein Beispiel 4

eines speziellen erfindungsgemäßen Objektivs,

Fig. 13A bis 13C sowie 14A bis 14C die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 12 bei Einstellung auf Unendlich bzw. auf eine kürzere Objektentfernung von-25F, 15

Fig. 15 einen Längsschnitt durch ein Beispiel 5

eines speziellen erfindungsgemäßen Objektivs, und

16A bis 16C sowie 17A bis 17C die verschiedenen Bildfehler des Objektivs gemäß Fig. 15 bei Einstellung auf Unendlich bzw. auf eine kürzere Objektentfernung von-25F.

Zum besseren Verständnis der folgenden Erläuterung wird die bewegbare bzw. verschiebbare Linsengruppe als Gruppe B und das gesamte Linsensystem mit Ausnahme der verschiebbaren Linsengruppe als Gruppe A bezeichnet.

Die Bedingungen (1) und (2) geben eine Brechkraftverteilung an, die für einen guten Korrektionszustand der verschiedenen Bildfehler bei einem Objektpunkt im Unendlichen geeignet ist und es möglich macht, die Fokussierung mittels der Gruppe B durchzuführen. Wenn die obere Grenze

der Ungleichung (1) überschritten wird, ist die sagittale Fläche cim Rand des Bildfeldes zu stark zur positiven Seite

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-TI

bei einem Qbjektpunkt im Unendlichen gekrümmt, wodurch es schwierig wird, eine hohe Abbildungsqualität, über den Bereich des Bildwinkels bis zu 2U/ = 54° zu erzielen. Wenn die untere Grenze der Ungleichung (1) überschritten wird, erzeugt die Gruppe A eine so große negative sphärische Aberration, da.3 es schwierig wird, ein lichtstärkeres Objektiv als ein Objektiv mit einer Blendenzahi von 1,9 zu erhalten. Ferner konvergiert das auf die Gruppe B einfallende paraxiale Bündel so stark, daß die sphärische Aberration während des Fokussiervorgangs in einem großen Ausmaß schwankt.

Wenn die obere Grenze der Ungleichung der Bedingung(2) überschritten wird, wird die Gesamtbewegung der Gruppe B für einen äquivalenten Fokussierbereich so stark vergrößert, daß, wenn auf kurze Objektentfernungen, wie beispielsweise-?5F (wobei F die Brennweite des Systems ist) die Gruppen A und B sowie der Blendenmechanismus einander mechanisch berühren. Wenn die untere Grenze der Ungleichung (2) überschritten wird, wird die jmeridionale Fläche am Rand des Bildfeldes so stark zu der positiven Seite für einen Objektpunkt im Unendlichen ähnlich wie im Fall, daß die obere Grenze der Ungleichung (1) überschritten wird, gekrümmt.

Die Ungleichung gemäß Bedingung (3) ist aufgestellt, um die Änderung der Krümmung des meridionalen und des sagittalen Bildfelds im Fokussierungsbereich zu beschränken. Wenn diese Begrenzung verletzt wird, werden, wenn HB > 0 ist, und ein Fokussiervorgang bei den kürzesten Objektentfernungen durchgeführt wird, die meridiagonale und die sagittale Bildebene extrem zu der positiven Seite gekrümmt, bzw. , wenn HB < 0 ist, werden die meridionalen und die .sagittale Bildfläche extrem zu der negativen Seite ge-

35 krümmt.

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Als Regel für einen guten Korrektionszustand der Bildfehler gilt, daß die verschiedenen Aberrationen durch einen geeigneten Entwurf des Linsensystems als Ganzes korrigiert werden. Dies erlaubt, daß die das Gesamtsystem bildenden verschiedenen Linsengruppen über - bzw. unterkorrigierte Aberrationen haben, vorausgesetzt daß, daß sie in der Gesamtsumme ausbalanciert sind. Da sich die vorliegende Erfindung mit Linsensystemen mit Fokussierteilen beschäftigt , wird eine spezielle Bedingung für die Fokussier-Linsengruppe in Form einer Ungleichung gemäß Bedingung (3) aufgestellt, um eine Änderung der Bildfeldkrümmung während des Fokussxervorgangs zu verhindern. Diese Bedingung beschränkt die Form und die Charakteristik der zum Aufbau verwendeten Linsen ähnlich wie die Bedingung für die Brennweite und den Krümmungsradius der Linsenflächen. Im folgenden soll gezeigt werden, daß die Bedingung (3) für eine gute Stabilität der Aberrationskorrektur über den Fokussierbereich innerhalb des Rahmens der Bedingungen (1) und (2) geeignet ist. Zum besseren Verständnis der folgenden Diskussion werden die Konstruktionsparameter wie folgt zusammengefaßt:

(a) Die numerischen Daten der Parameter sind auf eine Brennweite f = 1.0 normalisiert;

(b) Die normalisierten Krümmungsradien der ersten bis zur letzten Linsenfläche bei Zählung von vorne werden mit

r1 bis rm bezeichnet;

Die axialen Abstände zwischen der i-ten und (i+1)-ten Linsenoberflache (Linsendicke oder Luftabstand) und der Brechungsindex des Materials dazwischen wird mit di bzw. Ni bezeichnet;

Der reduzierte axiale Luftabstand ist durch ei = di/Ni gegeben;

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Die Brechkraft der i-ten Oberfläche ist durch ^i ⁼ ££~ gegeben und insbesondere die Brechkräfte der ersten und letzten bzw,.n-ten Oberfläche durch ^, ^ ^w·*- ~ .1 und

^Y xl

(c) Als Durchrechnungsgleichungen im Paraxialbereich werden verwendet:

hierbei ist dL. der reduzierte Neigungswinkel eines eintretenden Strahls und

#·. ' der reduzierte Neigungswinkel eines austretenden Strahls.

