DE3541583A1 - Kompaktes varioobjektiv mit hohem bereich - Google Patents

Description

Kompaktes Varioobjektiv mit hohem Bereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Objektive mit veränderlicher Brennweite, die mindestens zwei axial bewegliche Linseneinheiten zur Veränderung der Brennweite aufweisen.
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Normalerweise müssen Varioobjektive neben einer guten Korrektur von Aberrationen in der Standardposition die Fähigkeit besitzen, die Aberrationskorrektur so beständig wie möglich über den gesamten Bereich der Brennweitenveränderung aufrechtzuerhalten. Daher müssen sämtliche Linseneinheiten einzeln in bezug auf sphärische Aberrationen, Koma.und Astigmatismus korrigiert werden. Es ist somit üblich gewesen, bei der Konstruktion der Linseneinheiten diverse Linsenelemente zu verwenden.

In neuerer Zeit wird in zunehmender Weise die Forderung nach einer Reduktion des Raumbedarfes und der Größe des Varioobjektives in Verbindung mit einem größeren Brennweitenbereich gestellt. Urn die Länge des Varioobjektives in achsparalleler Richtung gesehen herabzusetzen, kann entweder die Stärke einer jeden Linseneinheit erhöht werden oder der Abstand zwischen den Hauptpunkten in jedem Paar von zwei benachbarten Linseneinheiten verkürzt werden. Zur Erhöhung des Brennweitenbe-

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Deutsche BaiK iMünchef" KSo 286 1060

reiches kann entweder die Stärke oder die Axialbewegung einer jeden Einheit erhöht werden, wenn nur in der achsparallelen Zone eine gute Beständigkeit in bezug auf Bildaberrationen erreicht werden soll.
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Um die beiden Forderungen der Erzielung eines großen Fortschrittes in bezug auf die Kompaktheit des Varioobjektives und auf eine große Erhöhung des Brennweitenverhältnisses zu erfüllen, ist, soweit die achsparallele Zone betroffen ist, die Methode zur Erhöhung der Stärke einer jeden Linseneinheit empfehlenswert. Bei einem tatsächlich geeigneten Varioobjektiv mit guter Bildqualität über den gesamten Bereich des Bildformates muß jedoch, wenn die Stärke einer jeden Linseneinheit erhöht werden soll, die erforderliche Anzahl von Linsenelementen in jeder Einheit stark erhöht werden, um eine Begrenzung der erzeugten Aberrationen auf ein Minimum zu erreichen. Wenn dies so ist, steigt die axiale Gesamtdicke der Linseneinheit an. Dies bringt ein Ansteigen des Intervalles zwischen den Hauptpunkten mit sich, wodurch eine Verkürzung der Länge des gesamten Systems unmöglich wird. Ein derartiger Anstieg der axialen Gesamtdicke der Linseneinheiten kann ferner eine Abnahme der Axiallänge des Raumes mit sich bringen, in dem sich die Variatorlinseneinheit bewegt. Es wird daher unmöglich, einen wertvollen Anstieg im Brenn-Weitenverhältnis zu erzielen. Da darüberhinaus die axiale Gesamtdicke von entweder der ersten oder vorderen Linseneinheit oder der zweiten Linseneinheit ansteigt, muß der Durchmesser der vorderen Linseneinheit erhöht werden, um den Durchgang eines schiefen Strahles, der so groß ist wie der Axialstrahl, zu ermöglichen. Das gesamte Objektiv wird daher größer. Solange wie das herkömmlich ausgebildete sphärische Linsensystem nicht drastisch geändert wird, kann daher ein Fortschritt in bezug auf die Kompaktheit in Verbindung mit einem großen Anstieg des Brennweitenverhältnisses in einer Weise,

daß sämtliche Aberrationen gut korrigiert werden können, nicht erreicht werden.

Unter anderem wird es sehr schwierig, die Petzval-Summe zu korrigieren, wenn durch die Erhöhung der Starke einer jeden Linseneinheit die gesamte optische Länge des gesamten Linsensystems oder der Abstand vom vorderen Scheitelpunkt zur Bildebene verkürzt wird.

Wenn man in diesem Zusammenhang als Beispiel das bekannte aus vier Einheiten bestehende Varioobjektiv wählt, dessen erste Positivlinseneinheit, zweite Negativlinseneinheit und dritte Positiv- oder Negativlinseneinheit vom vorderen Ende aus einen Varioabschnitt bilden und dessen vierte Positivlinseneinheit einen Relaisabschnitt bildet, so existieren zwei Methoden, um ein derartiges Varioobjektiv in Längsrichtung zu verkürzen: (1) Durch Erhöhung der Stärke einer jeden Linseneinheit im Varioabschnitt oder (2) durch Reduzierung des Teleobjektivverhältnisses des Relaisabschnittes. Bei der Methode

(1) nimmt die zweite Linseneinheit als Variator, der üblicherweise die größte negative Stärke besitzt, einen großen Wert der Petzval-Summe ein, was zur Folge hat, daß die Feldkrümmung extrem überkorrigiert ist. Bei der Methode (2) wird durch die Reduzierung des Teleobjektivverhältnisses der Relaislinse das Vorzeichen der Petzval-Summe negativ. Die letztgenannte Methode führt daher ebenfalls zu einer Dberkorrektur der FeIdkrümmung.

Wenn man zur Korrektur der Petzval-Summe den Brechungsindex der Positivlinse erniedrigt oder eine Positivlinse mit größerer Stärke mit einer Negativlinse kombiniert, wird eine sehr große sphärische Aberration bzw. eine Aberration höherer Ordnung erzeugt, die wiederum durch eine geeignete Ausbildung der anderen Linseneinheiten nicht korrigiert werden kann. So

ist eine Reduktion der Größe des Varioobjektives unverträglich mit einer guten Korrektur der Petzval-Summe, soweit das sphärische Linsensystem betroffen ist.

Dies ist nicht nur auf den vorstehend beschriebenen Aufbau eines Varioobjektives beschränkt, sondern trifft auch auf andere Arten von Ausführungsf.ormen zu, beispielsweise solche, bei denen sich die erste Positivlinseneinheit zur Brennweitenveränderung vom Weitwinkel- zum Teleobjektiv axial vorwärtsbewegt, oder bei denen sich auch die vierte Linseneinheit während der Brennweitenveränderung axial bewegt.

Zur Oberwindung dieser Schwierigkeit hat man anstelle der Relaislinseneinheit ein optisches Verbundaugenlinsensystem verwendet, das die Funktion besitzt, ein aufrechtes Bild mit einer Vergrößerung von 1 : 1 zu erzeugen. Hierbei ist die Relaislinseneinheit mit einer Linse einer einfachen Form und einem Netzwerk einer großen Anzahl von selbstkonvergierenden sphärischen Linsen oder Stablinsen versehen. Obwohl die Relaislinseneinheit hierbei einen einfachen Aufbau besitzt, weist diese Methode viele Beschränkungen auf, da die Einrichtung zur Übertragung des vom Varioabschnitt an einer konstanten Position erzeugten Bildes auf die letzte Bildebene die Form von Verbundaugenlinsen besitzt.

In Figur 41 ist ein Varioobjektiv des Standes der Technik dargestellt, bei dem zwei Luftspalte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Linseneinheiten der ersten Positivlinse A, der zweiten Negativlinse B und der dritten Negativlinse C verändert werden, um die Brennweite zu verändern, während die Bildverschiebung kompensiert wird. Wie aus der Darstellung hervorgeht, besitzt die Einheit A von den vier Linseneinheiten A-D notwendigerweise den größten Durchmesser und ist sehr

schwer, da sie zwei oder mehr Elemente aufweist. Die vordere Positiveinheit Λ ist unter den Vorbedingungen ausgebildet, daß der axiale F-Wert eine vorgegebene Größe im Tele-Ende besitzt, daß der Durchmesser so groß ist, daß selbst im Weitwinkel-Ende Lichtstrahlen, die auf die Ecken des Bildrahmens gerichtet sind, durchgelassen werden, daß ein Objektpunkt für die zweite Negativeinheit B in einer geeigneten Position erzeugt wird, damit das Brennweitenverhältnis einen gewünschten Wert annehmen kann, und daß eine positive Brennweite so kurz ist, daß sie für einen vorgeschriebenen Fokussierbereich geeignet ist. Um zur Stabilisierung von Aberrationen während der Brennweitenveränderung beizutragen, wird die Einheit A sehr häufig in sich selbst in bezug auf sphärische Aberrationen korrigiert, wobei das Schwergewicht auf chromatische Aberrationen gelegt wird. Solange wie man sich hierbei auf die Verwendung einer einzigen Linse für die Einheit A verlassen hat, war es unmöglich, eine Reduktion der Masse und Größe der Einheit A zu erreichen, da es unter den homogenen optischen Materialien keines gibt, das eine ausreichende Korrektur von chromatischen Aberrationen gestattet. Gelegentlich wurde auch eine andere Methode zur Ausbildung der Einheit A angewendet.* Hierbei hat man die Einheit aus zwei Linsen gebildet, von denen die Positivlinse aus einem Material mit einer relativ niedrigen Dispersion und die anders Negativlinse aus einem Material mit einer relativ hohen Dispersion hergestellt wurde. Die Einführung einer derartigen Negativlinse in die Einheit mit positiver Gesamtstärke macht es jedoch erforderlich, daß die Brennweite der Positivlinse groß genug ausgebildet wird, um die Stärke der Negativlinse zu kompensieren, oder daß deren Obertlächenkrümmung stärker wird. Um den vorgeschriebenen Durchmesserwert zu halten, muß daher die minimal akzeptierbare

Axialdicke der Positivlinse schnell ansteigen. Die Korrektur von sphärischen Aberrationen ist ferner auf das Maß des möglichen Korrekturumfangs durch die beiden sphärischen Linsen beschränkt. In vielen Fällen ist es daher unvermeidlich, eine asphärische Linse einzuführen.

Daß der Anstieg der Axialdicke der ersten oder zweiten Linseneinheit des Varioobjektivs, zu einem ernsthaften Problem in _t bezug auf Fortschritte bei der Erzielung einer großen Kompaktheit führt, wurde bereits erwähnt. Wenn insbesondere die Stärke der zweiten Einheit im negativen Sinne erhöht wird, steigt die gesamte Axialdricke schnell an, da die entsprechende Anzahl von Linsenelementen erhöht werden muß.

Bei einem anderen Varioobjektiv, das mindestens drei Linseneinheiten oder von vorne nach hinten eine erste Positivlinseneinheit, eine zweite Negativiinseneinheit und eine dritte Linseneinheit mit großer Stärke aufweist, und bei dem bei einer Brennweitenveränderung vom Keitwinkel- zum Tele-Ende der axiale Abstand zwischen der ersten und zweiten Einheit erhöht und der axiale Abstand zwischen der zweiten und dritten Einheit zuerst erniedrigt und dann erhöht wird, besteht die Methode zur Minimierung ."der optischen Gesamtlänge darin, die Stärke der dritten Einheit zu erhöhen oder den Abstand zwischen den Hauptpunkten der zweiten und dritten Einheit zu verkürzen. Wenn jedoch die Stärke der zweiten Einheit erhöht wird, steigt die erforderliche Anzahl von Linsenelementen in der zweiten Einheit zur Korrektur von Aberrationen an, womit eine Zunahme der axialen Gesamtdicke verbunden ist. Daher muß der Abstand zwischen den Hauptpunkten erhöht werden, so daß die optische Gesamtlänge des Gesamtsystems nicht sehr stark verringert werden kann. Wenn die Stärke der dritten Positiveinheit erhöht wird, nehmen diejenigen Aberrationen, die innerhalb der dritten Positivlinseneinheit auftreten, d.h. in den meisten Fällen

insbesondere sphärische Aberrationen und Astigmatismus, zu. Um diese Aberrationen auf gewünschte Werte zu korrigieren, ist es unvermeidbar, die Anzahl der einzelnen Linsenelemente der dritten Positiveinheit zu erhöhen. 5

Um die Größe des Relaisabschnittes des Varioobjektives zu reduzieren, kann die Methode zur Verstärkung seiner Teleobjektiv-Form erwähnt werden. Um dies durchzuführen, muß die positive Stärke im vorderen Teil des Relaisabschnittes konzentriert werden, während die negative Stärke am hinteren Teil konzentriert werden muß. Bei Einsatz dieser Methode ergab sich jedoch eine sehr große physikalische Länge der Relaislinseneinheit, da die vorderen und hinteren Teile notwendigerweise im Abstand voneinander angeordnet werden müssen, um eine Abnahme des Tele-Verhältnisses des Relaisabschnittes zu ermöglichen, und da bei denjenigen Linsenelementen, deren Stärken groß genug sind, um die Feldkrümmung zu korrigieren, sphärische Aberrationen und Verzeichnung groß werden. Trotz der mininial möglichen rückwärtigen Brennweite besteht eine Grenze in bezug auf das Ausmaß der Verringerung der Entfernung vom vorderen Scheitelpunkt des Relaisabschnittes bis zur Bildebene.

Da darüberhinaus bei dem Varioobjektiv die Relaiseinheit von sämtlichen Einheiten die größte Anzahl von Linsenelementen aufweist und da jedes Element eine große Stärke besitzt, dauert es lange und ist sehr aufwendig, solche Linsenelemente und deren Lagerungen herzustellen. Da in bezug auf die axiale Ausrichtung der Linseneleraente enge Toleranzen eingehalten werden müssen, ist wiederum eine lange Zeitdauer für die Einstellvorgänge während der Fertigung erforderlich. Da die Gesamtsumme der erforderlichen Linsenelemente des Varioobjektivs sehr groß ist, treten in bezug auf die Verbesserung der Bildqualität viele nachteiligen Effekte auf, beispielsweise Oberflächenreflektionen, Geistereffekte

und Streulicht, welche den Varioobjektiven eigen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Varioobjektiv stark verringerter Größe und stark verringerten Gewichtes mit einem großen Bereich und einem guten Abbildungsvermögen zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines Varioobjektives, das schnell und einfach zusammengebaut und eingestellt werden kann.

Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird von zwei Typen von Linsen mit Brechungsindexverteilung selektiv oder in Kombination Gebrauch gemacht, von denen bei.einem Typ der Brechungsindex sich mit der Höhe von der optischen Achse ändert (hiernach als "radialer Typ"bezeichnet) und von denen bei den anderen Typ sich der Brechungsindex mit dem axialen Abstand vom vorderen Scheitelpunkt dieser Linse ändert (hiernach als "axialer Typ" bezeichnet). Es gibt noch einen anderen Typ, der die kombinierte Brechungsindexverteilung des radialen und axialen Typs aufweist. Von den Linsen des radialen Typs werden diejenigen, deren Brechungsindex mit zunehmender Höhe von der optischen Achse abfällt, hiernach als Linsen mit positiver Stärke (positive power-transit lens) bezeichnet, während die anderen, deren Brechungsindex nit ansteigender Höhe zunimmt, hiernach als Linsen mit negativer Stärke (negative power-transit lens) bezeichnet werden.

Beim axialen Typ gibt es vier unterschiedliche Verteilungen, je nachdem, ob in Abhängigkeit vom axialen Abstand vom vorderen Scheitelpunkt der Linse der Brechungsindex ansteigt oder abfällt bzw. einen Minimalwert oder

einen Maximalwert an einem dazwischengelegenen Punkt in Richtung der axialen Dicke einnimmt.

Um insbesondere chromatische Aberrationen zu korrigieren, wird entweder eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ verwendet, bei der der Gradient des Brechungsindex für kurze Wellenlängen im achsparallelen Bereich geringer ist als für lange Wellenlängen, oder eine Linse vom axialen Typ, bei der der Gradient des Brechungsindex für kurze Wellenlängen am vorderen Scheitelpunkt oder in der Nähe desselben geringer ist als der für lange Wellenlängen.

