DE1928692A1 - Objektiv mit veraenderbarer Brennweite - Google Patents

Description

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THERANK ORGANISATION LIMITED, London, S.W.1, England Objektiv mit veränderbarer Brennweite

Sie Erfindung bezieht sich auf ein optisches Objektiv für fotografische oder andere Zwecke, welches zueinander bewegbare Glieder aufweist, durch welche die Äquivalentbrennweite des Objektivs in einem bestimmten Bereich kontinuierlich verändert werden kann, während gleichzeitig die lage der Bildebene konstant bleibt. Derartige optische Objektive, die häufig auch Zoom-Objektive, pankratische Objektive oder "Gummilinsen" genannt werden, weisen zur Brennweitenänderung ein Steuerglied auf. Die Anpassung an verschiedene Gegenstandsweiten wird gewöhnlich dadurch erzielt, daß einer Linsenkomponente des Objektivs mit Hilfe eines weiteren Steuer-· gliedes eine unabhängige Bewegung erteilt wird.

Es sind eine Reihe von pankratischen Objektiven bekannt. Die meisten von ihnen enthalten eine vordere und eine ortsfeste hintere Linsengruppe, wobei die zur Änderung der Brennweite bewegbaren Glieder in der vorderen Linsengruppe enthalten sind· Gewöhnlich enthält ein derartiges Objektiv vier oder fünf Glieder, und zwar ein ortsfestes Hinterglied, das die hintere Linsengruppe darstellt, und zwei oder drei zur Veränderung der Brennweite bewegbare Glieder, die hinter einem Vorderglied angeordnet sind, welches, was die Änderung der Brennweite anbetrifft, ortefest 1st. Diese zuletzt erwähnten Glieder bilden die vordere Linstngruppe» Di· fokussierung wird gewöhnlich

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mit dem Vorderglied der vorderen Linsengruppe vorgenommen, und auch die Erfindung bezieht sich auf ein pankratisches Objektiv, welches eine derartige Fokussierungseinrichtung aufweist.

Bei den modernen pankratischen Objektiven muß das Vorderglied eine relativ weite öffnung aufweisen und daher, wenn es zur Fokussierung bewegbar sein soll, einen relativ komplizierten Aufbau haben, damit die Korrektur der verschiedenen Aberrationen nicht nur im Variobereich der Brennweite sondern auch im Fokus s ierungs be reich erleichtert wird. !Durch diesen notwendigerweise komplizierten Aufbau wird das Vorderglied ziemlich schwer und unhandlich. Es ist jedoch äußerst wichtig, das Gewicht und die Größe des gesamten Objektivs, einschließlich der Steuermechanismen, in einem Bereich zu halten, der eine leichte Bedienung sicherstellt. Aus diesem Grund.kommt insbesondere dem Vorderglied des Objektivs, das einen relativ großen Durchmesser aufweist, besondere Bedeutung zu.

Zur Hinimalisierung der Kompliziertheit, der Größe und des Gewichts desjenigen Teils des Objektivs, der zur Fokussierung bewegbar gestaltet ist, und zur Verringerung der mechanischen Beanspruchung des Fokussierungsmechanismus sind für pankratische Objektive mit konvergenten Vordergliedern zwei Ausführungeformen vorgeschlagen worden. Nach dem einen Vorschlag wird das Vorderglied in eine divergente vordere Komponente und eine konvergente hintere Komponente aufgeteilt, während gemäß dem anderen Vorschlag das Vorderglied in eine annähernd afokale vordere Komponente und eine konvergente hintere Komponente aufgeteilt wird. Gemäß dem ersten Vorschlag ist nur die vordere Komponente des Vordergliedes zur Fokussierung bewegbar» während die hintere Komponente ortsfest bleibt. Gemäß dem zweiten Vorschlag wird u ag eic ehrt nur die hintere Komponente des Vordergliedes bei der fokussierung bewegt, während die vordere Komponente ortsfest bleibt, wodurch sich der zusätzliche Vorteil ergibt, daß der sogt "Iuftpunpeneffekt" vermieden wird, der sioh bei Volueenändtrungen des Lufträume inner-

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halb des Objektivs ergibt. Bei der Ausführungsform gemäß dem zweiten Vorschlag ist außerdem die Abererrationskorrektur, insbesondere mit Hinblick auf die chromatischen Aberrationen und die Stabilität betreffend die Fokussierung der sphärischen Aberration, auf die ortsfeste vordere Komponente des Vordergliedes konzentriert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Vorteile auf ein pankratisches Objektiv zu übertragen, welches ein divergentes Vorderglied aufweist, und insbesondere ein Objektiv mit veränderbarer Brennweite zu schaffen, bei w-elchem die Änderung des Blickwinkelfeldes im Gegenstandsraum während der Fokussierung minimalisiert ist.

In Verbindung mit dem letzteren muß zunächst darauf hingewiesen werden, daß bei der Fokussierung einer Kamera mit einem üblichen Objektiv mit fester Brennweite auf verschiedene Gegenstandweiten die Änderung des Blickwinkelfeldes im Gegenstandsraum nicht sehr bemerkenswert ist, und zwar entweder deshalb, weil die zur Fokussierung benötigte Bewegung des Objektivs klein ist, oder weil die Tiefe des Feldes klein ist, so daß der überwiegende Effekt der Bewegung eine Fokussierungsänderung ist, welche die Änderung des Blickwinkelfeldes überdeckt» Dies gilt jedoch nicht für pankratische Objektive, und zwar auf Grund der Tatsache," daß die Tiefe des Feldes bei minimaler Brennweite relativ groß und auch die beispielsweise für das Vorderglied bei einer echten Fokussierung benötigte Bewegung ebenfalls groß bezüglich dieser minimalen Brennweite ist. Die Wirkung hiervon, zumindest wenn das Zoom-Objektiv auf oder nahe auf die minimale Brennweite eingestellt ist, ist die, daß Gegenstände bei allen Abständen, und zwar ausreichend, um erkennbar zu sein, im gesamten Fokussierungsbereich im Brennpunkt bleiben.

Außerdem führt die Fokussierungsbewegung des Vordergliedes bei' bekannten pankratischen Objektiven zu einer bedeutenden Änderung der Vergrößerung und damit zu einer merklichen Änderung

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des Blickwinkelfeldes im Gegenstandsraum. Ea diese Änderung des Winkelfeldes nicht durch eine klare Fokussierungswir-kung überdeckt wird, ist das Ergebnis der subjektive Eindruck, daß eine Änderung der Brennweite stattfindet, obgleich nur eine Fokussierung durchgeführt wird. Diese Eigenschaft ist unerwünschtund hat dazu geführt, daß die Anwendung von Objektiven mit veränderbarer Brennweite auf manchen Gebieten, z.B. beim Fernsehen, auf Grund eines Vorurteils beschränkt ist. Die spezielle Aufgabe der Erfindung ist somit darin zu sehen, diese unerwünschte Eigenschaft zu vermeiden oder wenigstens zu minimalisieren. '

Die Erfindung geht aus von einem pankratischen Objektiv mit einer ortsfesten hinteren Linsengruppe und einer vorderen Linsengruppe, die hinter einem während der Brennweitenänderung ortsfesten divergenten Vorderglied die zur Brennweitenänderung bewegbaren Glieder enthält. Die Erfindung besteht darin, daß das Vorderglied in divergente vordere und divergente hintere Komponenten aufgeteilt ist, von denen nur der hinteren Komponente zur Anpassung an verschiedene Gegenstandsweiten axiale Fokussierungsbewegungen erteilbar sind, und daß das aus zwei Komponenten bestehende Vorderglied in Übereinstimmung mit den folgenden Beziehungen dimensioniert ist:

4'² *A> ^fAi >· ¹.^e..*A ²'^{6 P}A> ^fA2 7 ¹'3 P_A ^f A1 > ^f A2

worin F^ die Äquivalentbrennweite des gesamten Vordergliedes für einen unendlich entfernten Gegenstand und £,_Λ bzw. f._o die Äquivalentbrennweiten der vorderen bzw. der hinteren Komponente des Vordergliedes bedeuten.