(d) Den in (c) definierten Gleichungen werden als ursprüngliche Werte ιχ- = 0 und hl = 1 zugeordnet, wenn Strahlen des Paraxialbereichs verfolgt werden;

(e) Um die Strahlen der paraxialen Pupille von den bei der Strahldurchrechnung gemäß (d) verwendeten zu unterscheiden, werden mit a. und a. die Neigungswinkel der eintretenden und austretenden Strahlen und mit h~ die Einfallshöhen bezeichnet und die Gleichungen (c) wie folgt umge-

30 schrieben:

35 5j_ η ÖTi'_J[

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(H₁ 4-^*0'^ -

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(f) Der paraxiale Bildpunkt der Blende durch die Gruppe A wird von der ersten Fläche gemessen und sein Abstand mit T1 bezeichnet. Mit den vorgebenen ursprünglxchen Werten ix. = -1 und h- = -T₁ , kann der paraxiale Strahl aus der Pupille mittels der Gleichung (e) errechnet werden. Dann kann der Koma-Aberrationskoeffizient Hi für die i-te Oberfläche mittels der folgenden Gleichung berechnet werden:

H₁ = hi

Hierbei ist N(i -1) = 1,0, wenn i=1 und Nm = 1,0, wenn i-m gilt. Da die erste Fläche in der bewegbaren Gruppe bzw. der Gruppe B hinter der Blende die j-te ist, ergibt sich als Komakoeffizient der Gruppe B

%
H₈-Z H_io

i=j

wobei 1 die letzte Oberfläche in der bewegbaren Gruppe ist, und gilt

j < lim.

Die Eignungen der in Form der Ungleichung (3) aufgestellten Bedingung soll im folgenden in Verbindung mit . dem Koeffizienten dritter Ordnung der sphärischen Aberration, der Koma, des Astigmatismus sowie der Verzeichnung und der Petzvalsumme der Gruppen A und B, die mit IA, HA, HIA, VA und IVA sowie mit IB, HB, IHB, VB und IVB bezeichnet sind, geprüft werden.

Im folgenden soll die Änderung der Krümmung der meridio-„c nalen und sagiticxlen Bildfläche ausgedrückt als Aberrationskoeffizienten beschrieben werden.

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Wenn sich die Gruppe B bewegt/ ändert sich die Brennweite des Gesamtsystems. Die von der Bewegung der Gruppe B herrührenden geänderten Linsendaten werden nicht erneut der Normalisierurig unterzögen. Deshalb soll mit FN die Brennweite des Gesamtsystems für ein im Unendlichen liegendes Objekt, d.h. der Startpunkt des Linsenentwurfs bezeichnet werden und mit y die Bildhöhe; verwendet man den Astigmatismüs-Koeffzient III dritter Ordnung des Gesamtsystems und die Petzvalsumme IV des Gesamtsystems, so kann die Größe der Krümmung der meridionalen Ebene M und die Größe der Krümmung der sagiitalen Ebene S ausgedrückt werden durch:

Hi - j (3lil + IV) .(JL-)⁵

Da die Petzvalsumme während der Bewegung der Gruppe B un-..-. ae Ändert bleabt, versteht es sich, daß der Astigmatismus-

20 " -;■■■■■

koeffizient III die Krümmung des Bildfeldes und die Variation des Astigmatismus beherrscht.

Im folgenden soll die Größe der Änderung des Aberrationskoeffizienten bestimmt werden. Zu diesem Zwecke soll die 25

Transformation des Abeo'ationskoeffizienten nach dem Fo-

kussiervorgang betrachtet werden.

In Fig. 1A bis 1C ist die Brechkraftverteilung über das -- Linsensystem gezeigt und zwar in Fig. IA für ein im Unendlichen liegendes Objekt, wobei mit Λ die vordere Gruppe und ini'L B die verschiebbare oder hintere Gruppe und mit C die Blende bezeichnet sind.

ν,- In Fig. 1C ist die Änderung der Brechkraftverteilung gezeigt, wenn die Gruppe B in Richtung auf die Gruppe A um

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] eine Entfernung χ zur Fokussierung auf eine kürzere Objektentfernung verschoben wird, wobei der Abstand der Gruppe A zum Brennpunkt Q konstant gehalten wird.

Der Aharrationskoeffizient wird dann wie folgt transformiert:

(a) Bei ungeändert im Unendlichen verbleibenden Objektpunkten wird die Blende um χ in Richtung auf die Gruppe B verschoben, wie dies in Fig. 1B gezeigt ist, wodurch die Gruppe B einer Transformation in der Puoillenverschiebung unterzogen wird. Der transformierte Aberrationskoeffizient für die Gruppe B wird durch IIBP ausgedrückt.

(b) Wenn der Objektpunkt sich in einer kürzeren Entfernung befindet und die Blende E und die Gruppe B gleichzeitig um χ in Richtung auf die Gruppe A verschoben werden, wie dies in Fig. 1c gezeigt ist, wird die Gruppe A einer Objektverschiebungs-Transformation unterzogen. Der transformierte Aperatxonskoeffizient ist durch ΙΙΙΑΘ gegeben. Die Gruppe B wird, nachdem sie einer Pupillenverschiebungs-Transformation unterzogen worden ist, einer weiteren Transformation aufgrund der Objektverschiebung unterzogen. Der resultierende Aperatxonskoeffzient ist durch ΙΙΙΒΘ gegeben. Damit ergibt sich als transformierter Koeffizient des Gesamtsystems nach diesen Verschiebungen: ΙΙΙΘ = ΙΙΙΑΘ + ΙΙΙΒΘ.

Die einzelnen Terme dieser Gleichung für die Transformation sind wie folgt definiert:

Gruppe A ΐΐχ_Αθ « IHA - <S_A<^2VA ⁺ (⁵Jl'>* " ^(δ

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] Hierbei ist 11IA der Aperationskoef fizx.ent für unendliche Objektentfernung.