Wie vorstehend erläutert, ist das erfindungsgemäß ausgebildete Varioobjektiv mit mindestens einer Linse mit Brechungsindexverteilung in mindestens einer seiner Linseneinheiten versehen, um eine beträchtliche Reduktion in der Anzahl der Linsenelemente dieser Einheit derart zu erzielen, daß eine hohe Bildqualität über den gesamten Bereich des Formates bewahrt werden kann. Wenn irgendeine andere Linseneinheit unter Verwendung einer Linse mit der vorstehend erwähnten Brechungsindexverteilung verwendet wird, können zusätzliche Vorteile erzielt werden.. Diese Linsen mit Brechungsindexverteilung können beliebige Formen besitzen und können beliebige Eigenschaften erhalten, wenn ihre Oberflächenkrümmungen, Brennweiten und Brechungsindexverteilungen derart gesteuert werden.

Wenn bei der vorstehend erwähnten zweiten Negativlinseneinheit eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ verwendet wird und die Stärke der Linse mit CP bezeichnet und die Brechungsindexverteilung über die Höhe

-> λ von der optischen Achse als Ni (h) = N_Q +N. h" + N₉ h ausgedrückt wird, ist es wünschenswert, daß die folgende

-IA

Bedingung erfüllt wird:

<0.

Der vorstehend verwendete Begriff "Stärke" bedeutet die Kombination aus Brechungs- und Durchlässigkeitsvermögen.

Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird das Innere der Linse in die Lage versetzt, zum Brechungsvermögen beizutragen, so daß es hierdurch möglich wird, die Oberflächenkrümmungen der Linse abzuschwächen. Es wird daher der Vorteil erreicht, daß Aberrationen höherer Ordnung auf ein Minimum begrenzt werden können. Ein anderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die minimal akzeptierbare mittlere Dicke der Linse an der notwendigen Randdicke oder der maximal akzeptierbare Luftraum an der notwendigen Grenzdicke weiter reduziert werden könnten. Hierdurch können die Masse und Größe des gesamten Objektivs herabgesetzt werden.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Is zeigen:

die Figuren 1-39

die Figuren 2Λ -2C bis 4OA - 4OC

mit ungeraden Mummern Längsschnitte durch 20 Ausführungsformen von erfindungsgenäß ausgebildeten Varioobjektiven;

mit geraden Nummern grafische Darstellungen der verschiedenen Aberrationen des ersten bis zwanzigsten Objektivs in den

BAD

Weitwinkel-, Zwischen- und Telepositionen; und

Figur 41 einen Längsschnitt durch ein herkömmlich ausgebildetes Objektiv, dessen Linsenelemente alle aus homogenen Gläsern hergestellt sind.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Varioobjektives (dessen nummerische Daten im Zahlenbeispiel 1 aufgelistet sind) dargestellt. Dieses Varioobjektiv besitzt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 11, die während der Brennweitenveränderung stationär ist, eine zweite Negativlinseneinheit 12, die zur Veränderung der Bildvergrößerung axial beweglich ist, eine dritte Positivlinseneinheit 13, die zur Kompensation der Bildverschiebung axial beweglich ist, und eine vierte Positivlinseneinheit 14, die während der Brennweitenveränderung stationär bleibt. Die zweite Einheit 12 oder der sog. Variator ist mit einer Linse mit negativer Stärke der Linsen mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ versehen.

Diese Linse unterscheidet sich von einer üblichen Linse aus homogenem Material dadurch, daß auch das Innere der Linse eine konvergierende oder divergierende Wirkung ausübt und somit zu einem Anstieg der Linsenstärke beiträgt. In diesem Beispiel beträgt die innere Stärke 5/6 der Gesamtstärke des Variators. Auch die Fähigkeit zur Korrektur von Aberrationen ist verbessert. Während üblicherweise drei bis fünf homogene Linsen erforderlich sind, um den Variator zu bilden, wird es hierdurch möglich, eine einzige

Linse des vorstehend genannten Typs einzusetzen. Diese Linse kann darüberhinaus mit schwachen Oberflächenkrümmungen versehen sein.

Die Linse mit Brechungsindexverteilung, die eine vordere und hintere Fläche R6 und R7 aufweist, wie in Figur 1 gezeigt, besitzt, obwohl es sich nur um eine Linse handelt, die Fähigkeit,Aberrationen gegen Brennweitenveränderungen zu stabilisieren und ist besonders gut geeignet, die Petzval-Summe und sphärische Aberrationen zu korrigieren.

Die Petzval-Summe dieser Linse kann ausgedrückt werden durch P «j^gi/N« , wobei es sich bei ^gi um die Linsenstärke aufgrund der konvergierenden oder divergierenden Wirkung des Linseninneren ausgedrückt als Brennweite des Gesamtsystems und auf die Maßeinheit zurückgeführt und bei N₀ um den Brechungsindex als Basis handelt. Da hierbei im Vergleich zu einer üblichen Linse, deren Petζval-Summe P = y/N beträgt, die Petzval-Summe umgekehrt proportional zum Quadrat des Brechungsindex N ist, besitzt diese Linse eine geringere Petzval-Summe.

Bei dem ersten Beispiel wird die Petzval-Sumne zu einem kleinen Wert mit negativem Vorzeichen. Kenn man ein sphärisches Systems mit der gleichen Stärke wie bei diesem Beispiel voraussetzt, liegt der Wert der Petz\>al-Summe des Variators im Bereich von - 1,25 - - 1,30. Dieser Wert wird jedoch bei diesem Beispiel der Erfindung auf - 1,025 reduziert. Dies bedeutet, daß bei äquivalenter BiIdqualität die Stärke des Varioabschnittes ansteigen oder das Tele-Verhältnis des Relaisabschnittes absinken kann und daß durch die Verwendung der Linse des vorstehend ge-

nannten Typs im Vergleich zu dem sphärischen System die Möglichkeit einer Reduzierung der Gesamtlänge des Gesamtsystems gegeben ist. Um in der Vergangenheit die Gesamtlänge zu verkürzen, wenn die Stärke des Varioabschnittes erhöht oder das Tele-Yerhältnis des Relaisabschnittes erniedrigt wurde, erhielt die Petzval-Summe einen großen negativen Wert, der nicht korrigiert werden konnte. Dies stellte ein großes Hindernis dar. Erfindungsgemäß jedoch erzeugt der Variator einen geringeren negativen Wert der Petzval-Summe als dies bisher möglich war, was den Vorteil mit sich bringt, daß Raum geschaffen wird, um die vorstehend erwähnte Methode zur Verkürzung der Gesamtlänge des Gesamtsystems durchführen zu können. Beim Ausführungsbeispiel 1 findet die Methode zur Verringerung des TeIe- Verhältnisses des Relaisabschnittes Verwendung, so daß die Länge des Gesamtsystems 254,8 mm und das Verhältnis zur längsten Brennweite 0,836 beträgt. Ein anderer, aus der Verbesserung der Petzval-Summe resultierender Vorteil ist darin zu sehen, daß der Brechungsindex des ersten Linsenelementes mit positiver Stärke im Relaisabschnitt erhöht wird, so daß eine gute Korrektur von sphärischen Aberrationen erreicht wird.

Während es bisher beim Stand der Technik, bei dem der Variator aus drei bis fünf Linsenelementen bestand, zur Korrektur von sphärischen Aberrationen üblich war, die Veroundfläch9 zwischen zwei der Linsenelemente zu steuern, wird mit der vorliegenden Erfindung, obwohl bei dem Ausführungsbeispiel nur ein einziges Linsenelement im Variator vorhanden ist, ein gutes Ergebnis in bezug auf die Korrektur von sphärischen Aberrationen erzielt, wie aus den Figuren 2A bis 2C hervorgeht.

Die Linse mit Brechungsindexverteilung besitzt die Fähigkeit einer Selbstkorrektur von sphärischen Aberrationen, wenn Lichtstrahlen in gekrümmten Bahnen die Linse durchlaufen. Diese Krümmung·wird durch die Form der Brechungsindexverteilung im Inneren der Linse bestimmt. Wenn man die Form der Verteilung durch N (h)= K_Q + Ν_χ h² + N₂ h⁴ + X h⁰ + ..) definiert, kann man sie durch Steuern des Koeffizienten N2 realisieren.

Figur 3 zeigt den Einsatz von zwei Linsen mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ zur Herstellung der zweiten Negativlinseneinheit eines zweiten Beispiels eines Varioobjektives (dessen nummerische Daten im Zahlenbeispiel 2 aufgeführt sind). Dieses Varioobjektiv besitzt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 21, eine zweite Negativlinseneinheit 22, eine dritte Positivlinsen·* einheit 23 und eine vierte Positivlinseneinheit 24, wobei sich die erste und dritte Einheit 21 und 23 in differenzierter Weise axial bewegen, während die zweite und vierte Einheit bei der Brennweitenveränderung stationär bleiben. Obwohl die zweite Negativeinheit 22 stationär gehalten wird, ist sie für den größten Teil der Bil*dvergrößerungsänderung verantwortlich» Da sie stationär angeordnet ist, bietet sie den Vorteil einer Vereinfachung des Aufbaues eines Funktionsmechanismus im Vergleich zu einer beweglichen Ausbildung der vorderen drei Einheiten zur Brennweitenveränderung.

Diese Art von Varioobjektiv ist geeignet, wenn die kürzeste Brennweite herabgesetzt ist. Um jedoch das Brennweitenverhältnis bis auf drei oder darüber zu erhöhen, muß die Brennweite der zweiten Einheit beträchtlich verkürzt werden. Daher wird der Krümmungsradius der konkaven Fläche eines Linsenelementes, das einen Teil der zweiten Einheit

bildet, klein, wodurch große Aberrationen zurückbleiben, die schwierig zu beseitigen sind, solange wie die Methode zur Erhöhung der Anzahl der Elemente Verwendung findet.

Dadurch, daß man Linsen mit Brechungsindexverteilung verwendet, insbesondere eine Negativ-Meniskuslinse, die besonders geeignet ist, zur negativen Gesamtstärke der zweiten Einheit beizutragen, indem sie aufgrund der Brechungsindexverteilung im Inneren einen Mehrbetrag an negativer Stärke zur Verfügung stellt, ist es möglich, deren hintere konkave Oberflachenkrüraaung zu schwächen, so daß die Entstehung von Aberrationen verhindert wird.

Figur 5 zeigt ein drittes Beispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Varioobjektivs (von dem die numerischen Daten im Zahlenbeispiel 3 aufgelistet sind), das von vorne nach hinten gesehen eine erste Negativlinseneinheit 31 und eine zweite Positivlinseneinheit 32 aufweist, die zur Brennweitenveränderung vor eine dritte Linseneinheit 33 axial bewegbar ist, welche während der Brennweitenveränderung stationär verbleibt. Die zweite Einheit ist mit zwei Linsen mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ versehen. Die dritte Einheit kann nan als zur Verkürzung der Gesamtlänge eingeführt betrachten. Auf diese Weise kann man das Varioobjektiv dieses Beispiels als verlängertes Zvrei-Einheiten-Varioobjektiv ansehen.

Was dieses Varioobjektiv anbetrifft, so besitzt eine herkömmlich ausgebildete zweite Einheit der gleichen Stärke wie bei diesem Beispiel üblicherweise eine erforderliche Zahl von Linsenelementen, die größer als 5 ist. Andererseits macht die zweite Einheit bei der Ausführuntjsforia der Er-

findung nur zwei Linsen mit Brechungsindexverteilung erforderlich, von denen die erste von vorne gesehen eine Linse mit positiver Stärke und die zweite eine solche mit negativer Stärke ist. Die Einheit ist daher um eine Strecke kürzer ausgebildet als die herkömmliche Einheit, die der Anzahl der eingesparten Elemente entspricht. Auf diese Weise wird die Gesamtlänge des gesamten Objektivs beträchtlich verkürzt.

Ein anderes herkömmliches Merkmal dieser Art von Varioobjek tiv besteht darin, daß es sich bei der zweiten Einheit um einen modifizierten Ernostar-Typ handelt. Es muß daher insbesondere beim vorderen Teil bei den Räumen zwischen den Linsenelementen und bei deren axialer Ausrichtung auf geringe Toleranzen geachtet werden. Da demgegenüber bei der vorliegenden Erfindung nur zwei Elemente Anwendung finden, wird der Montagevorgang vereinfacht.

Figur 7 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel ein Varioobjektiv geringer Größe (dessen ni&erische Daten in Zahlenbeispiel 4 aufgelistet sind), das zum Einbau in eine Kamera der mittleren Preisklasse geerignet ist. Dieses Varioobjektiv besteht aus zwei Einheiten und besitzt eine vordere Positivlinseneinheit 41 sowie eine hintere Negativlinseneinheit 42, die sich beide axial vorwärts bewegen, während ihr Luftspalt bei Erhöhung der Brennweite abnimmt, und bei dem die rückwärtige Brennweite sehr kurz ist. Beim ersten Linsenelement der vorderen Einheit 41 findet eine Linse vom radialen Typ mit negativer Stärke Verwendung, so daß auf diese Weise die Anzahl der Elemente von mehr als vier wie beim Stand der Technik auf drei reduziert wird. Dadurch wird es möglich, das Gewicht und die Größe des Ge-

_B(,_D

samtsystems derart zu reduzieren, daß sphärische Aberrationen Astigmatismus und die Petzval-Summe durch Nutzbarmachung der in umgekehrter Weise orientierten Aberrationen, die im Inneren des ersten Linsenelementes erzeugt werden, gut korrigiert werden können.

Die Figuren 9 und 11 zeigen·ein fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektives (deren numerische Daten in den Zahlenbeispielen 5 und 6 aufgelistet sind). Jedes Objektiv besitzt eine erste Positivlinseneinheit 51, 61, die zur Fokussierung bewegbar ist, eine zweite Negativlinseneinheit 52, 62 als Variator, eine dritte Negativlinseneinheit 53, 63 als Kompensator und eine vierte Positivlinseneinheit 54, 64 afokaler Funktion, der vor einem Strahlenteiler 56, 66 für einen Sucher eine Relaislinseneinheit -55, 65 positiver Stärke folgt. Die zweite und dritte Einheit werden in differenzierter Weise axial bewegt, um eine Brennweitenveränderung durchzuführen. Es ist ein anderer Strahlenteiler 57, 67 für einen Belichtungsmesser vorhanden.

Beim fünften Beispiel findet für die^ erste Linse der fünften Positivlinseneinheit 55 eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom axialen Typ Verwendung. Bein sechsten Beispiel wird statt dieser Linse eine solche vom radialen Typ verwendet, wodurch die Größe und das Gewicht des Relaisabschnittes reduziert werden.

Bei der Ausbildung der herkömmlichen Relaislinse ist es üblich, einen Petzval-Typ zu verwenden, bei dem die Linse zwei Einheiten positiver Stärke mit einem langen Abstand dazwischen umfaßt, und zwar aufgrund der günstigen Aberrationskorrektur. In den meisten Fällen finden zur Ausbildung einer

BAD ORiGiNAL

jeden dieser vorderen und hinteren Einheit drei Linsenelemente Verwendung. Die vordere Einheit ist als Positiv-Negativ-Positiv-Linse ausgebildet, vie dies bei der vorderen Einheit des Teleobjektivs der Fall ist, und wird hauptsächlieh zur Korrektur von sphärischen Aberrationen und Koma verwendet, während die hintere Einheit als Negativ-Positiv-Positiv-Linse zur Astigmatismus-Korrektur verwendet wird.

Bei dem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Elemente des vorderen Teiles der Relaislinse auf 1 reduziert, wobei jedoch eine sehr gute Bildqualität aufrechterhalten wird.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das Verfahren zum Zusammenbau der Relaislinse in Vergleich zu dem herkömmlich ausgebildeten Varioobjektiv, bei dem zeitaufwendige Vorgänge zum Zusar.menbau der drei Linsenelenente zur Vordereinheit der Relaislinse erforderlich sind, während gleichzeitig Fehler in bezug auf die Relativlagen (optische Dezentrierung) beseitigt werden nüssen, beträchtlich vereinfacht wird.