Um die Lösung des Aberrationsproblems zu erleichtern, kann f_A1 zwischen 1,2 f_A2 und 1,5 f^ üegen und z.B. 1,4 f_A2

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tragen. Um jedoch während der Fokussierung den Feldwinkel konstant zu halten, ist es gewöhnlich erwünscht, daß f... etwa 2,5 f_A2 beträgt. Häufig wird ein Kompromiß vorgezogen, gemäß welchem f.^ zwischen 1,5 f.« ^uni* 2,5 f»p ließ*·

Im Vergleich zu einem pankratischen Objektiv mit einem konvergenten Vorderglied ist bekannt, daß ein divergentes Vorderglied, was die Fokussierungsanforderungen anbetrifft, schon für sich selbst vorteilhaft sein kann. Insbesondere kann ein derartiges divergentes Glied, da das Winkelfeld hinter einem divergenten Vorderglied kleiner ale das im Gegenstandsraum ist, einen kleineren Durchmesser aufweisen und eine geringere Axialbewegung benötigen als ein konvergentes Vorderglied, um einen äquivalenten Fokussierungseffekt zu erhalten. Die Erfindung, die ein aus zwei Komponenten bestehendes divergentes Vorderglied vorschlägt, ermöglicht daher eine Fokussierung bis herunter zu äußerst kurzen Gegenstandsweiten durch Verwendung eines Vordergliedes, welches die kleinstmögliche, zur Herstellung einer guten Aberrationskorrektur im gesamten Vario- und Fokussierungsbereich jedoch noch erforderliche Kompliziertheit, Größe und Kasse aufweist und außerdem durch irgendeinen geeigneten der üblichen FokussierungBmechanismen mit geringem Drehmoment gesteuert werden kann, da nur eine Komponente des Vordergliedes bewegt werden muß.

Die Erfindung wird nun auch an Hand der beiliegenden Beschreibung ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.

Die Figuren 1A und 1B zeigen scheroatisch den Einfluß der

Fokussierung auf den Bildwinkel im Gegenstandsraum bei Verwendung eines bekannten pankratischen Objektive.

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ORIGlNAl₇ INSPECTED

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Die Figuren 2A und 2B zeigen schematisch den gleichen Einfluß

bei Verwendung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.

Die Pig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein

korrigiertes Objektiv mit veränderbarer Brennweite, wobei die zur Änderung der Brennweite bewegbaren Glieder in der Stellung gezeigt sind, die sie bei ihrer Einstellung auf die minimale Brennweite P₀ einnehmen, und wobei die hintere Komponente' des Yordergliedes auf unendlich fokussiert ist.

Sie Pig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel

für das Vorderglied dieses Objektivs.

Die Pig. 5 zeigt ein weiteres korrigiertes Objektiv

mit veränderbarer Brennweite gemäß der Erfindung, wobei wiederum die bewegbaren Glieder auf die kleinste Brennweite F , und die hintere Komponente des Vordergliedes zur Fokussierung auf einen unendlich fernen Gegenstand eingestellt sind.

In Fig. 1A ist mit dem Bezugszeichen 10 das divergente Vorderglied einer Gummilinse bezeichnet, das zur Fokussierung bewegbar ist, und zwar von der durch eine durchgezogene Linie dargestellten Stellung bei Fokussierung auf einen unendlich fernen Gegenstand bis zu der durch die gestrichelte Linie dargestellten Stellung bei Fokussierung auf einen nahen Gegenstand. Mt d_ ist der Gegenstandsabstand, mit u die Fokussierungsbewegung, mitoO der halbe Feldwinkel, der auf der Bildseite des Vordergliedes konstant ist, und mit r der halbe Feldwinkel im Gegenstandsraum bezeichnet. Zu dieser Figur gehört auch die nachfolgende Tabelle, in der die Werte von d und u auf die Äquivalent brennweite f_A des divergenten Vordergliedee 10 bezogen sind, die gleich 42,55 i»t»90988 1 /097 1

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d_	ί ρ	O	411	1014	299	,89	574	30°	,89	264,	30°	89	139,	30°	89	77	,39
U		29(J	1	,71	3	,25	5,	89	9,	92	. 15	,10
	511	21	171	401	31°	131

In Pig. 1B ist die Änderung von & in Abhängigkeit von d_ gra- ' phisch aufgetragen, wobei die Zunahme des Feldwinkels im Gegenstandsraum deutlich sichtbar ist, die sich ergibt, wenn das Objektiv von einem unendlich entfernten Gegenstand herab zu einem sehr nahen Gegenstand fokussiert wird.

In Fig. 2A sind die. divergente vordere und die divergente hintere Komponente eines erfindungsgemäßen Objektivs mit 11' bzw. 11" bezeichnet, wobei nur die hintere Komponente 11" Fokussierungsbewegungen ausführen kann, und zwar von der mit der durchgezogenen Linie bezeichneten Stelle für einen unendlich fernen Gegenstand bis zu der durch die gestrichelt gezeichnete Linie bezeichneten Stelle zur Fokussierung auf einen nahen Gegenstand. Der halbe Feldwinkel im Gegenstandsraum ist mit ß bezeichnet. Die Bezugszeichen d_, u und <jO haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1A und sind in der folgenden Tabelle spezifiziert, in welcher die Werte von d; und u wiederum auf die Äquivalentbrennweite f_A des divergenten Vordergliedes bezogen sind, die mit 42,55 gleich der des Vordergliedes des bekannten Objektivs ist, wobei jedoch die beiden divergenten Komponenten (f^ = 170,1 und f.ο ⁼ 68,5) um einen Abstand £ (gleich 35,0) bei Fokussierung auf einen unendlich fernen Gegenstand beabstandet sind·

d	CO	411	993	29°	,13	493	29°	,13	243,	29°	13	11	8,	13	55,	63
U	0	1	,85	3	,40	6,	20	1	1,	93	20,	34
a 1	299	411	411	41''	29°		41 '	29°	41'

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Die Pig. 2B zeigt graphisch den Verlauf von r in Abhängigkeit von d_, woraus klar ersichtlich ist, daß beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Feldwinkel im Gegenstandsraum konstant bleibt, wenn das Objektiv von einem unendlich entfernten Gegenstand bis herab zu einem nahen Gegenstand fokussiert wird·

Durch die Erfindung wird gezeigt, daß dieser besondere Vorteil mit einem aus zwei Komponenten bestehenden divergenten Vorderglied der obigen Art erreicht werden kann, wenn nur das Verhältnis f... : f^>2 geeignet gewählt wird. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2A ist dieses Verhältnis gleich 2,5.

In der Praxis muß dieses Verhältnis f... t f.« jedoch auch als-Konstruktionspararoeter zur Unterstützung einer Aberrationskorrektur hoher Qualität verwendet werden, was eine weitere Aufgabe der Erfindung ist. Diese Aufgabe kann durch weitere Merkmale gelöst werden, wie im folgenden weiter ausgeführt wird« Bei praktischen Ausführungsformen der Erfindung ist daher, beinahe unvermeidbar, ein Kompromiß zwischen dem Beitrag, den das Vorderglied des Objektivs zur Aberrationskorrektur liefern soll, und dem Beitrag notwendig, den das Vorderglied des Objektivs zur Aufrechterhaltung eines konstanten Feldwinkels, im Gegenetandsraum liefern soll» Nichtsdestoweniger geht aus den Figuren 1B und 2B hervor, daß ein erfindungsgemäßes Objektiv_p welches ein aus zwei divergenten Komponenten bestehendes derglied aufweist, bei dem nur die hintere Komponente zur Fokussierung bewegbar ist, derart konstruiert werden kaim_p im Vergleich zu bekannten Objektiven wesentliche Vertess dahingehend erzielt werden, daß bei der Fokussierung die rung des Feldwinke3s im Gegenstandsraura ainiraallsiert

Die oben angegebenen Beziehungen geben die Grensen für ©isa. optimales, aus dünnen Linsen bestehendes -System an_s aas alt der Wahl praktischer Parameter in dem korrigierten fOTflgs eines solchen pankratiechen Objektivs verträglich ist, w@ ein divergentes Vorderglied benötigt. Bei allen modernen

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pankratischen Objektiven mit divergenten Vordergliedern sind die an die Aberrationskorrektur gestellten Anforderungen, bei denen die Stop-Stellung berücksichtigt werden muß, im wesentlichen die gleichen, so daß sich die angegebenen Beziehungen allgemein, d.h. unabhängig von irgendeiner besonderen Kon-. struktion des gesamten Objektivs, anwenden lassen.