6_k - Si (h_Aa_A0 - h_Ae*ft> (5) ' ■

⁰A

— : Reduzierter Neigungswinkel eines paraxialen Pupillenstrahls, der vor der Objektverschiebung auf die.Gruppe

A einfällt, . ■

O(_Ä_: Reduzierter Neigungswinkel eines paraxialen Pupillenstrahls, der auf die Gruppe A nach der Objektverschiebung einfällt,

'5 ti: Einfallshöhe eines paraxialen Objektstrahls auf die Gruppe A vor der Objektverschiebung,

&( : Reduzierter Neigungswinkel eines paraxialen Objektstrahls auf die Gruppe A vor der Objektverschiebung, 20

h_A„: Einfallshöhe eines paraxialen Objektstrahls auf die Gruppe A nach der Objektverschiebung,

°<_Λβ: Reduzierter Neigungswinkel eines auf die Gruppe A

nach der Objektverschiebung einfallenden paraxialen

. Objektstrahls,

(X-¹: Reduzierter Neigungswinkel eines paraxialen Pupillenstrahls,, der aus der Gruppe A vor der Objektverschie¹-bung austritt,

ISA: Sphärischer frheri ationskoef f izient der Pupille der Gruppe A und

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] VA : Verzeichnungskoeffizient der Gruppe A.

Bei der Berechnung des Abar^ationskoeffzienten werden als ursprüngliche Werte <*_Ä = -1, r, = 1 und Of = 0 genommen. c Dann erhält man

hierbei ist

.-θ: Abstand des Hauptpunktes des Linsengesamtsystems vom

Objektpunkt und 15

g : Abstand der Eintrittspupille des Linsengesamtsystems vom Objektpunkt.

Somit hängt L lediglich vom Abstand ab, und man findet: 20

<Tß < 0, and &[f ζ. 0

In der Praxis ergibt die Brechkraftverteilungscharakteristik gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn eine Fokussierung auf eine Objektentfernung (vom Objektpunkt zum Bildpunkt , von -25F) durchgeführt wird:

Doshalb wird Gleichung (4): 30

e 11IA -

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Im folgenden soll auf Fig . 2 Bezug genommen werden; da die Gruppe A eine Brennweite FA hat, ist die Brechkraft der Gruppe A gegeben durch ψ^ =* 1/FA, ^{; da die Gru}PP^{e B} eine Brennweite FB hat, ist die Brechkraft der Gruppe B gegeben durch f$ =? 1/Fß . Ferner ist der Abstand des hinteren Hauptpunktes der Gruppe A von der.Blende durch tA und der Abstand vom vorderen Hauptpunkt der Gruppe B zu der Blende durch tB gegeben; nimmt man die Richtung, in der die Strahlen ankommen positiv, so ergibt sich:

SV« ss -1/(1 -Ψλ^α) · ^{Für die} erfindungsgemäß gegebene Brechkraftverteilungscharakteristik findet man:

c^¹ =-1,2 bis -1,8.

Da ferner die Gruppe A eine positive Linsengruppe vor der Blende ist, erhält man VA <· 0. Die gewünschte Gleichung für die Größe der Änderungen des Aperationskoeffizienten der Gruppe-A ergibt sich als: ·

20 ΔΙΙΙΑΘ - IIIAÖ -

Im folgenden soll die Gruppe B betrachtet werden. Der

Aberrationskoeffizient für ein im unendlichen liegendes

Objekt sei IIIB; dann erhält man:

_{+ r&Ij:B} (7)

mit . -

g (8)

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CKr-,- Reduzierter Neigungswinkel eines paraxial auf die

jD

Gruppe B vor der Verschiebung der Blende einfallenden Pupillenstrahls,

<X_Rp: Reduzierter Neigungswinkel eines auf die Gruppe B nach Verschiebung der Blende einfallenden paraxialen Pupillenstrahls,

c< : Reduzierter Neigungswinkel eines auf die Gruppe B vor Verschiebung der Blende einfallenden paraxialen Obj ektstrahls,

HB: Koma-Koeffizient der Gruppe B vor Verschiebung der

Blende, 15 und

IB: Koeffizient für die sphärische Aberration der Gruppe

B vor Verschiebung der Blende.

Damit ergibt sich 20

ΙΙΙΒΘ * HI₈P - S_B(2V_BP+ (^BP¹)² ~ (^p) ^Z) +-<5_B ²I*_ßp .. (5)

mit

und für den Pupillen-transformierten Verzeichnungskoeffizient der Gruppe.B

V_BP - V₈ - r_B (311Iß + IVg) + 2r_B ²II_B (11)

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■21- DE 1038

1 rait

of: Reduzierter Neigungswinkel des auf die Gruppe B einfallenden paraxialen Pupillenstrahls, nachdem die Blende und der Objektpunkt verschoben sind,

h : Einfallshöhe eines paraxialen Objektstrahls auf die Gruppe B nach Verschiebung der Blende,

hB ': Einfallshöhe eines paraxialen Objektstrahls auf die θ

10 Gruppe B nach Verschiebung der Blende und Verschiebung des Objektpunktes,

W p_< Reduzierter Neigungswinkel eines auf die Gruppe B nach Verschiebung der Blende einfallenden paraxialen ObjektStrahles,

O(_Bn: Reduzierter Neigungswinkel eines auf die Gruppe B nach Verschiebung der Blende und nach Verschieben des Objektpunktes auf die Gruppe B einfallenden Objektstrahles,

όζ'_Βρ: Reduzierter Neigungswinkel eines aus der Gruppe B

nach Verschiebung der Blende austretenden paraxialen Pupillenstrahls,
25

VB: Verzeichnungskoeffizient der Gruppe B vor Verschiebung der Blende,

IVB: Petzvalsumme der Gruppe B, und

Ig_p: Sphärische Aperation der Pupille der Gruppe B nach Verschiebung der Blende.