Ein siebentes Ausführungsbeispiel (dessen numerische Daten im Zahlenbeispiel 7 wiedergegeben sind) ist in Figur 13 dargestellt. Dieses Varioobjektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 71, eine zweite N'egativlinseneinheit 72, eine dritte Positivlinseneinheit 73 und eine vierte Positivlinseneinheit 74, wobei die erste Einheit 71 mit einer Linse mit Brechungsindexverteilung vom axialen Typ versehen ist. Genauer gesagt, diese Linse bildet das erste Linsenelement der ersten Einheit und besitzt eine bikonvexe Form, bei der die Verteilung

der Brechungsindices entlang der optischen Achse ein Minimum an einem Zwischenpunkt von 3,66 mm, gemessen vom Scheitelpunkt der ersten Oberfläche R1 , besitzt. Wenn sich die erste und zweite Fläche RI und R2 von diesem Punkt annähern, steigt der Brechungsindex an.

Während es üblich ist, die erste Einheit aus drei Linsenelementen auszubilden, macht es die Erfindung möglich, daß nur ein Doppelelement genügt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer derartigen Brechungsindexverteilung, wenn die Oberflächenkrümmungen die Verteilung schneiden, die belichteten Bereiche zunehmend geringere Werte des Brechungsindex aufweisen, wenn die Höhe von der optischen Achse ansteigt, so daß auf diese Weise eine Korrektur von sphärischer Aberration und Koma bewirkt wird.

Da die erste Einheit 71 aufgrund ihres weitaus größeren Durchmessers als die anderen Einheiten mit einem großen Anteil zum Gesamtgewicht beiträgt, führt die Möglichkeit der Anordnung von nur einer einzigen Verbundlinse zu dem großen Vorteil einer Reduzierung des Gesamtgewichts. Auch die Gesamtdicke der ersten Einheit 71 kann herabgesetzt werden. Für einen schiefen Strahl, der so groß ist wie der Axialstrahl, genügt daher ein reduzierter Durchmesser der ersten Einheit. Dies führt zu einer Reduzierung des Durchmessers des äußeren Linsentubus und des damit verwendeten Filters.

Ein achtes Beispiel eines Varioobjektivs (dessen numerische Daten im l-ahlenbeispiel 8 wiedergegeben sind) ist in Figur 15 dargestellt, wobei jede Einheit mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ umfaßt. Eine erste

Positiv-, eine zweite Negativ-, eine dritte Positiv- und eine vierte Positivlinseneinheit 81-84 sind in dieser Reihenfolge von vorne nach hinten auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet. Die ersten drei Einheiten 81 - 83 bewegen sich in differenzierter Weise in Axialrichtung, um eine Brennweitenveränderung zu erzielen.

In der Vergangenheit wurden für diese Art von Varioobjektiv die ersten drei Einheiten jeweils mit drei Linsenelementen und die letzte Einheit mit etwa vier Elementen versehen, um die Aberrationskorrektur zu erleichtern. Durch Verwendung einer Linse mit Brechungsindexverteilung in jeder Einheit können die Aberrationswerte der einzelnen Einheiten reduziert werden. Ferner kann die Anzahl der Linsenelemente in jeder Einheit verringert werden. Indem die mit den Stärken der jeweiligen Einheiten verbundenen Aberrationen auf Null gebracht werden, können die Aberrationen während der Brennweitenveränderung stabil gehalten werden.

Als nächstes folgen die numerischen Daten der Beispiele 1-8, die in den Zahlenbeispielen 1-8 wiedergegeben sind und die Krümmungsradien R, die axialen Dicken oder Luftspalte D, die Brechungsindices N und die Abbeschen Zahlen der Gläser der verschiedenen Linsenelemente betreffen, die 5 Nummerierungen in der Reihenfolge von vorne nach hinten tragen, wobei Ni (h) und Ni (x) die Verteilung der Brechungsindices im Inneren des i-ten Linsenelementes entlang dem Radius oder der optischen Achse, h die Höhe von der optischen Achse, χ der axiale Abstand gemessen vom Scheitelpunkt der Vorderfläche dieser Linse, N₀ der Brechungsindex am Scheitelpunkt der Vorderfiäche des Linsenelementes und N₁, N₂, N, .. die Koeffizienten im zweiten,

35"4f583

dritten, vierten .. Bestandteil der Formel für die Verteilung der Brechungsindices bedeuten.

	100.0 -	304	- 26 - Zahlenbeispiel 1	= 1:4	2ω =	N	N	1 =	N	η —	34.34° -	11.(	5°	= 25.4
F =	210	.378	.5 FNO	3.90	N	"veränderl.	N	2 =			1.80518	V	1	= 58.7
R 1	95	.402	Dl =	9.40	N	8.08		N	8 =	1.61272	V	2
R 2	= -4243	.836	D 2 =	0.14		2.09							= 58.7
R 3	135	.346	D 3 =	6.68	N	Lieh	N	9 =	1.61272	V	3
R 4	= -2643	.187	D 4 =		veiänderj	4 =
R 5	= -279	.005	D 5 =	10.53	ich	NlO =	N4 (h)
R 6	258	.188	D 6 =	C —					= 64.1
R 7	133	.470	D 7 =	6 =		1.51633	V	5	= 27.5
R 8	-46	.653	D 8 =	veränderlich		1.75520	V	6
R 9	-84	.501	D 9 =	6.27				= 55.2
RIO	49	.541	DlO =	1.11	1.71300	V	7
RIl	= 1079	.685	DlI =	2.78				= 25.4
R12	= -380	.726	D12 =	64.41	1.80518	V	8
Rl 3	271	.435	D13 =	2.78				*= 40.1
Rl 4	-25	.406	D14 =	0.28	1.76200	V	9
Rl 5	-72	.472	D15 =	5.01				= 30.5
Rl 6	227	.126	D16 =		1.59551		VlO
R17	-75	.129	D17 =
Rl 8

f	100	200	304.5
D 5 D 7 DlO	2.7787 51.0469 23.2531	47.8801 26.2032 2.9954	63.3781 0.2132 13.4873

N4 (h) ==

+ N₂h⁴ + N₃Ii⁶ +

O "1 N4 (h) 1.47069 8.0759x10

-4 -4

-3.1382x10

g-Linie 1-47925 8.0465x10 -3.1744x10

,-7

8.9457x10 9.5646x10

Zahlenbeispiel 2 = 100 - 283 FNO = 1 : 3.5 - 4.5 2ω = 62° - 24«

Rl =

R 2 =

R 3 =

R 4 =

R 5 =

R 6 = R 7 = R 8 = R 9 = RIO =

RIl = R12 = R13 = R14 = R15 = R16 = R17 = R18 = R19 = R20 =

R21 = R22 = R23 = R24 = R25 =

407.459 137.500 -1037.545 127.463 614.861

468.216

39.286

967.214

-669.488

Anschlaa

D

D

D

D

D

D

D D D DlO Nl= 1.80518
N 2 = 1.60311

6.94 25.00 0.33
16.39 N 3 = 1.69680

veränderlich

15.25 N 4 = N4 (h)

13.44 22.92 N 5 = N5 (h)

veränderlich
2.78

217.164 DIl

-223.324 D12

62.499 D13

127.754 D14

53.560 D15

-410.952 D16

40.082 D17

256.491 D18

-127.251 D19

beweglicherD20

Anschlag

-113.395 D21

227.778 D22

-426.515 D23

392.060 D24

-103.840

8.89

1.06

7.50 13.39 15.86 12.36 10.22 8.33
verän derlich
veränderlich

N 6 =

N 7 =

N 8 =

N 9 =

1.77250
1.59551

1.51742
1.84666

ν 1
ν 2

25.4 60.7

V 3 = 55.5

V 6

ν 7

ν 8

ν 9

49.6 39.2

52.4 23.9

NlO = 1.67003 VlO = 47.3

3.33

8.06

6.92

15.00 NU
N12

Nl 3

1.77250 1.51742

vll = 49.6 vl2 = 52.4

= 1.62279 Vl3 = 58.2

D D

Dl 9 D20

100

4.06 48.63

3.16 11.11 167

33.33
27.00

14.45
21.44

283

56.32 3.14

18.09 41.67

Ni (h) =

_{0 1}

N4 (h) 1.58646 2.395xlO~⁴ -9.34648x10"^ 5.07906x10^ N5 (h) 1.85 1.47898xl0"⁵-6.09657x10" -1.52336x10

-1.16755x10 -1.97975x10

-14 -14

- 28 Zahlenbeispiel 3

F = 100 - 200 FNO = 1 : 3.5 - 4.5 2ω = 63.44° - 34.35'

R

1 =

79.442

D

-ι

4.27

N

1 =

N

N

4 =

1.

69680

V

η

55.

5

R

2 =

45.721

D

O —

25.58

N

O —

1.

69680

V

2 =

55.

5

R

3 =

-223.812

D

-3

3.72

N

5 =

R

4 =

458.898

D

4 =

1.10

veränderl

ich

R

5 =

69.535

D

5 =

7.35

N

3 =

4.13

6 =

1.

75520

V

•λ __

27.

5

R

6 =

98.647

D

6 =

veränderlich

R

'-j _

63.894

D

7 =

19.38

N4

(h)

R

Q

182.790

D

8 =

22.76

R

9 =

253.153

D

9 =

7.28

N5

(h)

RIO =

-3226.156

DlO =

RIl =

1408.323

DIl =

1.

48749

V

6 =

70.

2

R12 =

264.158

f	100	140	200
D 6 DlO	77.0198 4.9553	39.0995 27.9256	10.6593 62.3810

Ni (h) =

+ N₂h⁴ + N₃h⁶ +

^N0

N4 (h) 1.63854

g-line 1.65292

N5 (h) 1.58313

g-line 1.59529

N.

-1.59742x10 -6.11417x10 -1.57014xl0~⁴ -6.20127x10

3.53334x10 3.59411x10

-4 -4

3.46552x10

3.8565x10

-7

^N3

-2.20806x10
-1.15164x10
2.07317x10
4.5463χ10~¹²

-10

N,

-1.40928x10 -2.18006x10

1.51309x10

,-14

-14 -13

4.54978x10

,-13

Zahlenbsisoiel 4

F = 100 - 150 FNO =1:4.5- 5.6 2ω = 56.8° - 39.7'

R	1 =	75.929	D	1 =	6.	87	N	OO	N	1 =	Nl	(h)	V	2 =	29.	5
R	2 =	125.570	D	O —	5.	85		79
R	3 =	-101.074	D	3 =	7.	88	N	75	N	2 =	1.	71736	V	3 =	56.	5
R	4 =	268.591	D	4 =	9.	52
R	5 =	495.805	D		3.	75	N	3 =	1.	69680	V	4 =	60.	7
R	6 =	-48.717	D	6 =	veränderl	ich
R	7 =	159.933	D	7 =	5.	4 —	1.	60311	V	5 =	63.	4
R	8 =	97.420	D	8 =	22,
R	9 =	-33.692	D	9 =	3.	5 =	1.	61800
RIO =	-82.971

f	100	12 5	150
D6	33.8	19,4	9.7

Nl (h) = N₀ + N₁Il² + N₂h⁴ + N₃h⁶ +

N.

—4 —η —in

Nl (h) 1.77250 -2.00139x10 5.03496x10 ^ö 3.40355x10

— &. —a —l η

g-line 1.79193 -2.00139x10 5.03496x10 ^b 3.40355x10 ^iU

- 30 Zahlenbeispiel 5

F = 100 - 570 FNO = 1 : 1.22 - 1.39 2ω = 49° - 9°

Rl =

1656.

780

ι

329

D 1

= 22.73

Nl =

N 4 =

N 7 =

N 8 =

1.80518

vl =

25.4

R 2 =

460.

895

I

805

D 2

= 92.04

N 2 =

= veränderlich

1.60311

ν 2 =

60.7

R 3 =

-1206.

452

294

D 3

= 1.70

N 5 =

* 47.73

N 9 =

R 4 =

355.

491

728

D 4

= 51.14

N 3 =

N 6 =

= 2.27

1.69680

ν 3 =

55.5

R 5 =

1154.

930

444

D 5

= veränderlich

= veränderlich

= 68.18

NlO =

R 6 =

971.

150

339

D 6

= 11.36

= 11.36

= 77.84

1.77250

ν 4 =

49.6

R 7 =

155.

806

479

D 7

= 43.84

= 30.11

Nil =

R 8 =

-202.

438

278

D 8

= 11.36

=215.91

1.73500

ν 5 =

49.8

R 9 =

213.

710

D 9

= 36.36

= 12.50

N12 =

1.84666

ν 6 =

23.9

RIO =

-2717.

151

DlO

= 30.68

RIl =

-276.

943

DIl

= 34.09

N13 =

1.69680

ν 7 =

55.5

R12 =

15112.

843

D12

= 1.14

R13 =

621.

683

D13

= 44.32

N14 =

1.71300

ν 8 =

53.8

R14 =

-310.

849

D14

= 22.73

R15 =

OC

D15

= 62.50

1.51633

ν 9 =

64.1

R16 =

OO

D16

R17 =

196.

D17

NlO (χ)

R18 =

345.

D18

R19 =

471.

D19

1.80518

VlI =

25.4

R20 =

128.

D20

R21 =

477.

D21

1.51633

ν12 =

64.1

R22 =

-332.

D22

R23 =

115.

D23

1.72000

ν13 =

50.2

R24 =

1068.