Die Ausdrücke Vorderglied bzw. Hinterglied beziehen sich hier jeweils auf diejenigen Seiten des Objektivs, die näher bzw. weiter von der längeren Konjugierten entfernt sind, wie es üblich ist. Der im folgenden verwendete Ausdruck "innerer Kontakt" schließt nicht nur eine zementierte Berührungsfläche, sondern auch einen sog. "gebrochenen" Kontakt ein, durch den mit Hilfe zweier Berührungsflächen von sehr wenig unterschiedlichem Radius ein äquivalenter optischer Effekt herbeigeführt wird,' wobei der Radius des inneren Kontaktes im letzteren EaIl der arithmetische Mittelwert aus den Krümmungsradien der einzelnen in itage kommenden Oberflächen ist.

Im Gegensatz zu früheren Vorschlägen, die sich auf pankratische Objektive mit einea konvergenten Vorderglied beziehen, wird gemäß der Erfindung die Aberrationskorrektur zwar auf die beiden Komponenten des divergenten Vordergliedes verteilt, jedoch auf die hintere bewegliche Komponente konzentriert. Zur Korrektur der chromatischen Aberrationen weist die hintere Komponente vorzugsweise mindestens ein Sammelelement aus einem hochdispersen Material mit einem mittleren Brechungsindex von mehr als 1,7 und Abbe-V-Zahlen kleiner als 32 sowie ein oder mehrere disperse Elemente aus einem Material oder Materialien auf, deren Abbe-V- oder deren mittlere Abbe-V-Zahlen um mehr als das 1,5-fache größer als die des Sammelelementes sind. Die vordere Komponente enthält dagegen vorzugsweise ein oder mehrere disperse Elemente, zweckmäßigerweise zwei einfache nach vorn konvexe Meniskuskomponenten aus einem Material oder Materialien mit einer Abbe-V- oder einer mittleren Abbe-V-Zahl größer als 45 und möglichst größer als 50. Zur StabiIi-

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sierung der sphärischen Aberration bei Änderung der Gegenstandsweite weist die rückwärtige Komponente vorzugsweise eine zusammengesetzte Komponente mit einem sammelnden inneren Kontakt, der konkav nach vorn ist, zwischen zwei Elementen auf, die aus Materialien bestehen, deren mittlere Brechungsindices um mehr als 0,1 voneinander abweichen. Der Krümmungsradius dieses inneren Kontaktes liegt vorzugsweise zwischen 0,25 f^Q und 0,75 f_A2.

Um im gesamten Pokussierungsbereich eine allgemeine Stabilisierung der verschiedenen Aberrationen zu erhalten, kann die hintere Komponente zweckroäßigerweise eine Doppelkomponente aufweisen, die mit Abstand vor einer einfachen dispersen Komponente angeordnet ist, wobei die vordere Oberfläche der Doppelkomponente und die vordere Oberfläche der Einfachkomponente nach vorn konkav sind, während der Radius der zuerst genannten Oberfläche größer als der der zuletzt genannten Oberfläche ist und beide Radien zwischen 0,3 f_A2 ^und 5 f_A2 sind/ So kann z.B. der Radius der vorderen Oberfläche der Doppe!komponente zwischen 2 fip uml 3 f»p ^un<* der der vorderen Ober^fäche der Einfachkomponente zwischen 0,3 f*o ^un<^ *\o l^ieS^en·

Obgleich die oben genannten weiteren Merkmale der Erfindung auch ganz allgemein auf bekannte Gummilinsen bzw. pankratisch© Objektive mit divergenten Vordergliedern angewendet werden können, muß darauf hingewiesen werden, daß sich innerhalb des durch diese Merkmale gegebenen Rahmens spezielle Werte für die einzelnen Parameter des Vordergliedes nur mit Bezug auf andere Parameter einer ganz speziellen Objektivkonstruktion, d.h. mit Bezug auf die Parameter· derjenigen Glieder der vorderen Linsengruppe bestimmen lassen, die hinter dem Vorderglied angeordnet und zur Änderung der Brennweite bewegbar gestaltet sind* Infolgedessen wird im folgenden ein.Vorderglied gemäß der Erfindung als Beispiel angegeben, das in einem ganz bestimmten optischen Objektiv Anwendung findet, welches, einen großen Variobereich, ein weites Blickwinkelfeld bei minimaler Äquivalent-

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brennweite und eine annehmbare Funktion für die Relativbewegung der bewegbaren Glieder aufweist. Außerdem ist dieses Objektiv aufgrund seiner Konstruktion in Verbindung mit der Verwendung eines divergenten Vordergliedes geeignet, durch welches eine Fokussierung bis herab zu sehr kurzen Gegenstandsweiten möglich ist, so daß hierdurch besonders große Vorteile erzielt werden. Das hier betrachtete pankratische Objektiv enthält eine- ortsfeste hintere Linsengruppe und eine vordere Linsengruppe, die aus einem divergenten, bezüglich der Brennweit enänderung ortsfesten Vorderglied sowie einem zweiten, dritten und vierten Glied besteht, welche letzteren in gleicher !Reihenfolge konvergent, divergent und wiederum konvergent sind und von denen beilder Einstellung auf die maximale Brennweite das zweite und vierte Glied gleichzeitig nach vorn und das dritte Glied nach hinten bewegt wird« 33as Objektiv ist im einzelnen gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale :

^f4

(c) ^R > g₂ > 1

(d) ²^R > g₄ > g₂

2(f₂ + f₄) - x 2(f₂ + f_A>- χ

(f) ^U5{r^&₃ > g

₄,

Hierin bedeuten Fm den maximalen Wert der Iquivalentbrennweite des gesamten Objektivs; N die f-Zahl des Objektivs; f^, f·* und f. die Iquivalentbrennweiten des zweiten, dritten bzw. vierten Gliedes; g«» g-z und g. die Verhältnisse zwischen maximaler und minimaler Vergrößerung des zweiten, dritten bzw. vierten Gliedes % R das Verhältnis der maximalen zur minimalen Brennweite dee gesamten Objektivs; und χ den Mittelwert der Summe der Abstände vom hinteren Knotenpunkt des zweiten Gliedes zum vorderen Kno-

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tenpunkt des dritten Gliedes und vom hinteren Knotenpunkt des dritten Gliedes zum vorderen Knotenpunkt des vierten Gliedes.

Bei einem derartigen Objektiv ist f. erwünschtermaßen größer als 0,5 fp und vorzugsweise größer als 0,6 f«. Außerdem is.t der Absolutwert von f, vorzugsweise größer als

? ff + "P } — 5C

^v 2 4' — . Ein optisches Objektiv dieser Grundkonstruktion ist bereits Gegenstand einer früheren deutschen Patentanmeldung (P 16 22 990.6-5428). Ein bevorzugtes Objektiv dieser Grundkonstruktion ist ebenfalls Gegenstand einer anderen deutschen Patentanmeldung. Bei diesem bevorzugten Objektiv enthält das zweite Glied zwei konvergente zusammengesetzte Komponenten, denen eine hintere, konvergente Einfachkomponente folgt, während das dritte Glied eine divergente Einfachkomponente und eine divergente zusammengesetzte Komponente aufweist, die hinter der Einfachkomponente in einem axialen Abstand von 0,5 f-2 bis f, angeordnet ist. Das vierte-Glied enthält eine konvergente zusammengesetzte Komponente, an die sich eine konvergente Einfachkomponente anschließt.