Betrachtet man die durch die Gleichungen (8) und (10) ausgedrückten Verschiebungsparameter, so erhält man, da <*

OC ^B

^OJ einen von der Brechkraftverteilung über die Gruppe B

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und der Lage der Blende abhängigen Wert annimmt, in Verbindung mit Fig. 2:

⁵A ~ ⁵S ^s "

und, wenn man die Bezeichnungen t und t einführt, nachdem lediglich die Blende um t bzw» t_nt) verschoben worden

£\. -Dir

ist

AP BP ~ ΨΑ '

und findet

Die Brechkraftverteilungscharakteristik gemäß der Erfindung ergibt 6 _Rp = 0,11 bis 0,17 , wenn der Fokussiervorgang bei kleinen Objektentfernungen wie beispielsweise -25F durchgeführt wird. Deshalb kann man gefahrlos setzen:

«ς² - »■

Die Größe ο nimmt einen Wert in Abhängigkeit von der Brechkraftverteilung über die Gruppe B und chtT Lage der Blende an. Bei der Brechkraftverteilungscharakteristik der Erfindung erhält man h_ßp < h _ und oc < Of _; deshalb findet man 6 ^ 0. Für Objektentfernungen von -25F bestimmt man ·:/_ = -0,056; deshalb kann man gefahrlos setzen 6 J- = o.

Setzt man diesen "Null-Wert" des Verschiebungsparameters in die Gleichungen (7) und (9) ein und die Gleichung (7)

in die Gleichung (9), so erhält man: 35

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ΙΙΙ_ΒΘ * HIß - 2r_ßII_B■- 2 · d_ß {V_B - r_B(3HI_ß + IV_B) }

-23- DE 1038 1

Die gewünschte Gleichung für die Größe der Änderung des Abberationskoeffizienten der Gruppe B wird gefunden als:

AiH₈₀ = ιιι_βθ - iii_B. 10

Da ei = 0,11 bis 0,17 und da die erfindungsgemäße Brecl kraftverteilungscharakteristik ergibt

I V₈ j >> J £τ>(3ΐίΐβ + IYg) j / 15 '

vereinfacht sich der dritte Term bzw. vereinfacht sich

-2£_Br^vB * $b(3Iii_b + ^T^" ^zu "'*

Der vierte Term bzw.

vereinfacht sich, da

25 ^BP " ³BP ⁺ ^Bi⁵BP ¹BP) and %p = -J/(l - ψ_Α t_AP)

und da die Brechkraftverteilungscharakteristik der Er-• findung

(«4p)² - (a&p)² = -1 to -1.4, />/,

zu -ό _x k.

Durch Umordnen der vorstehenden Gleichungen erhält man

endgültig: 35

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-24- DE 1038 = ΔΙΙΙ_ΑΘ ⁺ ΛΙΙΙ_ΒΘ Φ -2ί_Λν_Α - θ_Α{ (ά\_Α) ² - 1} -2r_BII₆ - 2<S_BV_B

- S_B · Ji (13)

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Brechkraftverteilung durch die Bedingungen (1) und (2) in gegeben. Da innerhalb dieses Rahmens VA χ VB <0 ist und aus der Bedingung für die Korrektur der Verzeichnung VA+ VB = 0 erhält man, wenn man als Mittelwerte nimmt VA = -1,4, 6 _A = -0,042 und cf_ß = -0,056, -2(5_AV_A + 6q J = 0.04

Da ferner <f = 0,11 bis =0,17, Ti¹ _K = -1,2 bis-1,8 und k =

-1 bis -1,4 erhält man, wenn man als Mittelwert ό = 0,14

#' = -1,5 und k = -1,2 nimmt, Am = 0 und als Mittelwert II_ß = 0,09.

Durch die vorstehenden Ausführungen ist offensichtlich, daß die Gesamtsumme des Komakoeffizienten der Gruppe B eine wesentliche Rolle für die Änderung des Astigmatismus beim Fokussiervorgang spielt.

Die neue Erkenntnis, die sich aus der vorstehenden theoretischen Analyse des Linsensystems mit der durch die Bedingungen (1) und (2) definierten Brechkraftverteilung ergibt, ermöglicht die erfindungsgemäße Aufstellung einer dritten Bedingung, die durch !ll_ß \ < 0,3 definiert ist, wodurch der Variationsbereich des Astigmatismus-Koeffizienten des gesamten Systems auf ein Minimum, das sich als akzeptabel herausgestellt hat, beschränkt ist.

Es ist zu beachten, daß die Tatsache, daß die am stärksten divergierende Fläche in der bewegbaren Linsengruppe mit xhrer konkaven Krümmung nach vorne zeigt, wesentlich für

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1 die Erfüllung der Bedingung \ II j. <L 0,3 ist.

Ansonsten ist es äußerst schwierig, die Erfüllung der Bedingung !1I_n | < 0,3 zu erzielen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

Die erste Linse ist eine positive Linse, deren Frontfläche die stärkste konvexe Krümmung nach vorne hat; die zweite Linse ist eine positive Linse, deren Frontfläche die am stärksten konvexe Krümmung nach vorne hat; die dritte Linse ist eine negative Linse, deren Rückfläche die am stärksten konkave Krümmung nach hinten hat, die zweite und die dritte Linse sind miteinander verkittet; die erste bis dritte Linse sind stationär in Bezug auf die Blende. Die vierte Linse ist eine negative Linse, deren Frontfläche die am stärksten konkave Krümmung nach vorne hat; die

20' fünfte Linse ist eine positive Linse, die vierte und fünfte Linse sind miteinander verkittet; die sechste Linse ist eine positive Linse; die vierte bis sechste Linse werden miteinander zur Durchführung der Fokussierung bewegt.

Tabelle 1 zeigt die numerischen Daten, entsprechend denen ein spezielles Linsensystem aufgebaut werden kann; alle Werte sind auf eine Brennweite F=1 normalisiert; Tabelle zeigt die Aberrationskoeffizienten des Linsensystems, wenn auf "Unendlich" und auf eine Objektdistanz von -25 fokus-

³⁰ siert ist.

Fig. 3 zeigt einen Linsenschnitt. Die Fig. 4A bis 4C zeigen die ^berrationskurven bei im Unendlichen befindlichen Objekten. Bei diesen Aberrationskurven und denen, die in

Verbindung mit den folgenden Beispielen von Ausführungs-

130063/0636

DE 1038

beispielen der Erfindung ist ciie sphärische Aberration in Bezug auf die d-Linie (mit d bezeichnet) sowie die g-Linie (mit g bezeichnet) und die mit S.C. dargestellte Sinusbedingung dargestellt; der Astigmatismus ist lediglieh in Bezug auf die d-Linie für die meridionale Bildfläche (bezeichnet mit M) und die sagittale Bildfläche (bezeichnet mit S) dargestellt; die Verzeichnung ist ebenfalls lediglich in Bezug auf die d-Linie dargestellt..