D24

R25 =

oo

D25

1.51633

ν14 =

64.1

R26 =

OO

f	100	280	570
D 5 DlO D12	21.50 257.50 37.91	196.44 60.72 59.75	269.14 29.30 18.47

NlO (χ) = N₀ + Ν_χΧ + N₂X² +

λ N₀ N₁ N₂ N₃

NlO (χ) a 1.88867D+00 -4.15256D-03 -1.53134D-05 2.05803D-07

	100 -	570	—	31 -	1 :	el 6	N 1	.36	N 4	.36	N 7	.73	N 8	I	= 1	I	= 1.	2ω =	80518	3541	9°	583
	1656	.780	Zahlenbeispi	22	1.22 - 1,	N 2	.84		veränderlich	.27				.80518		49° -	= 25.
F =	460	.895	FNO =	92	.73		.36	N 5	47	.18	N 9	= 1,	= 1.	.60311	51633	ν 1	= 60.	,4
Rl =	-1206	.452	Dl =	1	.04	N 3	.36	N 6	2	.84		= 1.				ν 2		,7
R 2 =	355,	.491	D 2 =	51	.70	veränderlich	veränderlich	68	.89	NlO	= 1.	.69680	72000		= 55.
R 3 =	1154.	.930	D 3 =		.14	11	11	77	.23					ν 3		5
R 4 =	971.	.149	D 4 =	43	129	.50	NIl		.77250	51633		= 49.
R 5 =	155.	.806	D 5 =	11	160	.68					ν 4		6
R 6 =	-202.	.438	D 6 =	36	12	.09	N12	.73500			= 49.
R 7 =	213.	.710	D 7 =	30	.14		.84666		ν 5	= 23.	8
R 8 =	-2717,	.151	D 8 =	34,	.14	N13		ν 6		9
R 9 =	-276.	,943	D 9 =	1,	.77		.69680		= 55.
RIO =	15112.	,844	DlO =	51,	.50	N14 :		ν 7		5
RlI =	621.	,683	DIl =	14.			,71300		= 53.
R12 =	-310.	849	D12 =	62.			ν 8		8
R13 =	O.	O	D13 =			,51633		= 64.
R14 =	O.	O	D14 =	,39		ν 9		1
R15 =	188.	081	D15 =	= 2.	= NlO (h)
R16 =	130.	653	D16 =	— j_
R17 =	436.	232	D17 =		= 1.		= 25.
R18 =	191.	471	D18 =	= 1		vll		4
R19 =	1800.	375	D19 =	— 1 — j_ m		= 64.
R20 =	-204.	201	D20 =		vl2		1
R21 =	125.	316	D21 =	= 1.		= 50.
R22 β	1653.	314	D22 =		vl3		2
R23 =	O.	O	D23 =	= 1.		= 64.
R24 =	O.	O	D24 =		vl4		1
R25 =			D25 =
R26 =

f	100	280	570
D 5 DlO D12	21.50 257.50 37.91	196.44 60.72 59.75	269.14 29.30 18.47

NlO (h) =

+ N₂h⁴ + N₃h⁶ +

t⁸ + N₅h¹⁰

O 1
NlO (h) d 1.8457 -5.76408x10

-6
-6

6.72888x10

g 1.86557 -5.45905x10- 8.8922x10

^N3
1.83029xl0"¹⁵ 8.24188ΧΚΓ¹⁶

NlO (h) d 6.51016x10
g 1.50515x10

-20
-20

^N5
6.69015x10

1.51127x10'

,-24 -23

Zahlnnbeispiel 7

F = 100 - 290 FNO -1:4 2ω = 33.6° - 11.4'

Rl =	128.849	Dl =	15.13	N	1 =	N	3 =	N	N	6 =	Nl	. (χ)	V	2 =	25.4
R 2 =	-96.127	D 2 =	3.34	N	2 =			N		7 =	1.	80518
R 3 =	-201.366	D 3 =	veränderlich	N	4 =	veränderl	N	ich			V	3 =	53.8
R 4 =	-955.234	D 4 =	2.09	N	5 =	6.27		8 =	1.	71300
R 5 =	61.318	D 5 =	5.19	veränderlich	7.71				V	4 =	53.8
R 6 =	-72.719	D 6 =	2.09	8.08	2.78	9 =	1.	71300	V	5 =	23.9
R 7 =	58.598	D 7 =	4.73	2.09	63.62		1.	84666
R 8 =	1250.516	D 8 =	2.78	NlO =			V	6 =	64.1
R 9 =	140.050	D 9 =	0.28		1.	51633	V	*7 —	27.5
RIO =	-44.832	DlO =	5.01		1.	75520
RIl =	-81.014	DIl =		NIl =			V	8 =	56.8
R12 =	52.943	D12 =		1.	61272
R13 =	-6049.180	D13 =				V	9 =	25.4
R14 =	-219.080	D14 =	1.	80518
R15 =	1076.434	D15 =				vlO =	40.9
R16 =	-28.135	D16 =	1.	80610
R17 =	-58.485	D17 =				37.9
R18 =	311.033	D18 =	1.	59551	vll =
R19 =	-75.128

f	100	200	290
D 3 D 8 DIl	2.6089 47.4855 23.2529	47.7099 22.6420 2.9954	61.7243 0.2602 11.3628

Nl (x) =

N₀ +

+ N₂X

Nl (x)

λ d

N-

1.60311E+00 -1.51742E-03 1.61639E+00 -1.39973E-03

N₂ N₃

2.29202E-04 -3.95658E-06 2.59689E-04 -6.43431E-06

	100 -	572	794	Z ah	- 33 -	: 1.45	1 8	randerl	2 =	- -
	446.	123	562	FNO =	lenbeispie	.17 N	2ω	.75 N
F =	2649.	779	927	Dl =	1		1 =	.77	•j	= 56° - 9°
Rl =	1043.	807	834	D 2 =	99	ränderlich	.79 N	ich	Nl (h)
R 2 =	159.	259	785	D 3 =	ve	.63 N	r ä η d e r 1	ich
R 3 =	-160.	191	455	D 4 =	10	.64	.07 N	4 =	1.77250
R 4 =	-1045.	559	588	D 5 =	43	.94 N	.53
R 5 =		Anschlag	268	D 6 =	40	veränderl	.26 N	5 =	N3 (h)
R 6 =		679.		D 7 =	ve	.42	ich
R 7 =	-303.		D 8 =	55	.13 N	6 =
R 8 =	225.		D 9 =	1			N4 (h)
R 9 =	284.	DlO =	44	"7 —
RIO =	137.	DIl =	ve		1.77250
RlI =	99.	D12 =	73	8 =
R12 =	693.	D13 =	26		N6 (h)
R13 =	-190.	D14 =	89,
R14 =	OO	D15 =	35,	N7 (h)
R15 =	CO	D16 =	53.
R16 =			1.51633
R17 =

ν 2 = 49.6

ν 5 = 49.6

ν 8 = 64.1

f	100	369	572
D 2 D 6 D 7 DIl	14.87 118.50 138.73 22.14	239.78 40.80 54.35 106.51	278.71 7.50 18.19 142.68

Ni (h) = N₀ +

N₂h⁴ +

N₃Ii⁶ +

Nl (h) d 1.81182D+00

g 1.83800D+00

N3 (h) d 1.53465D+00

g 1.55100D+00

N4 (h) d 1.69768D+00

g 1.71200D+00

N6 (h) d 1.53812D+00

g 1.55100D+00

N7 (h) d 1.73480D+00

g 1.75200D+00

-6.00021D-07 -3.18111D-07

7.06614D-07 -1.14024D-06

2.30497D-07 4.90518D-07

9.47272D-08 1.18453D-06

2.70463D-07 6.79849D-07

-3.51092D-12 -1.13312D-12

-2.24893D-10 -1.06037D-10

1.36939D-10 1.39483D-10

5.86644D-11 1.40160D-10

8.32279D-10 7.44550D-10

-5.53931D-17 2.17154D-17

1.65903D-14 9.15347D-15

8.87318D-15 1.03419D-14

2.14576D-14 1.77582D-14

-2.85730D-14 -1.78935D-14

BAD ORSGSNAL

Bei einem Ausführungsbeispiel 9 eines speziellen Varioobjektives (Figur 17) umfaßt dieses von vorne nach hinten eine erste Positiv-, zweite Negativ- und dritte Positivlinseneinheit 91-93, wobei die erste und zweite Einheit bei einer Brennweitenveränderung von Weitwinkel auf TeIe sich axial vorwärts und rückwärts bewegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Einheit 91 mit einer Linse mit Brechungsindexverteilung und positiver Stärke vom radialen Typ allein versehen, während die zweite Einheit 9 2 eine derartige Linse vom radialen Typ mit negativer Stärke allein aufweist. Die dritte Einheit 93 besitzt eine erste Linse mit Brechungsindexverteilung und negativer geringer Stärke, eine zweite Linse vom axialen Typ, bei der der Brechungsindex mit zunehmender Entfernung vom vorderen Scheitelpunkt absinkt, und eine vierte Linse vom radialen Typ mit negativer Stärke, wobei die dritte und fünfte Negativlinse aus homogenen Materialien oder herkömmlichen optischen Gläsern hergestellt sind.

Wenn die zweite Negativeinheit aus einem homogenen Material unter der Bedingung gefertigt wäre, daß die gleiche Stärke Anwendung findet, würde eine Petzval-Summe von etwa - 1,45 bis - 1,6 ausgedrückt als Brennweite des Gesamtsystems auf die Grundeinheit zurückgeführt erzeugt werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ verwendet wird, nimmt die Petzval-Summe einen geringen Wert von - 9,6 an. Aufgrund eines derartigen geringen Wertes der Petzval-Summe weist die Rellaislinseneinheit 93 ein reduziertes Tele-Verhältnis auf, so daß eine Reduktion der Größe des Gesamtsystems erreicht werden kann.

Genauer gesagt, ist die Relaislinseneinheit 93 teleobjektiv-

förmig ausgebildet, indem eine große positive Stärke an ihrem Vorderteil und eine große negative Stärke auf zwei Negativlinsen im hinteren Teil konzentriert worden ist, so daß die Länge der Relaiseinheit und die rückwärtige Brennweite stark reduziert sind. Somit wird die optische Gesamtlänge des Gesamtsystems reduziert.

Die Linsen mit Brechungsindexverteilung in der Relaislinseneinheit 93 haben die folgenden Wirkungen:

Die erste Linse (radialer Typ): Die hintere Brechungsfläche wird zur Komakorrektur verwendet, und durch das Steuern der Brechungsindexverteilung im Inneren wird sphärische Aberration korrigiert, wenn Lichtstrahlen die Linse durchdringen.

Die zweite Linse (axialer Typ): Die Vorderfläche wirkt auf sphärische Aberration ein, und die hintere Fläche, die mit der vorderen Fläche der dritten Linse verbunden ist, wirkt auf Astigmatismus ein.

Die vierte Linse (radialer Typ): Aberrationen werden geringfügig beeinflußt, sie trägt jedoch zur Erhöhung der negativen Stärke des hinteren Teiles der Relaislinseneinheit bei und spielt dabei eine wichtige Rolle in bezug auf eine Verstärkung der Tendenz der Relaislinse in Richtung auf die Teleobjektivform.

Selbst wenn es sich bei der zweiten Einheit 92 nicht um eine solche mit Brechungsindexverteilung handelt, reicht das Konzept dieses Beispiels aus, um die Gesamtlänge des Varioobjektives kürzer auszubilden als dies bislang möglich war.

Während ein herkömmlich ausgebildetes Varioobjektiv der gleichen Abmessungen wie bei diesem neunten Ausführungsbeispiel eine als Verhältnis der Gesamtlänge im Gehäuse (Weitwinkeleinstellung) zur längsten Brennweite ausgedrückte Handlichkeit von 0,85 - 1 besitzt, ist diese bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträchtlich verbessert und beträgt beispielsweise 0,57.

Zahlenbeispiel

.F = 100 - 278 FNO = 1 : 4.5 2ω = 32.2° - 11.85'

Rl =	159.143	D	1 =	6.75	N	1 = Nl	N	2 = N2	N	3 = N3	(h)
R 2 =	-381.190	D	2 =	veränderlich	veränderlich
R 3 =	1873.490	D	3 =	12.43	7.30	N	4 = N4	(h)
R 4 =	-243.701	D	4 =	0.13	N	5=1.
RS =	209.766	D	5 =	7.06			(h)
R 6 =	-70.641	D	6 =	2.00	N	6 = N6
R 7 =	31.505	D	7 =	30.42			(X)
R 8 =	-68.007	D	8 =	2.47	N	7 = 1.	72151 ν 5
R 9 =	380.464	D	9 =	18.28
RIO =	-123.304	DlO =	2.67	(h)
RIl =	-131.447	DIl =
R12 =	-31.934	D12 =	51633 ν 7
R13 =	-103.180

= 29.2

= 64.1

f	100	170	278
D 2 D 4	0.3965 20.9019	56.4888 12.9260	87.6192 0.6204

Ni (h) = N_Q + N₁Ji² + N₂h⁴ + N₃h⁶ + Ni (x) = N₀ + N₁X + N₂X² + N₃X³ + .

Nl (h) d i 1.60311

N2 (h) d

N3 (h) d

N4 (x) d

N6 (h) d

1.61539

1.51633
1.52621

1.60311
1.61539

-9.45773x10 -1.33548x10

-6

1.08705x10

-3

1.08993x10

-3

1.18829x10 1.41201x10

,-4

1.60311 -7.67307x10

-3

1.61539 -7.51317x10'

—3

1.51633
1.52621

5.60086x10 5.21233x10

r⁴

-4

-1.20090x10 6.22841x10"

1.83549x10

1.74810x10

1.53801x10

2.02562x10

-2.87995x10
-5.76193x10

V¹³ -12

N.

-2.28699x10 -1.32980x10

-15 -14

1.26698xlO"¹⁰ -1.79115XlO"¹³ 1.11349xlO"¹⁰ -1.79676X10"¹³

1.57096x10
1.53610x10

,-10 -10

2.86113x10 4.65397x10

Γ¹³ -13

3.03885XlO*"⁴ -4.85189X10*"⁵

3.08785x10

-4.83811x10

-5

2.14806x10 2.10216x10

1.59387x10
1.50194x10

—9
-9

-1.00448x10 -1.04996x10

Γ¹¹ -11

Bei einem zehnten Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs (Figur 19) umfaßt dieses von vorne nach hinten gesehen eine erste Positiv-, eine zweite Negativ- (Variator), eine dritte Negativ- (Kompensator) und eine vierte Positiv-(Relais) - Linseneinheit 101-104. Die Relaiseinheit 104 besitzt eine afokale Linse vor einer Blende R13 und zwei Strahlenteiler zwischen RIl und R12 und zwischen R22 und R23.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die erste, zweite und vierte Linseneinheit jeweils mit einer Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ versehen, und zwar bei der vierten Einheit am hinteren Teil derselben.

Bei einem elften Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs (Figur 21) umfaßt dieses von vorne nach hinten gesehen eine erste Positiv-, eine zweite Negativ-, eine dritte Positiv- und eine vierte Positivlinseneinheit 111-114. Bei einer Brennweitenveränderung von Weitwinkel auf TeIe bewegen sich die erste und dritte Einheit axial vorwärts. Die dritte Einheit 113 ist mit einer Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ versehen.

Die dritte Einheit 113 bewirkt zusammen mit der zweiten Einheit 112 eine große Brennweitenveränderung. Um einen Fortschritt in bezug auf die Kompaktheit zu erzielen, ist es erforderlich, die dritte Einheit mit einem großen Brechungsvermögen zu versehen. Es werden daher Aberrationen erzeugt, so daß im herkömmlichen Fall der alleinigen Verwendung von homogenen Linsen die Anzahl der einzelnen Linsen auf fünf oder mehr erhöht werden muß. Geschieht dies nicht, können diese Aberrationen über den Brennweitenbereich

nicht stabil gehalten werden.

Beim elften Ausführungsbeispiel wird daher bei der ersten Linse der dritten Einheit 113 eine Linse mit großer positiver Stärke verwendet, bei der es sich jedoch um eine solche mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ mit positiver Stärke handelt. Diese Linse sorgt daher für einen großen Anteil der positiven Stärke der dritten Einheit und spielt eine Hauptrolle zur Korrektur von sphärischen Aberrationen. 1Ü Eine andere Linse mit Brechungsindexverteilung und negativer Stärke wird als dritte Positivlinse der dritten Einheit 113 verwendet und spielt die Hauptrolle bei der Astigmatismuskorrektur.

Die dritte Einheit kann somit aus wenigen Linsenelementen bestehen, nämlich aus nur drei Elementen. Hierdurch wird es möglich, ein kompaktes Varioobjektiv mit großem Bereich zu verwirklichen und gleichzeitig noch eine gute Korrektur von Aberrationen zu erreichen.

BAD ORIGINAL

	100 -	570	ι	130	-	40 -	1 : 1	..22 -	36	73	10	2ω = 64°	_ (	'" 3i	54	r
	434.	761	I	914	Zahlenbeispiel	83.	86	veränderl	27	- 1.39	Nl (h)		3.1°
F —	-9088.	500	Anschlag	295	FNO =	verä	nderl	47.	18	Nl =
Rl =	396.	796	469.	878	Dl =	11.	36	2.	54	ich	1.77250	V
R 2 =	152.	011	-2929.	275	D 2 =	52.	05	68.	30	N 2 =			2 =	49	.6
R 3 =	-227.	683	-220.	391	D 3 =	51.	36	54.	09		N3 (h)
R 4 =	-1408.	086	-638.	682	D 4 =	veränderl	23.	50	N 3 =
R 5 =	-280.	345	300.	645	D 5 =	11.	34.	36	ich	1.69680	V
R 6 =	9149.	898	-4212.		D 6 =	32.	70	N 4 =			4 =	55	.5
R 7 =	602.	178	-1431.		D 7 =	11.	32	ich	1.71300	V
R 8 =	-315.	800	-333.		D 8 =	1.	66	N 5 =			5 =	53	.8
R 9 =	OC	OO	D 9 =	44.	70		1.51633	V
RIO =	OO		DlO =	129.	73	N 6 =			6 =	64	.1
RIl =		DlI =	91.	50
R12 =		D12 =	22.			1.74400	V
R13 =	D13 =	62.		N 7 =			7 =	44	.7
R14 =	D14 =			1.84666	V
R15 =	D15 =	N 8 =			8 =	23	.9
R16 =	D16 =		1.69680	V
R17 =	D17 =	N 9 =			9 =	55	.5
R18 =	D18 =		NlO (h)
R19 =	D19 =	NlO =
R20 =	D20 =		1.51633
R21 =	D21 =	NIl =		vll =	64	.1
R22 =	D22 =
R23 =

f	100	280	570
D 2 D 6 D 8	8.20 259.87 38.29	183.15 63.09 60.13	255.84 31.67 18.85

Ni (h) =

+ N,h

+ N₂

+ N₄Il

+ N,-h

10

Nl (h) d 1.75750 -7.20092x10 g 1.77427 -5.29489x10

-7 -7 -6.47996x10
-5.84287x10

-13 -13

N3 (h) d 1.73381

g 1.76756

NlO (h) d 1.85000

g 1.87435

9.90755x10 8.66688x10

-6 -6

-6.97515x10 -6.71061x10

-6 -6 -3.83661x10
-3.33356x10

-10 -10

2.84305x10
2.94303x10

-10 -10

λ
Nl (h) d

N.