Bei einem solchen Objektiv mit der oben beschriebenen Grundkonstruktion liegt f. vorzugsweise zwischen f« und 1,5 f«» um die Fokussierung bis herab zu sehr kurzen Abständen durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Vordergliedes zu erleicht ern.

Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele für praktisch© Objektive gemäß der Erfindung an Hand der Figuren 3 bis 5 "beschrieben.

Die numerischen Daten für diese drei praktischen Ausführumgs-beispiele eines erfindungsgemäßen pankratischen Objektivs sind in den folgenden Tabellen I, II und III angegeben* in denen R₁, R₂ ... die Krümmungsradien der einzelnen,? -von gezählten Oberflächen bedeuten, wobei ein positives ¥©rs©i

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eine nach vorn konvexe und das negative Vorzeichen eine nach vorn konkave Oberfläche angibt, während D₁, D₂ ... die Dicken der einzelnen Elemente in Achsrichtimg und S₁, S₂ ... die Luftabstände zwischen den Objektivelementen in Achsrichtung bedeuten. In den Tabellen sind außerdem die mittleren Bre- -chungsindices η für die d-Linie des Spektrums und die Abbe-V-Zahlen der Materialien, aus denen die verschiedenen Elemente des Objektivs bestehen sowie die lichten Durchmesser der verschiedenen Oberflächen angegeben.

Da jede Gummilinse drei bewegbare Glieder innerhalb der vorderen Linsengruppe aufweist, sind jeweils vier variable Luftabstände vorhanden, die im zweiten Abschnitt jeder Tabelle angegeben sind. Die Einzelwerte der variablen Luftabstände sind unter der Annahme, daß das Objektiv auf einen undendlich fernen Gegenstand fokussiert ist (da die Fokussierungsbewegung des Vordergliedes den ersten dieser variablen Luftabstände beeinflußt), für eine Anzahl von Brennweiteneinstellungen, angegeben, die in Einheiten der Äquivalentbrennweite P ^des gesamten Objektive angeführt sind, wenn diese von ihrem Minimalwert Po zum Maximalwert Pm verändert wird.

Im dritten Abschnitt der Tabellen für die ersten beiden Ausführungsbeispiele sind diejenigen Gleichungen angegeben, durch die ein axialer Schnitt durch eine asphärische. Oberfläche definiert ist, welche in der ortsfesten hinteren Linsengruppe des Objektivs vorgesehen ist.

Im vierten Abschnitt der Tabellen für die beiden ersten Ausführungsbeispiele bzw. im dritten Abschnitt der Tabelle für daa dritte Ausführungsbeispiel sind jeweils für einen Satz von repräsentativen Werten des Abstandes £ des Gegenstandes vor der Oberfläche B-. die Änderungen Λ S₂ und Δ. S. der in den ersten beiden Abschnitten tabellierten Größen S₂ und S. ■angegeben, wobei sich diese Änderungen bei einer Pokuesierungsbewegung der hinteren Komponente des Vordergliedes beider Einstellung auf diese Gegenstandsweiten ergeben«

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Tabelle 1 - Po = 1

	Eadius	•	S7	+ 23,333	!Dicke oder	•	Luftabstand	Brechungsindex η (d)	1,80518	Abbe-V-Zahl	lichter Durchmesser	-	1
	h			+ 12,00	D1	,333	1,64050	1,58904	60;10	10,400		mm
	E2	i	+ 33,333	S1	,720				9,667		I
	h		+ 17,133	D2	,333	1,64050	1,46450	60,10	9,613
	Η4	R11	- 20,667	S2	3,4667(vari£fee])			9,180
	R12	- 8,333	D3	,867	1,80518	25,43	8,000
	813	«*ο	h	,333	1,69680	53,01	7,933
		- 9,200	S3	,820			7,307 .		269826L
	- 72,788 '		,333	1,69680	65,77 .	7,233
	OO	S4	variabel	•		7,113
	+ 8,66.7	D6	0,267	25,43 '	7,333
	- 14,667		1,733	56,18	7,700
O	+ 46,133	S5	0,00667		7,800
so, Q			0,900	56,18	8000
Γ" φ m a	•

Radius	14,533	-	Dicke	oder Luftabstand	Brechungsindex η (dl	Abbe-V-Zahl	60,10	lichter Durchmesser	•
*14 -	10,000	S6	0,00667		ι		8,000	I . „j VJ
R15 +	33,681	Ό9	0,733	1,64050	50,41	7,800	ι
R16 +	5,i80	S7	variabel		·.	7,733
R17 +	3,100	B10	0,133	1,72000	50,41	3,367
cfi8 +	.10,413	S8	0,320			. 3,167
3*19 +	3,933	B11	0,133	1,72000	63,08	3,i67
OO :f 20 +	19,160	S9	0,400		25,43	3,100
co * ·	2,493	D12	0,100	1,56873		3,133	—Λ CD
IJl22 +	5,026	B13	0,500	1,80518	49,48	3,233	!8692
R23 +	23,733	S10	variabel			3,233
R24 +	7,193	D14	0,400	1,68900	56,18	3,267
R25 -	3,907	S11	0,00667			3,300
E26 +		D15	0,800	1,69680		3,300

Radius

	R27	- 4,667
	R28	+ 17,719
	R29	- 13,811C
	R30	+ 46,1361
co O	R31	+ 1,5005
co OO	R32	+ 1,6853
OO	R33	+ 2,4208
O co	R34	+ 1,2148
	R35	+ 2,0232
	R36	+ 67,4082
	I37	+ 1,2707
	E	+ 9*3731

ftabstand	•	0,2370	Brechungs index η (dl	Abbe-V-Zahl	lichter Durchmesser
0,133	0,1351	1,80518	25,43	3,300
variabel	0,1952			3,133
1,9911			2,0067
0,1311	1,69680	56,18	1,9607
0,0953			1,8487
0,2469	1,50137	56,41	1,7667
1,1463			1,3264
0,4241	1,69680	56,18	1,2874
		1,2992
1,48606	81,49	1,3250
		• 1,7437
1,48606	81,49	1,6841

Dicklinsenabstand während Brennweitenänderung bei unendlicher Gegenstandsweite

	P	A4	S4	S7	7	,743721 -	I	**o	<	s2 ■	S10	O	S12
1	,000		3,0896	0,0706	5			7 »0			,6575	O	,2755
1	,525	V	2,7078	1,7290	3	ΙΟ"2	2O			,9992	1	,6573
3	,075	A10	1,9574	4,0622	3	• ΙΟ"5			,6658	1	,4075
3	,588	1,7736	4,5290	1	. 10-5			,1992	CVI	,5915
5,	,952	1,1290	5,9956	O	• 10"2	Δ S2		,7324	CVl	,2359
8,	,070	0,7182	6,8624	O	• ίο'2	O		,8658	CM	,6469
10,	,000	0,4182	7,4780	für asphärische Oberfläche :	Di cklinsenabstand währ end	- 1,2667	,2500		,9467
Gleichung		,811 + V 190	- 1,8667	R29,
	+ ΑΔ	- 2,4667	f A2Jf2	10*
	* 0,3989925 ·	^y8 +A.		10
	* 0,42625912	•
	* 0,63682097
worin A2	β 0,14074694
	- 0,11075916
	!fokussierung
	•		S4
		+	O
C		+	1,2667
ca			1,8667
64,		2,4667
41,
30,