Die Fig. 5A bis 5C zeigen die AbeTrationskurven bei einem Objekt bei -25; die relative öffnung ist durch die effektive Blendenzahl F gegeben.

Tabelle 1

Brennweite

	Gruppe A:	1.71480	D	ν	d	Nd
	Gruppe B:	1.06965	0.0 0432	40	.9	1.3061?
	Il	0.00250			1.
1	0.5919C	0.10557	60	.7	1.G0311
2	1.42 81F.	Ü.02000	31	.1	1.68393
3	0.30726	0.12536 } 0.2 641 0.13C75			1.
4	0.84121	0.02250	32.	.1	1.67270
ς	0.23147 0.0	0.06925	40.	,9	1.80610
r	-0.334 43	0.00250			1.
7	-5.39330	0.09752	49.	6	1.77250
ε	-0.55177				1.
	-35.37000
	-0.G3254

130063/0636

1 Von der Fläche _R5 _zur Blende = 0,1254

Gesamtverschiebung der Gruppe B (kürzeste Objektentfernung von der Filmebene = -25) = 0,06047

Brennweite F = 1.0000090

5 T. = 0.43142386 (von der ersten Fläche zur

Eintrittspupille)

Hintere Brennweite = 0,52823598. 10

130063/0636

O ι η c ο ρ ο

-28- DE 1038

Tabelle 2

Objektpunkt im Unendlichen

III IV V Is

1 1.191219 0.191258 0.030708 0.753950 0.125932 -0.0162S1

2 0.C12263 -0.0704G2 0.502033 -0.312512 -1.212G33 0.41-1310

3 0.9320G0 0.09G3G8 0.010437 1.224427 0.130993 -0.011184

4 -0.085G17 0.116868 -0.159528 0.037680 0.166325 -0.043644

5 -1.795593 -0.4934GO -0.135611 »1.762271 -0.521571 0.075101

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

6 -2.367147 0.924445 -0.361025 -1.202548 0.610G24 0.141738

7 0.002136 0.010374 0.050391 -0.008187 0.205004 0.082912 S 0.552896 -0.372708 0.251243 0.808896 -·0.71Ί641 -0.248708 9 -0.012295 0.058549 -0.278317 -0.012116 1.385457 0.729261

1.975922 -0.398470 0.080356 0.689020 -0.155154 -0.032743

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.405CM3 0.057263 -0.0097G2 0.216338 0.020386 1.090753

II III IV V Ia

Gruppe A 0.25453 -0.16493 0.24809 -0.05873 -1.31090 0.41829

Gruppe 3 0.15151 0.22219-0.25785 0.27506 1.3312? 0.67246 Z 0.40584 0.05726· -0.00976 O.ZL634 0.0ZO39 1.09075

Objektpunkt bei -25 von der ^ilmebene:

T. II III IV V Is

Gruppe A 0.2S15Z -0.18022 0.19597 -0.05873 -1.26044 0.39712 Gruppe B 0.29936 0.17598-0.22960 0.27S06 1.25939 0.32097 £ 0.55089 -0.0U425 -0.03363 0.21634 -0.00104 0.71809

ΔΙΙΙ = -0.02387

130063/0636

Dieses Beispiel ist im Linsenaufbau ähnlich wie das Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die zweite und die dritte Linse nicht miteinander verkittet sind.

In Tabelle 3 sind die numerischen Daten der Konstruktionsparameter aufgelistet. Tabelle 4 zeigt die Aberrationskoeffizienten für Objektpunkte im Unendlichen und bei -25.

Fig. 6 zeigt einen Linsenschnitt, Fig. 7 zeigen die Aberrationskurven bei Einstellung auf -Unendlich und

Fig. 8 zeigen die Abberationskurven bei Fokussierung auf -25.

13&063/0636

-30- DE 1038

Tabelle Brennweite

Gruppe λ _: 1.ΰ 5 Gruppe B: 1.05495

vd

1	0.58828	0.0 8629	40	.'.)	1.30610
2	1.42115	0.00250			1.
~>	0.30421	0.10346	60	.7	1.60311
4	0.35400	0.00065			1.
5	0.34111	0.02000	31	.1	1.68893
G	0.22 860	0.12 414 } 0.2723 0.14014			1. 1.
7	-0.32074	0.02250	3 2	.1	1.67270
8	-6.92733	0.07435	40	.9	1.80610
9	-0.53667	0.00250			1.
10	-25.61956	0.09827	49	.6	1.77250
11	-0.63830				1.

Axialabstand zwischen R6 und Blende:

0.12 41

'".G£5ar.vtverschiebunq der Grunne B (Fokussierung auf Q 0 6092

-25) ;

Brennweite _F . 1.0000102

T₁ : 0.43CS3668

Rückwärtige Brennweite q

130063/0636

Tabelle 4

Objektpunkt bei -Unendlich

I II III IV V Is

1 1.213784 ü.191109 0.030090 0.750681 0.124191 -0.015815

2 0.013037 -0.001671 0.509668 -0.314057 -1.220716 0.415308

3 0.951149 0.100035 0.010521 1.236690 0.131172 -0.011112

4 1.3420G0 -1.782238 2.366788 -0.440532 -2.558043 o'.684896

5 -1.402272 1.877289 -2.513217 0.484968 2.715316 -0.722678

6 -1.847390 -0.502157 -0.136496 -1.784342 -0.522122 0.074579

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

7 -2.373349 0.367995 -0.317449 -1.223355 0.5G3512 0.132581

8 0.002C44 0.012004 0.054503 -0.006374 0.218521 0.095789 y 0.601020 -ü.366833 0.223897 0.831645 -0.644251 -0.226314

-0.015454 0.067229 -0.292459 -0.017011 1.346265 0.766074

1.898335 -0.330045 0.057382 0.682790 -0.128686 -0.024009 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.383614 n.052717 -0.006774 0.209102 0.025159 1.169299