3.98843x10
4.24143x10

-17
-16

-7.75135x10 -1.43444x10 -22
-20

N,

7.75472x10 2.33425x10

-27 -25

N3 (h) d 1.26739x10
g 2.09077x10

-14
-14

-1.80757x10 -3.52200x10 -19
-18

3.76775x10 2.82225x10

-24 -22

NlO (h) d 3.33926x10
g 1.18218x10

-16
-16

	100 -	283	- 42	-	1 :	3.5	- 4.7	33	N 4 =	71	N 8 =	33	NIl =	"· "·-	-	- 24	'3'541	0	= 25.4
	329.	775	Zahlenbeispiel 11	6.	94	Nl =	33		80		06	N12 =			ν 1	= 60.7
F =	137.	307	FNO =	25.	OO	N 2 =	06	N 5 =	47	N 9 =	53		2ω = 62°	ν 2
Rl =	-2316.	906	Dl =	O.	33		14		28		OO	N13 =	1.80518		= 55.5
R 2 =	127.	715	D 2 =	16.	11	N 3 =	33	N 6 =	94	NlO =			1.60311	ν 3
R 3 =	589.	863	D 3 =	veränderlich	71		veränderlich			= 40.8
R 4 =	349.	552	D 4 =	3.	06	N 7 =	3.	1.69680	ν 4
R 5 =	49.	444	D 5 =	13.	veränderlich	8.			= 40.8
R 6 =	-147.	683	D 6 =	3.	26.	6.	1.88300	ν 5
R 7 =	179.	196	D 7 =	5.	7.	15.			= 23.9
R 8 =	96.	122	D 8 =	13.	16.		1.88300	ν 6
R 9 =	— 88.	957	D 9 =	3.	5.			= 37.2
RIO =	-68.	016	DlO =	3.	6.	1.84666	ν 7
RIl =	-955.	505	DIl =
R12 =	83.	717	D12 =	1.83400
R13 =	-156.	910	D13 =			= 23.9
R14 =	11044.	891	D14 =	N8 (h)	ν 9
R15 =	56.	388	D15 =
R16 =	-455.	820	D16 =	1.84666
R17 =	-69.	670	D17 =			= 49.6
Rl 8 -	-95.	749	D18 =	NlO (h)	vll	= 64.1
R19 =	282.	765	D19 =		vl2
R2O =	-169.	580	D20 =	1.77250		« 52.4
R21 »	227.	054	D21 =	1.51633	vl3
R22 =	-115.	070	D22 =
R23 =			D23 =	1.51742
R24 =

f	100	168	283
D 5 D13 D19	2.92 52.25 11.11	32.18 30.63 32.74	55.18 6.77 56.59

N8 (h) d 1.60342 -1.43316x10 g 1.62382 -1.43595xl0

NlO (h) d 1.50137
g 1.51250

2.16886x10 1.85615x10

-2.49536x10 -2.82066x10"

-3.60780x10" 6.03319x10

—8

— Q

-8.04703x10
5.33417x10'

-12 -12

-6.64964x10 -1.80972x10

7.16738x10 ¹² -2.03457xl0~¹⁴

-3.72674x10

-10

6.14045x10

Ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs der Erfindung ist in Figur 23 dargestellt. Die Aberrationen dieses Objektivs sind in den Figuren 24A 24C gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 121, die nur aus einer Linse mit Brechungsindexverteilung besteht und die Oberflächen R1 und R2 besitzt, eine zweite Negativlinseneinheit 122, die aus zwei Elementen mit drei Teilen besteht, eine dritte Negativlinseneinheit 123, die aus einem einzigen Linsenelement besteht, und eine vierte Positivlinseneinheit, die aus neun Linsenelementen besteht.

Dieses Varioobjektiv entspricht dem herkömmlich ausgebildeten Objektiv der Figur 41, mit der Ausnahme, daß die erste Einheit 121 als einziges Element ausgebildet ist.

Dieses Element besteht aus einem Medium, dessen Brechungsindex zunehmend geringer wird, wenn die Höhe von der optischen Achse aus ansteigt, und daher eine überschüssige Sammelwirkung durch das Medium selbst bereitstellt. Analog zum Anwachsen des Brechungsindex einer üblichen oder homogenen Linse können daher die Oberflächenkrümmungen dieses Elementes geschwächt werden, was den Vorteil einer Reduktion der minimal akzeptierbaren mittleren Dicke bei einem vorgegebenen Durchmesser mit sich bringt. Darüberhinaus besitzt eine übliche oder homogene Positivlinse, wenn sie keine asphärische Form aufweist, ein relativ stärkeres Brechungsvermögen an der Grenzzone, wodurch eine sehr große sphärische Aberration verbleibt, die über den Brennweitenbereich nicht stabil gehalten werden kann.

Durch die Verwendung des vorstehend erwähnten Singlett mit Brechungsindexverteilung und einem reduzierten Brechungs- \ ermögen an der Grenzzone ist jedoch die Möglichkeit einer Ausschaltung dieser Aberration durch eine geeignete Ausbildung der anderen Linseneinheiten gegeben. Darüberhinaus stellt das erwähnte Singlett eine Einrichtung zur Korrektur chromatischer Aberrationen dar, indem der Gradient des Brechungsindex für jede Wellenlänge gesteuert wird. Genauer gesagt, das herkömmliche optische Material besitzt ansteigende Brechungsindices für kürzere Wellenlängen. Daher erzeugt ein Positiv-Singlett unterkorrigierte axiale Aberrationen für kürzere Wellenlängen. Durch die vorliegende Erfindung wird es jedoch möglich, chromatische Aberrationen zu korrigieren, indem das Singlett mit einer solchen Brechungsindexverteilung versehen wird, daß der Gradient des Brechungsindex für kürzere Wellenlängen im achsparallelen Bereich größer ist als der für längere Wellenlängen, da die Sammelwirkung des Singlett im achsparallelen Bereich linear proportional zum Gradienten des Brechungsindex ist.

- 45 - „ . „ .

F = 100 - 570 FNO = 1 : 1.22 - 1.38 2ω = 51.2° - 8.7°

Rl =	467	.165	Dl =	83	.86	N 1	.36	N 2	N 5	.73	N 6
R2 =	-3592	.723	D 2 =	veränderlich	.84		veränderlich	.27
R 3 =	1029	.617	D 3 =	11	.36	N 3	47,	.18	N 7
R 4 =	160	.158	D 4 =	43	.36	N 4	2.	.55
R 5 =	-201	.139	D 5 =	11	veränderlich	68.	.00	N 8
R 6 =	201	.214	D 6 =	36	li,	54.	.00
R 7 =	-3637	.674	D 7 =	.36	34.	,00	N 9
R 8 =	-250	.112	DS =	32.	,00
R 9 =	-3182	.667	D 9 =	11.	,00	NlO
RIO =	723,	.855	DlO =	2,	OO
RIl =	-291.	.076	DlI =	44.	OO	NIl
R12 =	O.	.0	D12 =	93.	OO
R13 =	O.	.0	D13 =	13.	OO	N12
R14 -	515.	.300	D14 =	30.	OO
R15 =	-1643.	.200	D15 =	28.	OO	N13
R16 =	-201.	,200	D16 =	2.	OO
R17 =	-405.	,700	Dl 7 =	48.	OO	N14
R18 =	205.	,200	D18 =	23.
R19 =	961.	000	D19 =	63.
R20 =	431.	400	D20 =
R21 »	130.	100	D21 =
R22 =	-1830.	600	D22 =
R23 =	-283.	800	D23 =
R24 =	17 4.	900	D24 =
R25 =	-621.	303	D25 =
R26 =	O.	O	D26 =
R27 =	O.	O

1.77250 ν 2 = 49.6

1.73500 ν 3 = 49.8

1.84666 ν 4 = 23.9

1.69680 ν 5 = 55.5

1.71300 ν 6 = 53.8

1.51633 ν 7 = 64.1

1.71700 ν 8 = 47.9

1.84666 ν 9 = 23.9

1.69680 VlO = 55.5

1.80518 vll = 25.4

1.51633 vl2 = 64.1

1.64850 vl3 = 53.0

= 1.51633 vl4 » 64.1

f	100	280	570
D2 D7 D9	23.22 259.04 35.91	198.16 64.26 57.76	270.86 30.84 16.48

Nl (h) =

+ Njh² + N₂h⁴ + N₃h⁶ + N₄h⁸ + N

Nl (h)

^No

1.75750

^Nl
■7.37231x10

1.77418 -5.33610x10

^N2 -1.29933x10

-7.61728x10

-12 -13

N.

Nl (h) d 5.09973x10
g 4.25631x10

-17
-16

-7.89179x10 -1.38523x10

-22 -20

8.00488x10 2.27105x10

■27 -25

Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs der Erfindung ist in Figur 25 dargestellt. Die Aberrationen dieses Objektivs sind in den Figuren 26A bis 26C gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positiv-Linseneinheit 131, die aus einem Element besteht, eine zweite Negativlinseneinheit 132, die aus zwei Elementen besteht, eine dritte Positivlinseneinheit, die aus zwei Elementen besteht, und eine vierte Positivlinseneinheit 134, die aus drei Elementen besteht. Die ersten drei Einheiten sind zur Brennweitenveränderung axial

beweglich. Dieses Varioobjektiv umfaßt fünf Linsen mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ, die durch die Oberflächen Rl und R2, R5 und R6, R8 und R9, Rl2 und Rl3

und R14 und Rl5 definiert sind.
15

Da diese Linsen mit Brechungsindexverteilung eine überschüssige Wirkung in bezug auf die Korrektur von Aberrationen ausüben und nicht nur der ersten Einheit, sondern auch jeder anderen Einheit 132 - 134 zugeordnet sind, wird die erforder-

liehe Anzahl von Linsenelementen in jeder Einheit reduziert, so daß sich eine Verringerung der Größe des Gesamtsystems erzielen läßt.

- 48 Zahlenbeispiel 13

F = 100 - 572 FNO = 1 : 1.45 2ω = 56'

Rl= 446.123 Dl= 99.17 N 1 = Nl (h)

R 2 = 2649.779 D 2 =veränderlich

R 3 = 1043.807 D 3 = 10.63 N 2 = 1.77250

R 4 = 159.259 D 4 = 43.64

R 5 = -160.191 D 5 = 40.94 N 3 = Ν3 (h)

R 6 = -1045.559 D 6 = veränderlich

R 7 = 0.0 D 7 = veränderlich

R 8 = 679.794 D 8 = 55.75 N 4 = N4 (h)

R 9 = -303.562 D 9 = 1.77

RIO = 225.927 DlO = 44.79 N 5 = 1.77250

RlI = 284.834 DlI = veränderlich

R12 = 137.785 D12 = 73.07 N 6 = N6 (h)

R13 = 99.455 D13 = 26.53

R14 = 693.588 D14 = 89.26 N 7 = N7 (h)

R15 = -190.268 D15 = 35.42

ν 2 = 49.6

ν 5 = 49.6

R16 = 0.0 D16 = 53.13 N 8 = 1.51633 ν 8 » 64.1 R17 = 0.0

f	100	369	572
D 2 D 6 D 7 DIl	14.87 118.50 138.73 22.14	239.78 40.80 54.35 106.51	278.71 7.50 18.19 142.68

Ni (h) = N₀ +

+ N₂h⁴ + N₃Ii⁶ +

Nl (h) d 1.81182 -6.00021x10*

N-

-3.51092XlO"¹² -5.5393IxIO"¹⁷

g 1.83800 -3.1811IxIO"⁷ -1.13312XlO"¹²

N3 (h) d 1.53465 7.Ο6614χ1θ"⁷ -2.24893Χ10"¹⁰ g 1.55100 -1.14024XlO"⁷ -1.06037XlO"¹⁰

N4 (h) d 1.69768
g 1.71200

2.30497x10-7 4.90518xl0~⁷

1.36939x10 1.39483x10

,-10

-10 2.17154x10

,-17

1.65903x10 9.15347x10

8.87318x10
1.03419x10

Γ¹⁵ -14

d 1.53812
g 1.55100

9.47272x10 1.18453x10

Γ⁸ -6

5.86644x10 1.40160x10

r¹¹ -10 2.14576x10

1.77582x10

-I₄ -14

N7 (h) d 1.73480
g 1.75200

2.70463x10 6.79849x10

-7

-7

8.32279x10 7.44550x10

-10

-10 -2.85730x10
-1.78935x10

,-14 -14

Ein vierzehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs ist in Figur 27 dargestellt. Dieses Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positiv-, eine zweite Negativ-, eine dritte Positiv- und eine vierte Positivlinseneinheit 141-144 und besitzt ein vergrößertes Brennweitenverhältnis.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Einheit 142 mit zwei Negativlinsen aus homogenem Material versehen, denen eine Positiv-Meniskuslinse mit Brechungsindexverteilung und positiver Stärke folgt.

Bei dem Varioobjektiv dieser Ausführungsform ist es empfehlenswert, den Abstand zwischen den Hauptpunkten der ersten und zweiten Einheit 141 und 142 soweit wie möglich zu verringern, um dadurch die Gesamtlänge und den Durchmesser der vorderen Elemente minimal zu halten. Hierbei wird eine Positivlinse in die zweite Negativeinheit 142 eingeführt und hinter den beiden Negativlinsen angeordnet, so daß bei Auswahl der Brechungsindexverteilung zur Erzeugung einer überschüssigen positiven Stärke der vordere Hauptpunkt der zweiten Negativeinheit 142 aufgrund der Schwächung der Oberflächenkrümmungen vorgeschoben wird, was eine Reduktion des AbStandes zwischen den .Hauptpunkten der ersten und zweiten Einheit zur Folge hat. Es wird daher möglich, die Gesamtlänge und den Durchmesser der Elemente herabzusetzen.

Auch dadurch, daß man die Werte der Koeffizienten N2 und N3 der Brechungsindexverteilungsformel negativ macht, wird die von den beiden Negativlinsen der zweiten Einheit 142 erzeugte sphärische Aberration selbst bei einer solchen höherer Ordnung gut korrigiert.

Im Gegensatz zu der herkömmlich ausgebildeten zweiten Einheit, die normalerweise fünf oder mehr Linsenelemente be-

sitzt und eine große Gesamtdicke aufweist, sind bei der Erfindung nur drei Elemente zur Ausbildung der zweiten Einheit ausreichend, was den Vorteil einer Größenreduzierung nit sich bringt. Da die zweite Einheit gegenüber einer Dezentrierung äußerst empfindlich ist, besteht ein anderer Vorteil darin, daß die Justiervorgänge bei der Fertigung äußerst einfach durchgeführt werden können.