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Tabelle 2 - Fo = 1.0

Radius	24,2554	Dicke oder luftabstand	,314	Brechungsindex η (d)	Abbe-V-Zahl	lichter Durchmesser	•	ι
E1 +	12,5116	V	,692	1,6405	60,1	ι 10,4		00 I
.E2 +	34,7468	S1	,314			9,666
Ej ♦	17,86115	D2	3,4992 (variabel)	1,6405	60,1	9,613
β«4 +	21,5429	S2	,818			9,18
	8,672	D3	,315	1,80518	25,43	8,0
to 2 «β -	7,666	D4	,913 ,315	1,58913	61,27	7,933
-E7 to E8 "	17,567	83 h	variabel	1,6405 '	60,1	7,?Ο7 7,233	C
2 R9 ■ -		S4	,267			7,113
Ä10 ""	- 8,667	k	1,733	1,80518	25,43	7,333
H11 4	■ 14,667		,00667	1,69680	56,18	7,700
E12 -	■ 46,133	S5	,900			7,800
E13 ■.	■ 14,533	D8	,00667	1,69680	56,18	8.000
R -	Sc			8,000

N) OO CD CO

Radius

iDicke oder luftabstand Brechungsindex

η (d)

Abbe-V-Zahl lichter

Durchmesser

R15	* 10,000	D9	,733	•	1,6405ο	60,10 t	7,800	ι
R16	+ 33,681	S7	variabel			7,733	VO I
R17	+ 5,180	B10	,133	1,72000	50,41	3,367
R18	+ 3,100	S8	,320			3,167
R19	+ 10,413	3Vi ,	,133	1,7200	50,41	3,167
«Op	+ 3,933		,400			3,100
co co R21 co Cl ^ R22	- 19,160 + 2,493	D12 D15	,100 ,500	1,56873 1,80518	63,08 25,43	3,133 3,233
to ^23	+ 5,026	S10	variabel	•		3,233
**a * -H24	+ 23,733	D14	,400	1,68900	49,48	3,267	CD
R25	- 7,193	S11	,00667			3,300	00 σ> co
R26	+ 3,907	D15	,800	1,69680	56,18	3.300
R27	- 4,667	D16	,133	1,80518	25,43	3,300
R28	+ 17,719	S12	variabel			3,133
R29	- 13,811(asphärisch)	D17	,237	1,69680	56,18	2,007

Radius Dicke oder Luftabstand Brechungsindex Abbe-V-Zahl lichter-:·

η (d) Durchmesser

1,961 1,50137 56,41 1,849 <

1,767 1,69680 56,18 1,326

1,287 1,48606 81,49 1,299

1,325 1,48606 81,49 1,744

1,684

R30	+ 46,136	S13	,135
R31	+ 1,500	D18	,195
R32	+ 1,685	S14	1,991
R33	+ 2,421	D19	,131
	+ 1,215 + 2,023	S15 D20	,095 ,247
-R36	+ 67,408	S16	1,146
	+ 1,271	D21	,424
ÜR38	+ 5,373

CT) CO PO

Dicklinsenabstand während Brennweitenanderung bei unendlicher Gegenstandsweite

	P	= -13,81	S4	S7	S10	* ♦ V6	2 + A2y2	S12
1,	000		3,1395	0,0706	7,6575	. ίο"2	+ A8yö + Aloy1O	0,2755
1,	525	worin A2	2,7550	1,7290	5,9992	• 10~3		0,6573
3,	075		2,0031	4,0622	3,6658	• 10"3		1,4075
3,	588		1,8191	4,5290	3,1992	. io-2		1,5915
5,	952		1,1743	5,9956	1,7324		2,2359
8,	070	A4	0,7633	6,8624	0,8658	2,6469
10,	000	A6	0,4634	7,4780	0,2500	2,9467
Gleichung	A8	für asphärische Oberfläche Hg«:
χ	1 + V 190,743721 - y
	+ A4y'
= 0,3989925
= 0,42625912
= 0,63682097
= 0,14074694

A₁₀= 0,11075916 · 10~²

Picklinsenabstand während Fokussierung

Δ S₂ Δ S₄

ο ο

64,4 P₀ - 1,2442 + 1,2442

41,7 P₀ - 1,8342 + 1,8342

30,2 P₀ - 2,4192 + 2,4192

9 0 9-8 8 1 /097 1

Bad ius

+ 10,712 + 7,912 + 13,500 + 9,319

- 26,187

- 6,619 + 39,431

- 7,212

- 21,106

- 34,669 + 18,819

- 8,694 + 21,356 + 10,006

- 16,069

Dn

Tabelle 3 -	Fo = 1,0	Abbe-V-Zahl	lichter Durchmesser	I
der Luftabstand	Brechungsindex η Cd)	49,50	10,400	(V) ro ■
0.312	1,68900		9,631	I
0,769		49,50	9,606
0,313	1,68900		9,025
2,787		25,43	8,125
1,200	1,80518	60,33	8,125
0,312	1,62041		7,000
1,075		50,41	6,975	CD N3
0,250	1,72000	•	7,019	OO
variabel		25,43	6,881	υ) CO ro
0,250	1,80518	61,21	7,087
1,212	1,55963		7,175
0,006		25,43	7,500
0,250	1,80518	60,33	7,506
1,331	1,62041		7,525
0,006

	Radi	.US	9,756 .	Dicke	oder Luftabstand	BreehuMgsindex η (d)	Abbe-V-2ahl	lichter Durchisesser
	1 &	+	85,937	11IO	1,019	1,64050	60,10	7,493
	R17		9,544	S7	variabel			7,437
	R18	+	3,456	D11	0,125	1,73350	51,65	4,187
	R19	+	4,331 3,956	S8	2,488			3,769
co ό co	R20 R21	+	33,401		0,125 0,481	1,73350 1,76180	51,65 26,95	2,788 2,962
OO OO	R22	-	13,144	S9	variabel			2,988
	R23	+	6,075		0,125	1,80518	25,43	3,094
CD CO O	R24	+	6,150	D15	0,562	1,53996	59,71	3,112
_»	R25	*	7,219	S10	0,006			3*137
f	R26	+	19,887	D16	0,388	1,55232	63,46	3,137
	R27	mm	4,687	8II	variabel			3,137
	R28	-	2,459	D17	0,125	1,62606	38,96	2,127
	R29	+	22,385	D18	0,344	1,78470	26,08	2,212
		+	S12	2,625			2,200

CD ΓΟ 00 CO

Radius Dicke oder Luftabstand Brechungsindex Abbe-V-Zahl lichter

η (d) Durchmesser

R₃₂ + 2,782

R₃₃ - 4,042
R₃₄ + 3,938

_ωΕ₃₅ - 16,392
ο

CO OO OO

Q Dieses Objektiv ist korrigiert zur Verwendung mit einem Prisma der Dicke 4,2 Po in der

-^a hinteren Konjugierten. Das Prisma besitzt einen Brechungsindex von 1,5168 und eine

Abbe-V- Zahl von 64,17.

D19	0,125	1,78470	■	26,08	' 1,944	Γ ro -ρ».
^20	0,469	1,51742 .	52,20	1,979
S13	0,006			2,025
D21	0,281	1,51680	64,17	2,069
				2,069

00 CT) co ro

_ ₂₅ _ 1928682

Dicklinsenabstand während Brennweitenänderung bei unendlicher Gegenstandsweite

»1	S4	S7	S9	S11
1,000	2,4405	0,1842	8,2807	0,3466
1,660	1,9793	2,2124	6,2526	0,8078
2,950	1,4027	4,2356	4,2293	1,3844
5,450	0,7424	6,2515	2,2134	2,0447
10,000	0,0692	8,2820	0,1829	2,7179

Dicklinsenabstand während Fokussierung d A S₂ Δ S₄

62	,5	- O	,7390	+	0	,7390
37	,5	- 1	,1573	+	1	,1573
28	,1	- 1	,4726	+■	1	,4726

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In jedem der drei obigen Ausführungsbeispiele ist der Maximalwert Pm der Äquivalentbrennweite dea Objektivs innerhalb des Variobereiches zehnmal größer als der Minimalwert Po. Der hintere Brennpunktsabstand von der hinteren Oberfläche des Objektivs bis zur Bildebene beträgt 0,7530 Po bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen und, gemessen durch Luft, 3,828 Fo im dritten Ausführungsbeispiel·

Sie Objektive der drei Ausführungsbeispiele bedecken ein Halbwinkelfeld, das sich zwischen 30° bis Po bis auf 3° bei Pm verändert, während die relative öffnung in den ersten beiden Ausführungsbeispielen t/2,0 und ie dritten Ausführungsbeispiel f/2,1 beträgt.

Bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist die Irisblende ortsfest und kurz vor der Oberfläche Rpq der hinteren Linsengruppe angeordnet, während sie bein dritten Ausführungsbeispiel unmittelbar vor der Oberfläche Rp₈ angeordnet ist.

Was die Grundkonzeption der Objektive anbelangt, so sind bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen die zweiten, dritten und vierten Glieder identisch. Sie Äquivalentbrennweite f₂ des zweiten Gliedes (Oberflächen B₁₀ bis ILg einschließlich) beträgt 6,9394 Po, die Äquivalentbrennweite f, des dritten Gliedes (Oberflächen R₁₇ bis R₂₅) beträgt -3,1328 Po und die Äquivalentbrennweite f. des vierten Gliedes (Oberflächen R₂^ bis R₂₈) beträgt 4, 1000 Po. Der Abstand χ ist gleich 9,5474, während die Vergrößerungsxerhältnisse g₂, g, und g. gleich 1,4180, 3,0000 bzw. 2,3507 sind. Beim dritten Ausführungsbeispiel weisen das zweite, dritte und vierte Glied (Oberflächen R₁₀ bis R₁₇; R₁₈ bis S₂₁ bzw. R₂₂ ^bis H₂₇) eine Äquivalentbrennweite von 6,2875; -3,1562 bzw. 4,8324 auf. Der Abstand χ beträgt in diesem EaIl 12,1790, während die Vergrößerungsverhältnisse g₂, g^ bzw. g₊ einen Wert von 1,552; 3,2179 bzw. 2,0028 aufweisen.

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- 27 - 1928682

Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit dem Vorderglied an der Vorderseite des Objektivs zur Erleichterung der Fokussierung. Das Vorderglied besitzt eine Brennweite f. von -8,7623 Fo im ersten Ausführungsbeispiel, von -8,7644 Fo im zweiten Ausführungsbeispiel und von -6,8373 Fo im dritten Ausführungsbeispiel. Es enthält in jedem der drei Ausführungsbeispiele eine vordere Komponente, die aus zwei nach vorne konvexen Einfachmeniskuskomponenten besteht sowie eine hintere Komponente, die aus einer zementierten Doppelkomponente mit einer sich anschließenden dispersen Einfachkomponente besteht. Dabei ist nur die hintere Komponente zur Fokussierung bewegbar, wie es in den letzten Abschnitten der obigen Tabellen angegeben ist, und zwar durch Verstellung des für die Fokussierung vorgesehenen Steuerorgans. Die Fokussierung kann bis herab zu einer Gegenstandsweite von 30,2 Fo in den ersten beiden Ausführungsbeispielen und bis herab zu 28,1 Fo im dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, und trotzdem ist dieses Vorderglied nicht übermäßig kompliziert, sondern weist in jeder Hinsicht annehmbare Dimensionen auf. Die hintere Komponente kann mit Hilfe eines billigen, üblichen Mechanismus mit geringem Drehmoment be- wegt werden, und da die vordere Komponente ortsfest bleibt, kann weder der sog. "Luftpumpen-Effekt" auftreten,, noch durch die Anschlüsse der Fassungen an das Vorderglied eine übergroße Belastung auf den Mechanismus ausgeübt werden.

Beim ersten Ausführungsbeispiel beträgt die Brennweite f... der Vorderkomponente des Vordergliedes -22,598 Fo, d.h. 2,579 f_A» wahrend die Brennweite f.ρ ^er hinteren Komponente gleich -17,2785 Fo, d.h. 1,9719 f_A ist. Daher gilt f_A1 = 1,3078

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Brennweite f_A1 der vorderen Komponente des Vordergliedes gleich -23,6025 Po, d.h. 2,693 f., während die der hinteren Komponente gleich -16,7235 Vo, d.h. 1,9001 f_A lot. Daher gilt f_A1 * 1,4113 f_A2·

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19286S2

Beim dritten Ausführungsbeispiel schließlich ist die Brenn weite f... der vorderen Komponente des Vordergliedes glei'ch -22,4509 I¹O, d.h. 3,2835 f_A, wohingegen die Brennweite der hinteren Komponente gleich -11,6334 Po, d.h. 1,7015 ist. Aus diesem Grunde gilt hier f^ = 1,9298

Das sammelnde Element der Doppelkomponente der hinteren Komponente "besitzt eine Abbe-V-Zahl von 25,43 bei allen drei Ausführungsbeispielen, wohingegen der Durchschnittswert der mittleren Brechungsindices der beiden dispersen Elemente der hinteren Komponente beim ersten Beispiel 59,4, beim zweiten Beispiel 60,6 und beim dritten Beispiel 55,37 beträgt. Die beiden dispersen Einfachkomponenten der ortsfesten vorderen Komponente weisen beide Abbe-Zahlen von 60,1 in den ersten Beispielen und von 49,5 im dritten Beispiel auf.

In der hinteren Komponente des Vordergliedes des ersten Beispiels ist der Radius des inneren Kontaktes Rg der Doppelkomponente gleich 0,4823 ^Ap' ^un(* ^^e Materialien der beiden Elemente auf beiden Seiten dieses Kontaktes Rg weisen Brechungsindices auf, die um 0,21614 voneinander abweichen. Die Radien der vorderen Oberflächen R₅ und R_Q der beiden Komponenten der hinteren Komponente sind gleich 1,1961 f_A2 bzw. 0,5324 f_A2.

In der hinteren Komponente des Vordergliedes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist der innere Kontakt Rg einen Radius von 0,5168 ?_A2 auf, während die Materialien der beiden Elemente auf beiden Seiten dieser Oberfläche Brechungsindices aufweisen, die um 0,21605 voneinander abweichen. Die Radien der Oberflächen Rc und Rg sind gleich 1,2882 f.g ^1jzw· 0,4584 f_A2.

Bei der hinteren Komponente des Vordergliedes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel besitzt der innere Kontakt Rg einen Radius von 0,5690 f_A2, während die Materialien der beiden Elemente zu beiden Seiten dieser Oberfläche Brechungsindices aufweisen, die um 0,18477 auseinanderliegen. Die Radien der

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-29- 1928682

vorderen Oberflächen R₅ bzw. R_Q sind gleich 2,2510 f_A2 bzw. 0,6199 f_A2.