IX III IV V Is

Gruppe A 0.27042 -0.19763 0.26735 -0.05859 -1.33020 0.42518 Gruppe B o.11320 0.25025 -0.27413 0.26769 1.3553C 0.74412 ö.38361 0.05272 -0.00677 0.20910 0.02516 1.16930

Objektpunkt bei -25

II III IV V Is

Gruppe A. 0.26103 -0.2.1101 0.21411 -0.05859 -1.28430 0.40704 Gruppe B _0#25805 0.21050 -0.25530 0.26769 1.29747 0.38502

0.51909 -Ü.00052 -0.04118 0.20910 0.01317 0.79206

AIII - -0.03441

130063/0636

1 Bojspiel 3

Die erste Linse ist eine positive Linse, deren Frontfläche die am stärksten konvexe Krümmung nach vorne hat; die zweite Linse ist eine positive Linse, deren Frontfläche die am stärksten konvexe Krümmung nach vorne hat; die dritte Linse ist eine negative Linse, deren Rückfläche die am stärksten konkave Krümmung nach hinten hat; die erste bis dritte Linse sind stationär in Bezug auf die Blende, während ides Fokussiervorgangs. Die vierte Linse ist eine Meniskuslinse, deren strengste konkave Krümmung nach vorne ist. Die fünfte Linse ist eine negative Linse, die sechste Linse ist eine positive Linse. Die fünfte und sechste Linse sind miteinander verkittet.

Die vierte bis sechste Linse werden miteinander zum Durchführen der Fokussierung bewegt.

In Tabelle 5 sind die numerischen Daten der Konstruktionsparameter aufgelistet; Tabelle 6 zeigt die Aberrationskoeffizienten der Objektpunkte bei -Unendlich und bei -25. Fig. 9 zeigt einen Linsenschnitt. Fig. 10 zeigt die Ab^errationskurven bei Fokussierung auf -Unendlich; Fig.11 zeigt die Abberationskurven bei -25.

130063/0636

-33- DE 1038

Tabelle Brennweite

Grupoe Λ: 1.69134 Gruppe 3: 1.10 82

	R	D	Vd	MJ
1	0.55640	0.09565	40.9	1.80610
2	1.40537	0.002 41		1.
3	0.30764	0.09779	50.9	1.65844
4	0.72123	0.00376		1.
5	0.73664	0.02 410	2 C. 6	1.76182
6	0.22933	0.24161		1.
7	-0.33772	0.04034	31.1	1.63893
8	-0.42778	0.00241		1.
O	-3.1839Ί	0.02410	42.8	1.56732
10	0.83100	0.11878	49.4	1.74320
11	-0.65939			1.

Axialabstand zwischen R5 und Blende: 0.120

Gesamtverschiebung der Gruppe B (Pokussierunrf auf -25)0.06145

F : 1.0000041 T₁ : 0.45027373 35 Rückwärtige Brennweite ^: 0.51693805

130063/0636

	1	1.	I	. -34-	0	III	**	DE 103£	0.	3	V	105283	-1.43477	Is
	2	0.	43Ί059	Tabelle 6	0	.016158			-1.		086345		1.29979	008083
	3	0.	030164	bei -°°:	0	.617103			0,		354744		-0.13497	.478599
	4	1.	522301	II	2	.009270		IV	*■* ·	173168			017556
	5	-1.	175001	0.152255	-2	.466393	0.	802161	3.	775796	-0.		781275
	G	— 1	492471	-0.136435	-0	.784194	-0.	317584	-0.	051954	0.	847145
Objektnunkt	7	-2.	505713	0.069583	-0	.139429	1.	2905 4 8	0.	616194	-0.	093907
	8	0.	216482	-1.702355	0	.452975	-0.	550481	-0.	750800	0.	176736
9	-0.	946597	2.0384 62	-0	.344450	0.	549690	1.	782984	-0.	228700
10	0.	045568	-0.458192	0	.343654	-1.	885512	0.	255943	0.	515912
11	1.	006718	1.002004	0	.048003	-1.	207832	-0.	335390	0.	179394
	0.	562859	-0.571013	0	.161136	0.	953543	0.	259353	~0.	081498
Z	0.	0	0.125139	-0	.0	-0.	113686	-n.	0	0.	0
		418064	0.017958		.057739	0.	0774G6		1349 72	0.	042841
	GruD?e A:		-0.501830	0-16394 -0.03668		0.	646572	-0.11118		-0.
	Gruppe B:	I	0.0	0.25412 0.07226	III	0.	0	0.35606	V	0.	Is
V L		0.035576	0.41806 0.03558	0.	244886	0.24489	1.	0.48100
							0.56184
II		IV		1.042S4
	0.18530
	-0.24304
-0.05774

Objektpunkt bei -25:

I J-I III IV V

(!nmne A: 0.18199 "0.06134 0.13010 -0.11110 -1.36328 0.44652 Gruppe ¹B: 0.39954 -0.00655 -0.16578 0.35606 1.18069 0.18169 E 0.58154 -0.06790 -0.03569 0.24489 -0.18259 0.62821

ΔΙΙΙ =- +0.0221

121063/0636

-j Beispiel 4

Dieses Beispiel ist im Linsenaufbau ähnlich wie im Beispiel 3 mit der Ausnahme, daß die zweite und dritte Linse nicht miteinander verkittet sind.
5

In Tabelle 7 sind die numerischen Daten der Konstruktionsparameter aufgelistet; Tabelle 8 zeigt die Aberrationskoeffizienten für Objektpunkte bei -Unendlich und bei -25.

10 Fig. 12 zeigt einen Linsenschnitt; Fig. 13 zeigt die

Aberrationskurven bei Fokussierung auf -Unendlich; Fig.14 zeigt die Aberrationskurven bei Fokussierung auf -25.