	100 -	365	469	726	Zahl	- 51	6	: 4.	15 2ω	.17	N 4 =	N 7 =	89	Nl 3 =	=	1	62° - 19	.65844	O	ν 1	3"84	1
	358	.669	991	278	FNO =		25	.94	Nl =	.47			94		1	.80518		ν 2
F —	161	.867	913	391	Dl =	enbeispiel 14	O	.28	N 2 =	.33	N 5 =	N 8 =	83	N14 =		.60311	65844		= 25.	4
Rl =	-1576	.564	125	934	D 2 =	1	15	.33		.11			78		1			ν 3	= 60.	7
R 2 =	158	.744	835	902	D 3 -	.92	N 3 =	.62	N 6 =	N 9 =				.69680	62004
R 3 =	689	.688	295		D 4 =	veränderlich	" veränderlich			1			ν 4	= 55.	5
R 4 =	1039	.392	306	D 5 =	4	veränderlich	NlO =			.88300	51742
RS =	59	861	778	D 6 =	14	6	Nil =	1		84666	ν 5	= 40.	8
R 6 =	-198.	937	547	D 7 =	3	O			.88300
R 7 =	166.	901	577	D 8 -	7	6	N12 =			67003		= 40.	8
R 8 =	102.	107	702	D 9 =	17	O	veränderlich		N 6 (h)
R 9 =	228.	837	3rjeql. Anscnlao	DlO =	7.	veränderlich
RIO =		Anschlag	-Ϊ04.	DIl =	O.	3.		51742	ν 7
RIl =		386.	444.	D12 =	20.	6.	1
R12 =	-568.	-188.	D13 =	15.	5.		62299	ν 8	= 50.	9
R13 =	156.	5751.	D14 =	13.	13.	1.
R14 β	375.	-106.	D15 =	8.				ν 9	= 50.	9
R15 =	93.	D16 =	.81	1.
R16 =	204.	D17 =	.33			VlO	= 36.	3
R17 =	68.	D18 =	.81	1.	vll
R18 =	-660.	D19 =	33	1.		= 52.	4
R19 =	51.	D20 =	64		V12	= 23.	9
R20 =	304.	D21 =	33	1.
R21 =	-140.	D22 =»	67			= 47.	3
R22 =	D23 =	58		vl3
R23 =	D24 =	86	1.
R24 =b	D26 =	OO		vl4	= 52.	4
R25 =	D26 =	1.
R26 =	D27 =			= 58.	2
R27 =	D28 =
R28 =
R29 =

f	100	195	365
D 5	4.44	44.5	74.16
DIl	73.85	33.7	4.13 ·
D12	8.87	10.7	3.99
D23	3.25	23.7	33.96
D24	11.67	29.4	55.56

N6 (h) =

+ N₂h⁴ + N₃Ii⁶ +

N-

N6 (h) 1.60342 -9.76292x10"

-1.04448x10

-8

N-

-1.56371x10

Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektives ist in Figur 29 dargestellt. Dieses Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 151, die während der Brennweitenveränderung stationär ist, eine zweite Negativlinsenseinheit 152, die zur Veränderung der Bildvergrößerung axial beweglich ist, eine dritte Positivlinseneinheit 153, die zur Kompensation der Bildverschiebung axial beweglich ist, und eine vierte Positivlinseneinheit 154. Die zweite Einheit 152, d.h. der sog. Variator, ist mit Hilfe einer Linse mit Brechungsindexverteilung vom axialen Typ mit absinkenden Brechungsindices entlang der optischen Achse von vorne nach hinten und mit Hilfe einer anderen Linse mit Brechungsindexverteilung und negativer Stärke vom radialen Typ ausgebildet, die in dieser Reihenfolge von vorne auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind.

Die vorstehend erwähnte hintere Linse mit negativer Stärke besitzt weit schwächere Oberflächenkrümmungen als bei Verwendung einer äquivalenten Linse aus homogenem Material, da auch das Linseninnere für einen Teil der Linsenstärke steht.

Die vorstehend erwähnte vordere Linse mit negativer Stärke besitzt eine hintere Fläche mit starker Krümmung, die nach hinten konkav ist, so daß mit einer solchen Brechungsindexverteilung wie oben beschrieben die Überkorrektur der sphärischen Aberration gering ist, da sich der Brechungsindex mit zunehmender Höhe verringert, so daß die Linse eine wichtige Rolle bei der Korrektur von sphärischen Aberrationen spielt. Dieses Merkmal sowie ein anderes Merkmal, daß die sphärische Aberration, die einer Oberkorrektur unterliegen kann, durch eine unterkorrigierte sphärische Aberration der Linse vom radialen Typ ausgeglichen

werden kann, indem deren Brechungsindexverteilung gesteuert wird, bieten den Vorteil einer Entfernung der Verbundfläche die bei dem herkömmlich ausgebildeten Variator immer Verwendung findet. Es wird daher möglich, die Anzahl der EIemente im Variator und dessen axiale Dicke herabzusetzen.

	100 - 287	502	-	54	-	1 :	4	•	N 4 =	N 6 =	,27	N 8 =	1.80518	.04°	1	"- -
	228.	007	Zahlenbeispiel 15	3.	.90			N 7 =	,49		1.60729	ν	2	3541
F =	90.	648	FNO =	9	.40	2ω = 33.67° - 12	N 5 =	veränderlich	78	N 9 =		ν
Rl =	-10306.	678	Dl =	O	.14	Nl =	veränderlich	6.	36		1.61272		3	= 25.4
R 2 =	123.	220	D 2 =	6,	.68	N 2 =	8.	1.	78	NlO =		V		= 49.2
R 3 =	-1662.	071	D 3 =		2.	2.	28		N4 (χ)
R 4 =	-230.	136	D 4 =	N 3 =	.08	65.	Ol	Nil =				= 58.7
R 5 =	62.	113	D 5 =	veränderlich	.09	2.			N5 (h)
R 6 =	-74.	761	D 6 =	O,	O.
R 7 =	-546.	250	D 7 =	5.	5.	1.51602		6
R 8 =	154.	449	D 8 =	3.		1.80518	V	7
R 9 =	-43.	430	D 9 =	.59		V
RIO =	-73.	290	DlO =	.93	1.56873		8	= 56.8
RIl =	48.	594	DIl =	.75		V		= 25.4
R12 =	2417.	859	D12 =	1.80518		9
R13 =	-278.	458	D13 =		V		= 63.1
R14 =	2007.	619	D14 =	1.78590		vlO
R15 =	-27.	574	D15 =			= 25.4
R16 =	-53.	786	D16 =	1.59551
R17 =	374.	778	D17 =		vll	= 44.2
R18 =	-104.		D18 =
R19 =	D19 =			= 39.2
R20 =

f	100	200	287
D 5 D 9 D12	4.387 48.0130 24.5757	49.4858 23.1695 4.3181	63.1746 1.5341 12.2647

Ν4 (χ) Ν5 (h)

+ N-X + N₂X² + N₃X³ + . + Nj_h² + N₂h⁴ + N₃Ii⁶ +

N4 (x) d 1.60311 g 1.61539

-3.37010x10 -2.36139x10

Γ³ -3

5.76898x10 1.07564x10

-4

-2.32204x10 -1.08051x10

Γ⁴ -4

N5 (h) d 1.62299 g 1.63630

1.28144xlO~⁴ -2.35730xl0~⁷ 7.53926xl0~⁵ -1.88135xlO~⁷

2.63243xl0~¹⁰ -1.35098x10"¹³ 2.03422xl0~¹⁰ -1.78045xl0~¹³

Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs ist in Figur 31 dargestellt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 161 aus drei Elementen, eine zweite Negativlinseneinheit 162 aus vier Elementen, eine dritte Positivlinseneinheit

163 aus vier Elementen und eine vierte Negativlinseneinheit

164 aus zwei Elementen. Die erste und dritte Linseneinheit bewegen sich bei einer Brennweitenveränderung von Weitwinkel zu TeIe axial vorwärts, während sich die zweite Einheit gleichzeitig axial rückwärts bewegt. Die dritte Einheit 163 umfaßt eine Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ und mit negativer Stärke. Diese Linse besitzt die Oberflächen R19 und R20, und ihr Inneres übt eine divergierende Wirkung aus.

Wenn bei einem herkömmlich ausgebildeten Varioobjektiv der vorstehend beschriebenen Art, bei dem die zweite Negativ- und die dritte Positivlinseneinheit entsprechende Veränderungen der Bildvergrößerung bewirken, die Stärke der dritten Einheit durch Reduktion der Größe und Erhöhung des Brennweitenverhältriisses vergrößert wird, werden große Aberrationen, insbesondere unterkorrigierte sphärische Aberrationen und Astigmatismus, erzeugt, so daß die Bildaberrationen schwierig zu korrigieren sind. Aus diesem Grunde hat man die vorstehend erwähnten Aberrationen dadurch korrigiert, daß man in der dritten Einheit eine divergierende Linsenfläche vorgesehen hat. Diese divergierende Linsenkrümmung wurde jedoch so stark, daß Aberrationen höherer Ordnung erzeugt wurden, die schwierig zu korrigieren waren. Es wurde daher unmöglich, die gewünschte Größenreduzierung und einen merklichen Anstieg des Brennweitenverhältnisses zu erreichen. Hingegen können bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Varioobjektiv durch die Verwendung der Linse mit Brechungsindexverteilung und

negativer Stärke in der dritten Einheit die verschiedenen Aberrationen gut korrigiert werden, ohne einen Größenanstieg der dritten Einheit zu bewirken. Genauer gesagt, werden hauptsächlich sphärische Aberrationen und Astigmatismus überkorrigiert. Da ein großer Anteil der negativen Stärke vom Medium getragen wird, kann die divergierende Oberflächenkrümmung abgeschwächt werden. Es wird daher verhindert, daß Aberrationen höherer Ordnung an der divergierenden Fläche erzeugt werden.

Ein anderes bekanntes Problem, das aus einer Erhöhung der Stärke einer jeden Linseneinheit mit dem Ziel einer Reduktion der Gesamtlänge wie in diesem Beispiel resultiert, besteht darin, daß im Normalfall die Petzval-Summe stark im negativen Sinne erhöht wird, so daß die Feldkrümmung nur schwierig zu korrigieren ist. Bei der Erfindung wird jedoch dieses Problem vermieden, indem die Linse vom radialen Typ in die dritte Einheit 163 eingebaut wird. Mit anderen Worten, der aus der Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ resultierende Anteil der Peztval-Summe, der der Durchgangsstärke ¥ zuzuschreiben ist, beträgt etwa y*/N ", wobei dessen Absolutwert geringer ist als der, der den Brechungsflächen oder j /N zuzuschreiben ist. Wenn man daher diese Linse mit Brechungsindexverteilung und negativer Stärke verwendet, wird die Petzval-Summe kleiner als bei Verwendung einer homogenen Linse der gleichen Stärke, so daß es auf diese Weise möglich wird, die Petzval-Summe des gesamten Systems zu korrigieren. Da ferner zur Korrektur der Petzval-Summe Raum erzeugt wird, kann ein Glas mit einem relativ hohen Brechungsindex zur Herstellung der ersten Positivlinse der dritten Einheit 163 verwendet werden, was den Vorteil hat, daß die Anzahl der Elemente reduziert und die Gesamtdicke der dritten Einheit herabgesetzt wird.

Durch die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung wird es möglich, ein Varioobjektiv mit stark verringerter Größe (bis zu einem Bereich von etwa 3) vu schaffen.

	100 -	- 281	Zahlenbe	6.	-	58 -	3.5 - 4.	30	N 4 =	75	32	N 8 =	03	N12 =	7	2ω =	67000	62°	-	: ■" : - -
	610.	,082	FNO	21.	ispiel 16	Nl =	33		OO	64		55	N13 =	= 1.	80518		V	1	"3541583
F =	173.	207	Dl =	O.	• •	N 2 =	16	N 5 =	28	88	N 9 =			■■ 1.	60311		V	2	24°
Rl =	-349.	023	D 2 =	11.	19		63		88						80400			= 25.4
R 2 =	101.	647	D 3 =	62	N 3 =	38	N 6 =	5.68	NlO =		* 1.	60311	63930	V	3	= 60.7
R 3 =	239.	823	D 4 =	33	veränderlich	17		15.
R 4 =	1163.	134	D 5 =	OO	3.	16	N 7 =	5.	NIl =	= 1.	80400		V	4	= 60.7
R 5 =	46.	748	D 6 =	14.	veränderlich	6.	veränderlich
R 6 =	-111.	152	D 7 =	3.	2.	veränderlich	: 1.	83481	V	5	= 46.6
R 7 =	309.	530	D 8 =	O.	11.	3.
R 8 =	93.	107	D 9 =	12.	O.	11.	■■ 1.	80518	V	6	= 42.7
R 9 =	-97.	659	DlO =	2.	6.
RIO =	-67.	211	DIl =	3.	1.	80400	V	7	= 25.4
RIl =	-287.	590	D12 =
R12 =	O.	O	D13 =					= 46.6
R13 =	66.	587	D14 =	1.	77250	V	8
R14 =	-604.	172	D15 =
R15 =	83.	030	D16 =	1.	62299	V	9	= 49.6
R16 =	166.	746	D17 =
R17 =	215.	782	D18 =		NlO (h)			= 58.2
R18 =	78.	172	D19 =
R19 =	-205.	827	D20 =	1.		vll
R20 =	-66.	821	D21 =
R21 =	O.	O	D22 =			= 51.6
R22 =	-54.	766	D23 =	1.
R23 =	-561.	478	D24 =	1.
R24 =	-53.	306	D25 =		vl2	= 46.6
R25 =					vl3	= 44.9
R26 =

f	100	170	281
D 5 D13 D22 D23	5.86 51.09 2.60 13.20	31.53 25.42 8.11 29.79	53.61 3.34 22.96 37.03

NlO (h) = N_Qh +

+ N₂h⁴ + N₃Ii⁶ + N₄Ii⁸ +

d 1.75520 1.69830χ10"⁴ 6.66923χ1θ"⁸ 9.0976OxIO""¹⁴ 6.82251χ1θ"¹⁵ g 1.79132 1.86492χ10™⁴ 6.9Ο556χ1θ"⁸ -1.6801OxIO""¹² 1.Ο4Ο54χ1θ"¹⁴

Ein siebzehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektives der ERfindung ist in Figur 33 dargestellt. Die Aberrationen dieses Objektivs sind in den Figuren 34A 34C gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 171 aus drei Elementen, eine zweite N'egativlinseneinheit 172 aus vier Elementen und eine dritte Positivlinseneinheit 173 aus fünf Elementen. Bei einer Brennweitenveränderung von Weitwinkel zu TeIe bewegen sich die erste und dritte Einheit axial vorwärts mit der gleichen Geschwindigkeit, so daß sowohl die Vergrößerungskraft der zweiten als auch der dritten Einheit ansteigt, während sich die zweite Einheit gleichzeitig axial bewegt, um die Rildverschiebung während der Brennweitenveränderung zu kompensieren, um auf diese Weise einen großen Anstieg des Brennweitenbereiches zu erreichen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die dritte Einheit eine Bikonvexpositivlinse mit den Oberflächen Rl3 und Rl4 an der vordersten Stelle des Vorderteiles, wobei diese Linse als solche nit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ ausgebildet ist, eine benachbarte Positivlinse mit den Oberflächen Rl5 und R16, die als Linse mit Brechungsindexverteilung vom axialen Typ ausgebildet ist, und eine Bikonvex-Linss mit den Oberflächen RlS und R19 am hinteren Teil, die als Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ ausgebildet ist. Die erste Linse vom radialen Typ besitzt eine positive Stärke und spielt eine wichtige Rolle zur Korrektur der Foldkrümmung, von sphärischer Aberration und Koma. Die Linse von axialen Typ besitzt eine solche Verteilung, daß der Brechungsindex abnimmt, xvenn der Abstand vom vorderen Scheitelpunkt zunimmt, und spielt eine wichtige Rolle in bezug auf die Korrektur von sphärischer Aberration und Koma. Die zweite Linse vom radialen Typ besitzt eins negative Stärke und spielt eine wichtige

BAD ORIGINAL

Rolle bei der Begrenzung der Oberkorrektur der Feldkrümmung auf ein Minimum und bei der Korrektur von Astigmatismus.