Die Vorderglieder der drei beschriebenen Ausführungsbeispiele sorgen aufgrund der Wahl der Parameter, die innerhalb der durch die weiteren Merkmale der Erfindung festgelegten Grenzen liegen, für eine außerordentlich gute Stabilisierung der Aberrationen im gesamten Fokussierungsbereich. Die Vorderglieder wirken außerdem mit dem speziellen beschriebenen Variosystem in einer solchen Weise zusammen, daß auch während der Änderung der Brennweite eine gute Stabilisierung für die Aberrationen erreicht wird, so daß die in der vorderen Linsengruppe (in den ersten vier Gliedern) stabilisierten Aberrationen durch geeignete Konstruktion der hinteren Linsengruppe gemäß der üblichen bekannten Praxis ausgeglichen werden können. Da nur die hintere Komponente des Vordergliedes zur Fokussierung bewegbar ist, ist die Aberrationsstabilisierung bei der Fokussierung stark vereinfacht, so daß für eine entsprechende Korrektur hoher Qualität die Kompliziertheit des gesamten Vordergliedes im Vergleich zu einem Objektiv, bei dem das gesamte Vorderglied bewegbar ist, wesentlich kleiner ist. Gleichzeitig wird bei jedem der drei Ausführungsbeispiele, und zwar wiederum im Vergleich zu einem Objektiv, bei dem das gesamte Vorderglied zur Fokussierung bewegt wird, eine kleinere Änderung des Winkelfeldes im Gegenstands raum während der Fokussierung erreicht. Insbesondere beim dritten Ausführungsbeispiel wurde hinsichtlich des Wertes des Verhältnisses f.... : f.« ein Kompromiß erzielt, durch welchen dieser Konstruktionsparameter einen wesentlichen Beitrag nicht nur zu einer möglichst kleinen Änderung des Winkelfeldes im Gegenstandsraum, sondern auch zur Sicherstellung einer äußerst guten Aberrationskorrektur liefert. In diesem Zusammenhang muß noch darauf hingewiesen werden, daß die verschiedenen Parameter in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verändert werden können, und zwar in einer gewissen Wechselbeziehung gemäß komplizierten optischen Gesetzen, um dadurch etwas die Eigenschaften des fertigen Objektivs zu

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" ³⁰ " 19286S2

verändern. Beispielsweise können innerhalb der oben angegebenen Bereiche die Parameter des Vordergliedes verändert werden, um das Verhältnis f_A1 : f_AO zu vergrößern und dadurch eine noch kleinere Änderung des Winkelfeldes im Gegenstandsraum bei Durchführung der Fokussierung zu erzielen, wobei dann jedoch geringe Verluste bei der Aberrationskorrektur in Kauf zu nehmen sind. Daher bieten alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, wie nochmals betont werden muß, einen vernünftigen, von Aus führungsbeispiel zu Ausführungsbeispiel geringfügig veränderten Kompromiß zwischen der Stabilisierung der Aberrationen bei Änderung der Brennweite und der Stabilisierung der Aberrationen bei der Fokussierung. Der Ausgleich in dieser Hinsicht kann auch dadurch hergestellt werden, daß gewisse Konstruktionsparameter verändert werden. Derartige Änderungen sind relativ gering und machen keine erneute Berechnung des gesamten Objektivs erforderlich. Soweit es die vorliegende Erfindung betrifft, betragen die erlaubten Grenzen, innerhalb derer die Parameter des Vordergliedes im Vergleich zu den bezüglich der drei oben angegebenen Ausführungsbeispiele verändert werden dürfen, + 0,5/f« für die optischen Kräfte der verschiedenen Oberflächen und + 0,05 f_A für die axialen Dicken der Elemente und die Luftabstände zwischen den verschiedenen Elementen, ausgenommen bei physikalisch unmöglichen Konstruktionen.

Es ist bereits oben erwähnt worden, daß die Grundkonstruktion der beschriebenen Gummilinsen für sich selbst besonders gut in Verbindung mit einem divergenten Vorderglied geeignet sind, mit welchem eine Fokussierung bis herab zu kurzen Gegenstandsweiten durchgeführt werden kann. Eine Vorbedingung hierfür ist die Bedingung, daß die Brennweite des Vordergliedes größer als die Brennweite des zweiten Gliedes ist. In Kombination mit der Erfindung ist es leicht möglich, f_A größer als f₂ zu machen, ohne daß hierdurch das Vorderglied auf unerwünschte Proportionen vergrößert wird (dies ergibt sich aus den obigen Beispielen), so daß ein wesentlicher Fortschritt erzielt wird·' Es muß jedoch nochmals betont werden,

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- 31 - 1928682

daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung eines pankratischen Objektivs mit der beschriebenen Grundkonstruktion beschränkt ist, sondern auch die Konstruktion der Vorderglieder aller solchen pänkratischen Objektive wesentlich vereinfacht, deren Vorderglieder notwendigerweise divergent sind. In diesem Zusammenhang¹ sollte noch bemerkt" werden, daß trotzdem das Vorderglied (wie oben erwähnt) in gewisser Weise zur Stabilisierung der Aberrationen während der Änderung der Brennweite beiträgt, dies ei ^;:leitrag·, der für das Vorderglied erforderlich is t, bei allen· modernen pankratischen Objektiven mit divergenten Vor derglliäern'imSwes ent liehen der gleiche ist, so daß die oben-ängege'benen⁵ Beziehungen- in Verbindung mit der Korrektur von Aberrationen von allgemeiner Anwendbarkeit sind. ■■'-'-

Zur weiteren Klarstellung der Erfindung, insbesondere zur Darstellung des weiten Anwendungsbereiches der Erfindung, werden im folgenden, ausgehend von drei bekannten pankratischen Objektivsystemen, mögliche Dünnlinsen,Konstruktionen beschrieben.

Zunächst ist im britischen Patent 949 465 ein Objektivsystem mit fünf Gliedern beschrieben, von denen das erste und dritte divergent und während der Brennweitenänderung ortsfest und das fünfte Glied konvergent und während -der Brennweitenänderung artsfest sind, während das zweite und vierte Glied konvergentfund zum Ausführen gleicher Bewegungen bei der Brennweit enähderung mechanisch gekoppelt, sind. Bei einem speziellen Beispiel sind die Äquivalentbrennweiten dieser Glieder,von vorn-nach hinten gezählt,gleich -237,04; 109,04j -73,00;111,20 und 142,03, wenn die maximale Brennweite Fm des gesamten Objektivs 100 ist. Bei diesem Objektiv kann die Fokussierung durch Bewegung des gesamten Vorderglied es- vorgenommen werden, wobei eine Vorwärtsbewegung von 51,40 notwendig ist, um die Fokussierung von einem unendlich Entfernten Gegenstand bis herab zu einem in einem Abstand von 800 aufgestellten Gegenstand zu bewirken. Bei einer derartigen Pokussierungabewe-

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gung wird eine effektive Vergrößerung des Halbwinkelfeldes von 20° bei der Fokussierung auf unendlich auf einen Wert von 21° 40' bei der Fokussierung auf einen Abstand von 800 bewirkt.

Erfindungsgemäß wird das Vorderglied dieses bekannten Objektivs in zwei Komponenten aufgeteilt, deren Äquivalentbrennweiten f_A1 = -600,00 und f«₂ = -444,10 betragen und deren Achsabstand 80 beträgt. Eine Fokussierung vom unendlich entfernten Gegenstand bis herab zu einem Abstand von 800 kann dann dadurch herbeigeführt werden, daß allein die hintere Komponente des Vordergliedes um einen Abstand von 72,90 nach vorn bewegt wird, wobei das Halbwinkelfeld während dieser Fokussierungsbewegung im wesentlichen auf einem Wert von 20° bleibt.

Im DDR-Patent 4-8 057 ist ein ähnliches pankratisches Objektiv mit fünf Gliedern und ähnlicher Brechkräfte-Verteilung gezeigt, doch werden hier dem zweiten und dem vierten Glied während der Brennweitenänderung ungleiche Bewegungen erteilt. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel besitzen die Äquivalentbrennweiten der fünf Glieder Werte von -133,80; 64,88.; -35,70; 71,52 bzw. 119,02 bei Fm = 100. Durch Bewegung des gesamten Vordergliedes nach vorn um einen Abstand von 28,20 kann die Fokussierung von unendlich bis herab zu einem Abstand von 500 verändert werden«· Das Halbwinkelblickfeld än-

o ·

dert sich während dieser Fokussierungebewegung von 49 42*

auf 51° 30'.