13ÖO63/0636

DE 1038

	Gruppe Λ:	Tabelle 7	Vd	1.	77250
	Grupne <1:	Brennweite 1.43C70	43.6	1.
	R	1.23316		1.	65844
	0.57993	D	SO. 9	1.	69895
1	1.40323	0.09311	30.1	1. 1.
2	0.31778	Ü.00241		1.	69895
3	1.74457	0.11783	30.1	1.
4	0.23206 ϋ.ΰ	0.02410		1.	56732
5	-0.27501	0.120 4 3 } 0.2 612 0.14072	42.θ	1.	73500
C	-0.32354	0.04072	49.8	1.
7	-4.7524'J	0.0 432
0	0.78G93	U. 02410
Γ)	-0.83478	0.12434

Luftabstand zwischen R5 und Blende

0.1205

Gesantverschiebunq der Gruine B (Fokussierung auf / 0.07465

1.0000011

Γ :

T₁ : 0.47804431 Rückwärtige Brennweiteo.4 4092032

13Ö063/0636

	Obj ektnunkt	I	-37-	III	DE 1038	3105283	ν	Is
	J		Tabelle 8	0.013086			0.077899	-0.007060
	1.260696	bei · -03:	0.523666			-1.276703	0.481016
	0.016334	II	0.006506	IV	0.124958	-0.010265
1	0.657211	0.128441	-0.123366	0.751520	0.112239	-0.034057
2	-0.129792	-0.0Si2627	-0.115629	-0.297839	-0.652708	0.107351
3	-0.967964	0.065391	0.0	1.249376	0.0	0.0
4	0.0	0.126538	-0.298763	0.008241	0.566068	0.130649
5	-2.983653	-0.334552	0.210457	-1.772860	-0.504570	-0.129463
	1.815539	0.0	-0.432421	0.0	1.2-22862	0.6 65811
G	-0.074796	0.944933	0.002579	-1.491608	0.33 50.12	0.241998
7	0.000151	-0.618145	0.179262	1.271547	--0.30CJ553	-0.137212
β	0.935896	0.179843	0.0	-0.076164	0.0	0.0
9	0.0	0.000C23	-0.034623	0.078359	-0.295497	1.30875 8
10	0.524722	-0.409598		0.507474
	0.0	0.0	III IV V	Ic
Z	-0.009152	0.228045
	II

Grupne 4; 0.83654 -0.10681 0.30426 -0.06156 -1.61432 Q.

: -0.31181 0.09765 -0.33889 0.28961 1.31882 O.7717S 0.52472 -0.00915 -0.03462 0.22805 -0.29550 1.30876

Objektpunkt bei -25:

II III IV V Ια

Gruppe A: 0.87579 -0.12412 0.24239 -0.06256 -1.55552 0.51250 : -0.36228 0.12672 -0.27491 0.28961 1.24245 0.23382. 0.51351 0.00260 -0.03252 0.2.2805 -0.31307 0.74632-

AIII « 0.0021

130063/0636

-38- DE 1038 Beisoiel 5

Dieses Beispiel ist im Aufbau ähnlich wie Beispiel 3. In Tabelle 9 sind die numerischen Daten der Konstruktionsparameter aufgelistet; Tabelle 10 zeigt die Aberrationskoeffizienten für Objektpunkte bei -Unendlich und bei -25.

Fig. 15 zeigt einen Linsenschnitt, Fig. 16 zeigt die Abe-^rationskurven bei Fokussierung auf -Unendlich, Fig. 17 zeigt die Aberrationskurven bei Fokussierung auf -25.

Tabelle 9

	Grunne Λ:	Brennweite	VcJ	Md
	Gruppe B:	1.9G851	49.6	1.77250
	R	1.11410		1.
	0.G6G0Q	D	49.6	1.77250
1	1.31117	0.06S35		1.
2	0.32159	0.00241	31.2	1.66*369
3	0.77484	0.09786		1. 1.
4	0.93215	0.00668	32.9	1.64991
5	0.23006 0.0	0.02410		1.
G	-0.39622	0.10843 } 0.2180 0.10954	42.8	1.56732
7	-0.53656	0.03086	52.3	1.71880
3	-5.739S2	0.00241		1-
θ	0.73675	0.02410
10	-0.64677	0.12578
11	0.61467

Axialer Luftabstand zwischen R6 und Blende:

0.10 84

Gesamtverschiebung der Gruppe B(Fokussierung auf -25) 0.05526

F : 0.99995981

T₁: 0.36425634

Rückwärtige Bronnweite 0.61467430

t3ÖO63/O636

-39- DE 1038

Tabelle 10

Objektounkt bei ~α>_:

11 III

1 0.832326 0.251150 O.O7S"733 0.654387 Ω.22Ω325 -0.040917

2 0.003763 0.028743 0.219558 -0.332389 -0.861891 0.245711

3 1.714596 0.209197 0.025524 Ί.353524 0.168257 -Q-. 015603

4 1.064622. -1.519164 2.1(57774-0.562466-2.290698 0.526996

5 -1.399058 1.759558-2.212949 0.427958 2.244935 -0.SO3678 G -2.. 462402 -0.697057 -0.197323 -1.733995" -0.546718 0.071480

0.0 0.0 0-0 0.0 0.0 0.0

7 -1.957574 0.980821 -Q-. 491430 -0.994141 0.744329 0.145790

8 0.592523 -0.462733 0.361373 0.734123 -0.855532 -0.208147

9 -0-014457 0.058155 -0.233941 -0.063062 1.194761 0.358399

0.027698 0.046550 0.078236 0.076322 0.259759 0.100093

2.087437 -0.637370 0.194612 0.646591 -Ω.256850 -0.069637 Z 0.489473 0.017849 -0.012781 0.206850 0.020677 0.610486

	τ	Il	0 -0	III	-0 0	r ·* τ -L J	-1- 1.	V	0. 0.	Is
	: -σ.24615 : 0.73563	0.03243 -0.01458		.07837 .09115	.1929Sf .S99S3		06579 0S647		28399 32650
Gruppe Λ Grunne '■'>

0.48947 0.01765" -0.01278 0-20685 0.02068 0.61049

Objektpunkt bei -?.'.>;

I IT III TV V In

ppa'v: -Q.25S90 0,00202 0.03689 -0.19298 -1.00556 0.25847 Gruppe·.: 0.97366 -0.13054 -0.00776 0.39983 0.943S7 0.03995 0.71675" -0.L2852 0.02913 0.2(5685 -0.0 6200 0.34846

130063/0638

DE 1038

Die Werte der Faktoren und Terme FA/F, FB/F, HB, OC'_A und A, III θ sind in Tabelle 11 aufgelistet.