Durch den Einsatz von diesen drei neuartigen Linsen ergibt sich die Möglichkeit einer Reduktion der Größe des gesamten Systems durch Reduzierung des Abstandes zwischen den Hauptpunkten der zweiten und dritten Einheit derart, daß die Feldkrümmung, die sonst stark überkorrigiert werden würde, da sie in der Teleobjektiv-Form vorherrscht, bei der der vordere Hauptpunkt des Vorderteiles der dritten Einheit vorwärts bewegt worden ist, gegen diese Richtung unterdrückt wird und daß sphärische Aberrationen, Koma und Astigmatismus über den gesamten Brennweitenveränderungsbereich stabil gehalten werden können. Für ein vorgegebenes Brennweitenverhältnis von 3,73 wird die Länee des gesamten Systems beträchtlich reduziert auf 0,863 des Verhältnisses der kürzesten Länge, wenn eine Verschiebung zur längsten Brennweite stattfindet.

BAD ORIGINAL

	100 -	372.	Z a h 1 e η b	=	3	- 61	-	.5	17	.69	N	4 =	.74	N	8 =	.6 2ω =	45.:	2°	-
	1058.	434	8 FNO	14	eispiel	N	— 5	.73	N	5 =	.29			1.85026	V	1	3541
F =	122.	067	Dl =	16	1 : 3		1 =	.31			.70	N	9 =				-12.8
Rl =	125.	946	D 2 =	O	.85	N		.69	N	6 =	.88	NlO =	1.62280	V	2	= 32.3
R 2 =	-259.	136	D 3 =	7	.43			.31	N	7 =	.66
R 3 =	143.	675	D 4 =	.34	N		veränderlich	.37		1.61800	V	3	= 57.0
R 4 =	229.	377	D 5 =	.19		3 =	12	.92	Nil =
R 5 =	-1224.	578	D 6 =	.69	veränderlich	O	.85		1.77250	V	4	= 63.4
R 6 =	93.	564	D 7 =	2	18			1.81600	V	5
R 7 =	326.	617	D 8 =	6	2	N12 =				= 49.6
R 8 =	-88.	314	D 9 =	4	33		1.75500	V	6	= 46.6
R 9 =	66.	774	DlO =	2	14		1.92286	V	7
RIO =	199.	593	DIl =	7	13					= 52.3
RIl =	333.	749	D12 =	3.		N8 (h)			= 20.9
R12 =	-111.	406	D13 =
R13 =	61.	268	D14 =	N9 (x)
R14 =	-165.	159	D15 =	1.72151		vlO
Rl 5 =	938.	810	D16 =
R16 =	1032.	632	Dl 7 =	Nil (h)		= 29.2
R17 =	-166.	128	D18 =
Rl 8 =	-52.	817	D19 =	1.56138
R19 =	-95.	834	D20 =
R20 =						= 45.2
R21 =				vl2

f	100	194.4	372.8
D 6 D12	22.0364 65.1068	58.5429 28.6001	85.8519 1.2913

N8 (h) = N_n + N,h² + N₉h⁴ + N_h⁶ + N.h⁸ N9 (x) = N_Q + N₁X + N₂X² + N₃X³ Nil (h) = N₀ + N_xh² + N₂h⁴ + N₃Ii⁶ + N₄Ii⁸

N8 (h) d 1.60311 7.61480x10

^N2

3.64339x10"

1.13664x10'

2.01629x10

g 1.61539 7.80412xl0~⁵ 4.02673xl0~⁸ 9.94466xl0~¹² 1.94464xl0~¹⁴

N9 (x) d 1,60311 -1.42736XHf³ 1.57548xl0~⁵ -1.9173IxIO"⁶ g 1.61539 -1.26507xl0~³ -1.43911xlO~⁴ -6.46575xl0~⁸

Nil (h) d 1.51633 1.14579x10

7.12662x10 ⁸ 1.95323x10 ^U

4.01543x10

g 1.52621 1.12782xlO~⁴ 6.11202x10 ⁸ 3.59398X10"¹¹ 4.75155xlO~¹⁴

Bei einem achtzehnten Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs, das in Figur 35 dargestellt ist, umfaßt das Objektiv von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 181, die während der Brennweitenveränderung stationär ist, eine zweite Negativlinseneinheit 182, die in der durch einen Pfeil Zl angedeuteten Weise zur Veränderung der Bildvergrößerung beweglich ist, eine dritte Positivlinseneinheit, die in der durch einen anderen Pfeil Z2 angedeuteten Weise zur Aufrechterhaltung einer konstanten Position einer Bildebene axial beweglich ist, und eine vierte Positivlinseneinheit 184, die während der Brennweitenveränderung stationär ist. Die vierte oder sog. Relaislinseneinheit 184 besitzt eine Konvexlinse mit Oberflächen R14 und R15, die als Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ und mit positiver Stärke ausgebildet und an vorderster Stelle des Vorderteiles angeordnet ist, eine benachbarte Konvexlinse mit Oberflächen R16 und R17, die als Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ mit negativer Stärke ausgebildet ist, und eine Meniskuslinse mit Oberflächen R21 und R22 an der hintersten Stelle des hinteren Teiles, die als Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ mit negativer Stärke ausgebildet ist.

Wie vorstehend erläutert, führt die Methode zur Reduzierung des Tele-Verhältnisses der Relaislinse, um eine Reduktion der Größe des Varioobjektives zu erreichen, zu einer Intensivierung der Überkorrektur der Feldkrümmung derart, daß diese durch irgendeine herkömmliche Ausbildung der anderen Einheiten nicht mehr ausgeglichen werden kann. Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Varioobjektiv wird jedoch im hinteren Teil der Relaislinsensinheit oder vierten Linsen-

einheit 184 von der Meniskuslinse mit negativer Stärke Gebrauch gemacht, so daß das Innere dieser Linse aufgrund seiner divergierenden Wirkung zu einer Erhöhung der negativen Stärke des hinteren Teiles im negativen Sinn beiträgt, wodurch das Tele-Verhältnis der vierten Einheit 184 reduziert werden kann. Während bei einer Negativlinse aus homogenem Material die Petzval-Summe den Wert Jf /Nq annimmt, wobei y die Stärke der Linse und Nq der Brechungsindex sind, ändert sich bei der Linse mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ die mit Sf/Hn" ausgedrückte Petzval-Summe umgekehrt proportional zum Quadrat des Brechungsindex, so daß sich auf diese Weise ein geringerer Betrag der Petzval-Suiame ergibt, und selbst dann, wenn das Tele-Verhältnis der vierten Einheit 184 reduziert wird, die Feldkrümmung auf ein Minimum begrenzt werden kann.

Zwei andere Linsen mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ, die im vorderen Teil der vierten Einheit 184 angeordnet sind, besitzen ebenfalls trotz der Verringerung der erforderlichen Anzahl von Elementen in Verbindung mit einer Herabsetzung der Gesamtlänge ein gutes Korrekturvermögen in bezug auf Feldkrümmung, sphärische Aberration und Astigmatismus .

BAD ORIGINAL

F =

- 64 Zahlenbeispiel 18 --·

- 286 FNO = 1 : 4.0 2ω = 33.5° -

Rl =	195.068	Dl =	3.76	Nl =	N 4 =	N 7 =	N 9 =	1.80518	ν 1	= 25.	4
R 2 =	93.266	D 2 =	9.40	N 2 =		N 8 =		1.61272	ν 2	= 58.	7
R 3 =	58340.891	D 3 =	0.14		N 5 =	veränderlich	NlO =
R 4 =	131.571	D 4 =	6.69	N 3 =	N 6 =	5.74	NIl =	1.61272	ν 3	= 58.	7
R 5 =	221519.437	D 5 =	veränderlich	veränderlich	0.14
R 6 =	714.405	D 6 =	2.09	8.08	13.28	N12 =	1.71300	ν 4	= 53.	8
R 7 =	55.496	D 7 =	5.88	1.95	2.09
R 8 =	-62.772	D 8 =	1.95	27.21	N13 =	1.71300	υ 5	= 53.	8
R 9 =	62.789	D 9 =	4.74	5.57		1.84666	ν 6	= 23.	9
RIO =	-1831.869	DlO =	3.16
RlI =	148.046	DIl =	10.12	1.51633	ν 7	= 64.	1
R12 =	-44.817	D12 =		1.75520	ν 8	= 27.	5
R13 =	-79.338	D13 =
R14 =	62.624	D14 =	N9 (h)
R15 =	7841.012	D15 =
R16 =	38.557	D16 =	NlO (h)
R17 =	-82.341	D17 =	1.92286	vll	= 20	.9
R18 =	149.496	D18 =
R19 =	137.780	D19 =	1.53256	vl2	= 45	.9
R20 =	-37.470	D20 =
R21 =	-26.092	D21 =	N13 (h)
R22 =	-38.926

f	100	200	286
D 5 DlO D13	2.3926 47.1435 23.2591	47.5055 22.2934 2.9962	61.0879 0.9012 10.8061

N,

N 9 (h) g 1.53113

d 1.54160

NlO (h) g 1.51633

d 1.52621

N13 (h) g 1.51633

d 1.52621

N-,

-1.40101x10 -7.60684x10

1.35945x10 8.57620x10

1.51842x10 1.55218x10

5.15986x10 5.39739x10'

-6.07396x10" -7.83396x10"

1.06359x10 1.25181x10

1.44289x10 4.32743x10'

-10 -10

-1.28137x10 -4.10306x10

-10

-10

2.58554x10 1.43805x10

-10 -10

Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs ist in Figur 57 dargestellt. Die entsprechenden Aberrationen sind in den Figuren 38A bis 38G gezeigt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste Positivlinseneinheit 191, die während der Brennweitenveränderung axial beweglich ist, wie durch den Pfeil Zl angedeutet, eine zweite Negativlinseneinheit 192, die während der Brennweitenveränderung axial beweglich ist, wie durch einen anderen Pfeil Z2 angedeutet, um zur Veränderung der Bildvergrößerung beizutragen, und eine dritte Positivlinseneinheit 193, die während der Brennweitenveränderung stationär ist. Eine vorderste Konvexlinse, die die Oberflächen R6 und R7 aufweist, in der dritten Einheit 193 besteht aus einem Medium mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ mit negativer Stärke. Eine zu dieser benachbarte, dahinter angeordnete Doppellinse, deren vorderes oder konvexes Element die Oberflächen R8 und R9 aufweist, besteht aus einem Medium mit Brechungsindexverteilung vom axialen Typ, bei dem der Brechungsindex von vorne nach hinten abfällt. Eine vordere von zwei Konkavlinsen bildet den hinteren TEiI der dritten Einheit, besitzt die Oberflächen RIl und R12 und besteht aus einem Medium mit Brechungsindexverteilung vom radialen Typ mit negativer Stärke.

Bei diesen Varioobjektiv ist auch die zweite Einheit 19 2 als Ganzes aus einem Nüedium mit Brechungsindexverteilung und negativer Stärke hergestellt, was den Vorteil einer Verbesserung der Korrektur von sphärischen Aberrationen in den Tele-Positionen mit sich bringt und darüberhinaus die erzeugte Petzval-Summe minimiert. Wenn man als Zahlenbeispiel ein herkömmlich ausgebildetes Varioobjektiv

BAD ORIGINAL

der gleichen Stärke heranzieht, erzeugt die zweite Negativeinheit, die alleine aus homogenem Material besteht, eine Petzval-Summe von - 1,45 bis-1,6 basierend auf der Brennweiteneinheit des Gesamtsystems im Vergleich zu einem Wert von -0,96 bei der vorliegenden Erfindung.

Eine derartige große Reduktion der Petzval-Summe der zweiten Einheit 192 gestattet die Verwendung der Methode der Ausbildung der dritten Einheit in Teleobjektivform zur Reduktion der Größe des Gesamtsystems. Erfindungsgemäß wird das Tele-Verhältnis der dritten Einheit derart reduziert, daß die vorstehend erwähnten drei Linsen mit Brechungsindexverteilung dazu verwendet werden, die Tendenz in Richtung auf die Teleobjektiv-Form weiter zu verfestigen. Es wird daher möglich, die gesamte optische Länge des gesamten Systems beträchtlich zu reduzieren. Die Bezeichnung einer jeden dieser drei Linsen wird nachfolgend erläutert.

Da die Durchgangsstärke der ersten Linse R6, R7 im vorderen Teil der dritten Einheit 193 negativ ist, besitzt diese Linse eine ungünstige Verteilung in bezug auf die Korrektur sphärischer Aberration durch ihre Brechungsflächen. Indem jedoch die Krümmungen der Oberflächen R6 und R7 verstärkt werden, damit die Feldkrümmung unterkorrigiert wird, wird jedoch eine Oberkorrektur verhindert. Auch die Steuerung des Koeffizienten N₉ der Brechungsindexverteilung wird zur

Lj

Korrektur von sphärischer Aberration und Koma eingeritzt, die von den Brechungsflächen über die das Innenmedium dieser Linse durchdringenden Strahlen erzeugt werden. 30

Die zweite Linse R8, R9 besitzt zunehmend niedrigere Brechungs-

BAD ORIGINAL

indices, wenn der Abstand vom vorderen Scheitelpunkt ansteigt, so daß bei einem Anstieg der Höhe von der optischen Achse aus der Brechungsindex an der vorderen KOnvexflache RS absinkt, wodurch der Brechungswinkel eines auftreffenden Strahles geringer wird als wenn eine homogene Linse mit der gleichen Vorderflächenkrümmung in Gebrauch wäre. Dadurch werden sphärische Aberrationen und Koma korrigiert.

Da die dritte Linse RIl, R12 eine negative Stärke bzw. eine divergierende Wirkung in ihrem Inneren aufweist, kann durch sie die negative Stärke des hinteren Teiles erhöht werden. Da dies nicht durch Hrhöhunp, der Oberflächenkrümmungen durchgeführt wird, besitzt die Petzval-Summe einen kleineren Wert. Auf diese Weise wird die Tendenz in Richtung auf eine Überkorrektur der Feldkrümmung geschwächt. Darüberhinaus wird durch Steuerung der Form der Brechungsindexverteilung N₇ (h) Astigmatismus korrigiert.

Aufgrund des Einsatzes von derartigen Linsen mit Brechungsindexverteilung werden nicht nur die Feldkrümmung, die sonst in nachteiliger Weise überkorrigiert würde, \ie dies beim Teleobjektiv-Typ mit Hauptpunkt vor der Linse der Fall ist, sondern auch sphärische Aberration, Koma und Astigmatismus gut korrigiert, wobei ein großer Fortschritt in bezug auf Kompaktheit erreicht wird. Wenn man ein Zahlenbeispiel eines herkömmlich ausgebildeten Varioobjektives mit den gleichen Abmessungen heranzieht, beträgt die Handlichkeit als Verhältnis der kürzesten Länge in der Weitwinkeleinstellung zur längsten Brennweite ausgedrückt etwa 0,8 5 bis etwa 1,0 im Gegensatz zu einem Wert von 0,645 bei der vorliegenden Erfindung.

BAD ORIGINAL

- 68 Zahlenbeispiel

F

= 100 - 250

PNO =

1 :

4.5

2ω ;

= 33.0°

1 =

3 =

60

N

4 =

- 12.7°

ν 1

= 25.

4

R 1

= 106.084

D

1 =

3.

32

N

2 =

veränderlich

13

1.80518

ν 2

- 47.

1

R 2

58.076

D

2 =

11.

88

N

rlich

6.