Erfindungsgemäß wird das Vorderglied dieses zweiten bekannten Objektivs in zwei Komponenten mit f_A1 = -338,70 und f_A2 ⁼ -250,70 bei einem axialen Abstand von 45,20 aufgeteilt. Durch Vorwärtsbewegung allein der hinteren Komponente des Vordergliedes um 37,50 kann eine vergleichbare Fokussierungsänderung herbeigeführt werden, wobei das HalbwinkeIblickfeld einen im wesentlichen konstanten Wert von 49° 42 aufweist.

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Im US-Patent 3 143 590 ist schließlich ein aus drei Gliedern bestehendes Objektiv beschrieben, wobei das erste und dritte GrIied divergent und während der Brennweitenänderung ortsfest und das mittlere Glied konvergent und zur Brennweitenänderung .beweglich sind. Gemäß einer speziellen Ausführungsform weisen die Äquivalentbrennweiten dieser drei Glieder bei Po = 100 einen Wert von -238,66; 144,16 bzw. 238,66 auf. Dieses Objektiv kann von der Einstellung auf unendlich bis herab zu einem Abstand von 800 dadurch fokussiert werden, daß das Vorderglied über eine Strecke von 51,7 nach vorn bewegt wird, wobei das Halbwinkelblickfeld von 20° auf 21° 30 anwächst.

Erfindungsgemäß wird das Vorderglied in zwei Komponenten mit ■ ^fA1 ⁼ 604,80 und f^₂ = -447,10 bei einem Achsabstand von 80,54 unterteilt. Durch eine Vorwärtsbewegung allein der hinteren Komponente des Vordergliedes über eine Strecke von 73,60 kann eine vergleichbare Fokussierung vorgenommen werden, wobei das Halbwinkelblickfeld einen im wesentlichen konstanten Wert von 20° beibehält.

Die letzten drei beschriebenen Ausführungsbeispiele, die sich auf dünne Linsen beziehen, sind optimalisierte Ausführungsformen und sehen für jede der drei Objektive ein zweiteiliges Vorderglied vor, welches einen guten Kompromiß zwischen den Anforderungen, die sich aus dem Wunsch ergeben, eine Vergrößerung der Dimensionen des Vordergliedes sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zu vermeiden bzw. zu minimalieieren, und einer solchen Verteilung der Brech kräfte auf diese beiden Komponenten darstellt, die für die Möglichkeit einer guten Aberrationskorrektur in einen aus dicken Linsen bestehenden System Sorge trägt·

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Claims (1)

1. Paritätisches Objektiv mit einer ortsfesten hinteren Linsengruppe und einer vorderen Linsengruppe, die hinter einem während der Brennweitenänderung ortsfesten divergenten Vorderglied die zur Brennweitenänderung bewegbaren Glieder enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderglied in divergente vordere und divergente hintere Komponenten aufgeteilt ist, von denen nur der hinteren Komponente zur Anpassung an verschiedene Gegenstandswei ten axiale fokussierungsbewegungen erteilbar sind, und daß das aus zwei Komponenten bestehende Vorderglied in Überein stimmung mit den folgenden Beziehungen dimensioniert ist:

⁴'^{2 ?}A > ^fA1 > ¹·⁸ V 2,6 ?«> f., > 1.5 *A>

^rA1 ^ ^XA2»

worin F. die Äquivalentbrennweite des gesamten Vordergliedes für einen unendlich entfernten Gegenstand und f... bzw. f.« die Äquivalentbrennweiten der vorderen bzw. der hinteren Komponente des Vordergliedes bedeuten.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß 2,5 f_A2 >· ^fA1 x⁷¹»^{2 f}A2'

3· Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet , daß 2,5 f_A9 ^> f_A1

4· Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Komponente des Vordergliedes ein Sammelelenent aus einem Material enthält, welches eine Abbe-V-Zahl kleiner als 32 aufweist.

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5. Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß dieses Material einen mittleren Brechungsindex von mehr als 1,7 aufweist.

6. Objektiv nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die hintere Komponente außerdem ein oder mehrere disperse Elemente aus einem Material oder Materialien aufweist, deren Abbe-V-Zahlen oder deren mittlere Abbe-V-Zahlen mindestens um das 1,5-fache größer als die Abbe-V-Zahl des sammelnden Elementens sind.

7· Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Komponente des Vordergliedes ein oder mehrere disperse Elemente aus einem Material oder Materialien enthält, deren Abbe-V-Zahlen oder deren mittlere Abbe-V-Zahlen größer als 45 sind.

8. Objektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Abbe-V-Zahl oder die mittlere Abbe-V-Zahl größer als 50 ist.

9· Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Komponente des Vordergliedes zwei einfache Meniskuskomponenten aufweist, die nach vorn konvex sind.

10. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Komponente des Vordergliedes eine zusammengesetzte Komponente mit einem sammelnden inneren Kontakt aufweist, der nach vorn konkav ist.

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11. Objektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der innere Kontakt zwischen zwei Elementen ausgebildet ist, die aus Materialien mit mittleren Brechungsindices bestehen, die sich um mehr als 0,1 voneinander unterscheiden.

12. Objektiv nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß der innere Kontakt einen Krümmungsradius zwischen 0,25 f_A2 ^und °»?5 *_A2 aufweist.

13. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Komponente des Yordergliedes eine Doppelkomponente aufweist, die mit Abstand vor einer dispersen Einfachkomponente angeordnet ist.

14. Objektiv nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die vorderen Oberflächen der Doppelkomponente und der Einfachkomponente beide nach vorn konkav sind und daß der Radius der zuerst genannten Oberfläche größer als der der zuletzt genannten Oberfläche ist und beide Radien zwischen 0,3 f_A2 und3f_A2 liegen.

15. Objektiv nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die vordere Oberfläche der Doppelkomponente einen Krümmungsradius zwischen 2 f.« ^un<* 5 f»o aufweist, während die vordere Oberfläche der Einfachkomponente einen Krümmungsradius zwischen 0,3 f_A2 und f ·₂ besitzt.

16.-Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß. die vordere Linsengruppe außerdem ein zweites, drittes und viertes Glied aufweist, die in gleicher Reihenfolge konvergent, divergent und wieder konvergent sind, und daß das zweite und vierte Glied zur Änderung der Brennweite in Richtung der maximalen Brennwei*- te nach vorn bewegbar sind, während gleichzeitig das dritte Glied nach rückwärts bewegbar ist.

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17. Objektiv nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet , daß

1,8 Pm - 0,6 Pm

N ^ ² ^ N

^f2

"7 «4 ^ ^g2

2(f*) - x

2,5

^f3J>

worin Pm den Maximalwert der Äquivalentbrennweite des gesamten Objektivs; N die f-Zahl des Objektivs; f₂, f, und f, sowie g₂, g* und g, die Äquivalentbrennweiten bzw. die Verhältnisse der maximalen zur minimalen Vergrößerung des zweiten, dritten und vierten Gliedes; R das Verhältnis Pm/Po; Po die minimale Äquivalentbrennweite des gesamten Objektivs; und χ den Mittelwert der Summe der Abstände vom hinteren Knotenpunkt des zweiten Gliedes zum vorderen Knotenpunkt des dritten Gliedes und vom hinteren Knotenpunkt des dritten Gliedes zum vorderen Knotenpunkt des vierten Gliedes bedeuten·

18. Objektiv nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet , daß

0,5 f₂.

19* Objektiv nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet , daß

*₄> 0,6 f₂.

20. Objektiv nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß

I 2 (f₂+f₄) - χ .

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21. .Objektiv nach einem der Ansprüche 17 bie 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Glied zwei zusammengesetzte konvergente Komponenten, an die sich eine hintere einfache konvergente Komponente anschließt, das dritte Glied eine vordere, divergente Einfachkomponente und eine divergente zusammengesetzte Komponente, die hinter der Einfachkomponente in Achsrichtung in. einem Abstand von 0,5 f* und f~ angeordnet ist, und das vierte Glied eine zusammengesetzte konvergente Komponente aufweist, der eine konvergente Einfachkomponente folgt.

22. Objektiv nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß

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