	Beispiell	FA/F	Tabelle 11	11B	-1.53117	AIII0
5	Z	1.715		0.22219	-1.53493	-0.02387
	1	1.697	*VF	0.25035	-1.58449	-0.03441
	A	1.692	1.067	0.0 7226	-1.64385	0.0221
10	5	1.437	1.055"	0.Ü97S6	-1.4S390	0.0021
		2.035	1.108	-0.04435		0.0343
		1.239
	1.09?

Betrachtet man die Werte von H_B, so ergibt sichiBeispiel 2 > Beispiel 1 > größer Beispiel 4 > größer Beispiel 3 > Beispiel 5; man findet, daß Δ IHo Werte in entsprechend on umgekehrter Reihenfolge annimmt, d.h. Beispiel 2 <Beispiel 1< Beispiel 4< Beispiel 3 < Beispiel 5.

Ferner findet man eine weitere Beziehung; wie man aus den Aberrationskurven erkennt, ist bei Einstellung auf die kürzeste Entfernung das meridionale Bildfeld am stärksten zu der positiven Seite im Beispiel 2 und am stärksten zu der negativen Seite in Beispiel 5 gekrümmt.

Aus diesen Tatsachen ist es ersichtlich, daß die Ungleichung für die Bedingungen, die wi>j gewünscht aufgestellt worden ist, bed der vorliegenden Erfindung außerordentlich vorteilhaft ist.

Bei den Beispielen 1 bis 5 werden alle hinter der Blende liegenden Linsenkomponenten als bewegbare Gruppe gemein-

130083/0638

-41- DE 1038

sam bewegt. Es ist jedoch auch möglich, daß durch das Vorsehen einer Linsenkomponente mit geringer Brechkraft, die stationär hinter den bewegbaren Linsenkomponenten während des Fokussiervorgangs ist, die verbleibenden Aber_rationen stabil über den Pokussierbereich gehalten werden, vorausgesetzt, daß die erfindungsgemäßen Ungleichungen erfüllt sind. Es versteht sich von selbst, daß eine derartige Modifikation innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens liegt.

Tabelle 12 gibt einen weiteren Beweis, daß die Transformationsgleichungen für die Änderung der Ab^er!rationen, wie sie in der vorliegenden Erfindung gezeigt worden sind, korrekt sind; hierbei wird Beispiel 1 mit einem konventionellen Objektiv ähnlichen Aufbaus verglichen, wie es beispielsweise in der DE-PS 10 95 539 beschrieben ist. Die mittels der Transformationsgleichungen kalkulierten Werte stehen in guter Übereinstimmung mit den kalkulierten Werten, die nicht auf den Transformationsgleichungen

20 basieren.

138063/0636

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-1.245314	-L. 113135"
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0.090102	0.0769413
0.0241	-0-01947
0.02873	-0.07308
-0.07414

Beschrieben wird ein Objektiv mit einer vorderen Linsengruppe positiver Brechkraft, die von einer Blende gefolgt ist, und einer hinteren Linsengruppe positiver Brechkraft, die axial zum Fokussieren bewegbar ist und aus einer Vielzahl von Elementen besteht, deren am stärksten divergierende Oberfläche eine konkave Krümmung nach vorne hat.

13Ö063/0636

Claims (4)

1. « RfVu ι iMY» m ICiKiMiS'' *""* .**<>-""- - Patentanwälte und DÜHLING IVlNNE ._-.. _: ; . .. Vertreter beim EPA

   GnilPF - Ppiimämw ' *"" ***""" "■ Dipl.-Ing. H.Tiedtke

   \3RUPE Γ ELLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling

   Dipl.-Ing. R. Kinne ' Dipl.-Ing. R Grupe

   O Λ O C OO 3 Dipl.-Ing. B. Pell mann

   _y_ Bavariaring 4, Postfach 20 2403

   8000 München 2

   Tel.: 089-53 9653

   Telex: 5-24845 tipat

   cable: Germaniapatent München

   13. Februar 1981 DE 1038

   Patentansprüche

   1 Λ Linsensystem mit Fokussierteil, gekennzeichnet durch eine vordere Linseneinrichtung, die positive Brechkraft hat, und stationär gehalten wird, eine feststehende Blende, die auf der Bildseite der vorderen Linseneinrichtung angeordnet ist, und eine hintere Linseneinrichtung, die auf der Bildseite der Blende angeordnet ist, wobei die hintere Linseneinrichtung eine axial verschiebbare Linsengruppe - ·« zum Fokussieren aufweist, die aus einer Vielzahl von Linsen besteht und positive Brechkraft hat, wobei die * am stärksten divergierende Fläche in dieser Gruppe eine konkave Krümmung nach vorne hat.
2. 2. Linsensystem nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen:

   1,2 < FA/F < 2,2
   0,9 < FB/F < 1,4

   erfüllt sind, wobei F die Brennweite des Gesamtsystems, FB die Brennweite der bewegbaren Linsengruppe, und FA die Brennweite des Linsensystems mit Ausnahme der bewegbaren Linsengruppe ist.
3. 3. Linsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das paraxiale Bild der Blende durch

   130063/0636

   Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

   die vordere Linseneinrichtung als Eintrittspupille genommen wird und der Koeffizient dritter Ordnung für die Koma des gesamten Systems für ein im Unendlichen befindliches Objekt gerechnet wird, die Summe IIB des Teils des Koeffizienten dritter Ordnung für die Koma, der von der bewegbaren Linsengruppe herrührt, die folgende Bedingung erfüllt:

   -0,3 < HB < 0,3
4. 4. Linsensystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am stärksten divergierende Fläche der Blende benachbart ist.

   130063/0636