72

N

5 =

1.62374

R 3

= -489.144

D

3 =

vei

' ä η d ρ

N

O.

92

N

6 =

R 4

= 1045.216

D

4 =

11.

68

6.

66

N3 (h)

R 5

= -273.849

D

C —

1.

19

N

*7 —

R 6

= 323.215

D

6 =

28.

63

N4 (h)

R 7

= -74.986

D

7 =

2.

55

N

8 =

R 8

30.128

D

Q —

16.

N5 (x)

ν 6

= 29.

2

R 9

= -73.105

D

9 =

2.

1.72151

RIO

= 397.026

DlO =

RIl

= -55.865

DIl =

N7 (h)

R12

= -62.834

D12 =

ν 8

= 69.

6

R13

= -26.147

D13 =

1.51728

R14

= -66.609

f	100	160	250
D 3 D 5	0.7249 19.6360	47.4124 12.7996	75.4248 2.5449

N 3 (h) g 1.51633
d 1.52621

N4 (h)

g 1.62041
d 1.63316

N-

1.20582x10
1.20921x10"

-3

2.17677x10 2.15365x10

1.31092x10"* 1.83723x10

1.59485x10

"⁴

N 5 (x) g 1.63854 -8.10577x10
d 1.65292 -7.85935x10

-3

-3

2.54635x10

3.54976x10" 3.67316x10"

N 7 (h) g 1.51633
d 1.52621

6.19898xl0"⁴ 2.48844xl0~⁶

5.73366x10

-4

2.60420x10

N.

8.81288x10

-11

^N4 3.44547x10

-14

1.3524LxIO"¹⁰ -3.867Ο4χ1θ"¹³

2.97786x10 2.17559x10

-10 -10

-4.23447x10 -6.08825x10

v⁵

-5

4.66251x10 2.63683x10

_9 -9

3.60954x10 6.92295x10'

-13

1.04867x10 1.17387x10

-12 -11

Ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel eines speziellen Varioobjektivs ist in Figur 39 gezeigt. Die entsprechenden Aberrationen sind in den Figuren 4OA bis 4OC dargestellt. Das Objektiv umfaßt von vorne nach hinten gesehen eine erste positive Linseneinheit 201, die während der Brennweitenveränderung stationär ist, eine zweite Negativlinseneinheit 202, die wie durch den Pfeil Zl angedeutet beweglich ist, um zur Veränderung der Bildvergrößerung, beizutragen, eine dritte Negativlinseneinheit 203, die wie durch einen anderen Pfeil 22 angedeutet, axial bewegbar ist, um die Bildverschiebung zu kompensieren, und eine vierte Positivlinseneinheit, die während der Breiinweitenveränderung stationär ist. Die vierte Einheit 204 besitzt einen vorderen und einen hinteren Teil mit einem Luftspalt dazwischen, der unter den Spalten zwischen aufeinanderfolgenden Linsenelementen dieser Einheit am längsten ist. Der hintere Teil besitzt eine Positivlinse, die die Aufgabe besitzt, den Hauptstrahl eines schief auftreffenden Strahles nahezu parallel zur optischen Achse zu machen. Diese Linse, die die Oberflächen R23 und R24 aufweist, besteht aus einem Material mit Brechungsindexverteilung und positiver Stärke. Aufgrund der Tatsache, daß diese positive Stärke in einem gewissen Ausmaß auf das Linseninnere zurückgeführt werden kann, können die Krümmungen der Oberflächen R23 und R24 stark abgeschwächt werden. Da die Brechungsindices an diesen Oberflächen zunehmend geringer werden, wenn die Höhe von der optischen Achse aus ansteigt, ist die Brechung für diesen Strahl um so geringer, desto höher der Punkt des Auftreffens des Strahles angeordnet ist. Daher ist die hierdurch erzeugte sphärische Aberration gering, und es werden Koma und Astigmatismus, die unterkorrigiert sind und normalerweise von der positiven Elementengruppe R17 bis R22, welche unmittelbar hinter einer Blende angeordnet ist, erzeugt werden, korrigiert.

BAD ORIGINAL

Wenn der Koeffizient N2 der Brechunosindexverteilung einen positiven Wert annimmt, wird die sphärische Aberration durch den Durchhang der Strahlen durch das Linseninnere korrigiert. Daniberhinaus tritt keine Unterkorrektur von Verzeichnungen auf, die oft bei Einsatz einer Konvexlinse, bei der der Hauptstrahl auf einer großen Höhe auftrifft, vorkommt. Es ist daher ein Linsenelement ausreichend, um den hinteren Teil der vierten Einheit auszubilden, was im Gegensatz zu der herkömmlichen Ausführungsform stellt, die drei oder vier Linsenelemente benötigt. Die Montage- und Justiervorgänge werden somit vereinfacht.

BAD ORIGINAL

	= 100 -	- 570	_ η	= 1	: 1.	1 -	N 4 =	N 7 =	,73	N 8 =	39	2 ω =	51633	49.0	354	1
	1656.	.780	Zahlenbeispiel	·■ 22	.73	20		veränderlich	,27		1.	,80518		ν 1	O _ Ql	0
F	460.	.895	FNO	= 92	.04	22 - 1.	N 5 =	47.	,18		1.	60311		ν 2	= 25	.4
Rl =	-1206.	,452	Dl =	1	.70	Nl =	N 6 =	2.	84					= 60,	.7
R 2 =	355.	,491	D 2 =	■■ 51	.14	N 2 =	veränderlich	68.	09	N 9 =	1.	69680	ν 3
R 3 =	1154.	,930	D 3 =		11.	77.	50					= 55.	.5
R 4 =	971.	150	D 4 =	N 3 =	.36	34.	36	NlO =	1.	77250	ν 4
R 5 =	155.	806	D 5 =	: veränderlich	32.	70					= 49.	.6
R 6 =	-202.	438	D 6 =	11	11.	32	Nil =	1.	73500	ν 5
R 7 =	213.	710	D 7 =	43,	1.	66		1.	84666	ν 6	= 49.	.8
R 8 =	-2717.	151	D 8 =	11,	44.	66	N12 =				= 23.	,9
R 9 =	-276.	943	D 9 =	36,	129.	73		1.	69680	V 7
RIO =	15112.	848	DlO =	.36	91.	50	N13 =				= 55.	5
RIl =	621.	683	DIl =	.84	22.		1.	71300	ν 8
R12 =	-310.	849	D12 =	.36	62.					= 53.	8
R13 =	O.	O	D13 =	.36
R14 =	O.	O	D14 =
Rl 5 =	424.	196	D15 =	1.	74400	ν 9
R16 =	-4610.	598	D16 =				- 44.	7
R17 =	-234.	035	D17 =	1.	84666	VlO
R18 =	-833.	803	D18 =				= 23.	9
R19 =	288.	535	D19 =	1.	69680	VlI
R20 =	-4401.	660	D20 =				= 55.	5
R21 =	6543.	000	D21 =		N12 (h)
R22 =	-468.	554	D22 =
R23 =	O.	O	D23 =	1.	ν13
R24 =			D24 =			= 64.	1
R25 =			D25 =

0.0

f	100	280	570
D 5 DlO D12	21.50 257.50 37.91	196.44 60.72 59.75	269.14 29.30 18.47

N,

Ν12 (h) d 1.85 -6.97515x10 ⁶ 2.843Ο5χ1θ"¹⁰

Da gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung die Anzahl der Linsenelemente einer jeden Einheit des Varioobjektivs reduziert werden kann, können aucli das Gewicht und die Größe des Objektivs verringert werden. Da ferner die gesamte Axialdicke einer jeden Einheit durch Herabsetzung der erforderlichen Anzahl von Linsenelementen abgesenkt werden kann, wird Raum für den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Linseneinheiten geschaffen. Hierdurch kann die Axialbewegung einer jeden Varioeinheit vergrößert werden, und es wird dadurch möglich, das Brennweitenverhältnis sofort zu erhöhen. Da ferner die Luftspalte zwischen den Linsen verringert werden können, wenn die Anzahl der Linsenelemente in einerjeden Linseneinheit herabgesetzt wird, wird es möglich, die Qesamtlänge beträchtlich zu verkürzen.

Wenn die erste oder zweite Linseneinheit eine Linse mit Brechungsindexverteilung besitzt, kann der maximale Durchmesser, der zum Durchlassen von schiefen Strahlen erforderlieh ist, sowie der Außendurchmesser der Linsenhalterung oder des damit verwendeten Filters verringert werden, da der Abstand zwischen den Hauptpunkten der ersten und zweiten Einheit reduziert werden kann und da die Dicke der ersten Einheit verringert werden kann, wenn eine derartige Linse in der ersten Einheit verwendet wird.

Da andererseits die Aberrationen einer jeden Linseneinheit durch diese selbst verbessert werden können, wird es möglich, ein Varioobjektiv zu schaffen, das über den Bereich der Brennweitenveränderung eine verbesserte Stabilität in bezug auf die Korrektur von Aberrationen besitzt. Da ferner keine

Notwendigkeit des Einsatzes eines Compound eyes-optischen Systems besteht, kann eine qualitativ hochwertige Abbildung aufrechterhalten werden.

Da die Petzval-Summe gering ist, kann die Stärke einer jeden Linseneinheit erhöht werden, wodurch eine Verkürzung der Gesamtlänge erleichtert wird. Da die Petzval-Summe nicht stark ansteigt, besteht kein Bedarf nach der Einführung von starken Oberflächenkrümmungen zur Korrektur der FeIdkrümmung oder nach der Verwendung eines Systems mit nicht ausgeglichener Stärke. Auf diese Weise werden kaum Aberrationen höherer Ordnung erzeugt.

Da die Gesamtzahl der Linsenelemente des gesamten Vario-Objektivs stark verringert werden kann, kann eine beträchtliche Verbesserung in bezug auf Geistereffekte (Störbilder) erreicht werden, was bislang nicht möglich war. Da ferner der Lichtverlust aufgrund von Oberflächenreflektionen und innerer Absorbtion gering ist, kann die F-Zahl fester gehalten werden. Da die Anzahl der einzelnen Linsenelemente verringert wird, nimmt die Anzahl der belichteten Linsenflächen ab und damit die Anzahl der Mehrschicht-Antireflektionsüberzüge. Allein aus diesem Grunde kann der Preis des fertigen Objektivs beträchtlich herabgesetzt werden (das Durchlässigkeitsvermögen der herkömmlichen Varioobjektive liegt normalerweise unter 901 und fällt rasch unter 80%, da die Anzahl der benötigten Elemente ansteigt).

Da auch die Zahl der Elemente einer jeden Linseneinheit abnimmt, können die Produktionskosten reduziert werden, und die Montage- und Justiervorgänge werden vereinfacht.

BAD ORIGINAL

Selbst im Bereich der optischen Instrumente äußerst geringer Größe, wie beispielsweise bei Subminiaturkameras und Gastroskopen, besteht ein Bedarf nach dem Einbau von Varioobjektiven. Dies wurde jedoch bislang für unmöglieh gehalten, da die Gesamtzahl der benötigten Linsenelemente sehr groß war und jedes Element eine sehr geringe Größe besaß. Hierfür \var keine Herstelltechnik vorhanden. Wem jedoch eine Linse mit Brechungsindexverteilung verwendet wird, ist die erforderliche Produktionstechnik so einfach, daß der Einbau von Varioobjektiven auch bei optischen Instrumenten mit äußerst geringer Größe realisiert werden kann, da jede Linseneinheit nicht mehr als zwei Elemente benötigt.

Erfindungsgemäß wird somit ein Varioobjektiv vorgeschlagen, das eine Vielzahl von Linseneinheiten aufweist und bei dem mindestens einer der Luftspalte zwischen den einzelnen Einheiten zur Brennweitenveränderung verändert wird. Bei dem Objektiv weist mindestens eine der Vielzahl der Linseneinheiten mindestens ein Linsenelement mit einer Brechungsindexverteilung auf einer gemeinsamen optischen Achse der anderen Elemente auf.

BAD ORIGINAL

Claims (2)

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE Pellmann - Grams - Struif;;;-. - Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe '' 3541583 DipL-lng. B. Pellmann j Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavaria ring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München 25. November 1985 DE 5349 Patentansprüche

1. Varioobjektiv mit einer Vielzahl von Linseneinheiten, wobei mindestens einer der zwischen den Linseneinheiten befindlichen Zwischenräume zur Veränderung der Brennweite veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Linseneinheiten (11-204) mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist, die eine gemeinsame optische Achse mit den anderen Linsen besitzt.

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2. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Linseneinheiten eine erste Linseneinheit (11) mit positivem Brechungsvermögen, eine zweite Linseneinheit (12) mit negativem Brechungsvermögen und eine dritte Linseneinheit (13) aufweist und daß der Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Linseneinheit (11, 12) und der zwischen der zweiten und dritten Linseneinheit (12, 13) zur Brennweitenveränderung zur gleichen Zeit verändert wird.

3. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Vielzahl der Linseneinheiten die erste

Die*dr*r Bank (München) KlO 3939 M4 Deutsch« Bank (München) Klo. 286 W60 Posiscn»ck»mt (München) K:o. 670-43-80*

Linseneinheit (Al) von vorne aus gesehen ein positives Brechungsvermögen und die zweite Linseneinheit (A2) ein negatives Brechungsvermögen besitzt und daß die erste Linseneinheit (Al) mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist.

A. Varioobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse mit Brechungsindexverteilung eine Brechungsindexverteilung vom radialen Typ aufweist, bei der mit zunehmender Höhe von der optischen Achse aus der Brechungsindex allmählich abnimmt.

5. Varioobjektiv nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse mit Brechungsindexverteilung einen schwächeren Brechungsindexgradienten für kurze Wellenlängen im achsparallelen Bereich als für lange Wellenlängen besitzt.

6. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Vielzahl der Linseneinheiten die erste Linseneinheit (11) von vorne gesehen ein positives Brechungsvermögen und die zweiten Linseneinheit (12) ein negatives Brechungsvermögen besitzt und daß die zweite Linseneinheit (12) mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist.

7. Varioobjektiv nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Bedingung erfüllt:

f ■ H₁ < 0

wobei $ das Brechungsvermögen der Linse mit Brechungsindexverteilung bedeutet und die Brechungsindexverteilung durch die Gleichung Ni (h) = N_Q + f^h² + N₂h^A + wiedergegeben wird.

8. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Vielzahl der Linseneinheiten die erste Linseneinheit (111) ein positives Brechungsvermögen, die zweite Linseneinheit (112) ein negatives Brechungsvermögen und die dritte Linseneinheit (113) ein positives Brechungsvermögen besitzt, daß der Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Linseneinheit in der Teleobjektivstellung größer ist als in der Weitwinkelobjektivstellung, daß der Zwischenraum zwischen der zweiten und dritten Linseneinheit kürzer ist und daß die dritte Linseneinheit (113) mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist.

9. Varioobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbrennweite der ersten, zweiten und dritten Linseneinheit über den gesamten Bereich der Brennweitenveränderung immer positiv ist.

10. Varioobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Vielzahl der Linseneinheiten die hinterste Linseneinheit mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist.

11. Varioobjektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterste Linse während der Brennweitenveränderung stationär ist.

12. Varioobjektiv nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterste stationäre Linse von vorne nach hinten gesehen einen Positivlinsenteil und einen Negativlinsenteil aufweist, wobei zwischen diesen der längste Zwischenraum angeordnet ist, und daß der Negativlinsenteil mindestens eine Linse mit Brechungsindexverteilung aufweist, bei der der Brechungsindex mit zunehmender Höhe von der optischen Achse aus ansteigt.

13. Varioobjektiv nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei hintersten stationären Linseneinheit um ein im wesentlichen teiezentrisches optisches System handelt, das einen Positivlinsenteil in der hintersten Position aufweist, dessen Brechungsindexverteilung derart ist, daß der Brechungsindex mit zunehmender Höhe von der optischen Achse aus abnimmt.