DE2703914C2

DE2703914C2 - Vario-Objektiv zur Abbildung zwischen einem festen endlichen Objekt-/Bildebenenabstand

Info

Publication number: DE2703914C2
Application number: DE2703914A
Authority: DE
Inventors: Edgar E. Webster N.Y. Price; Louise L. Rochester N.Y. Spurles
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1986-06-26
Also published as: GB1553054A; CH611717A5; DE2703914A1; FR2343268B1; FR2343268A1; NL7702191A

Description

R₁₄ -2.50358

7J₄ 0.72176

1.5891

61.27

(1.007X) 25.13348 (0.800X) 22.00273 (0.615X) 18.51462

5. Reflektorobjektiv mit veränderlicher Vergrößerung, gekennzeichnet durch folgende Linsen, die entlang einer optischen Achse (12) ausgerichtet sind:

eine positive Kronglaslinse (4),

eine von dieser Kronglaslinse (4) beabstandete negative Flintglaslinse (6), ein den von der Flintglaslinse (6) beabstandeten Meniskus (8) und einen von dem Meniskus (8) beabstandeten P»efiektor (10),

wobei die Kronglaslinse (4) und der Reflektor (10) relativ zueinander feststehend sind und die Flintglaslinse (6) und der Meniskus (8) entlang der optischen Achse (12) zur Änderung der Brennweite des Objektivs (2) beweglich sind.

6. Objektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flintglaslinse (6) und der Meniskus (8) einteilig miteinander verbunden sind und als Einheit gemeinsam entlang der Achse (12) bewegbar sind.

7. Objektiv nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Linsenradien (R), Dicken (T), Abstände (S), Brechungsindices (N_d) und Dispersionswerte (V_d) entsprechend der folgenden Tabelle gewählt sind:

Linse Radius (R)

Dicke (T)

Abstand (S)

N_d

R₁ 2.50358

31.64727

3.58139

R₆ 6.15101

T₄ 0.72176

A₃ 37.17555

6 T₆ 0.29455

R₄ 1.99482

T₈ 0.30862

1.58913 61.27

(1.007X) 0.05202

S₁ (0.800X) 0.06872

(0.615X) 0.13403

S₂ 0.37619

(1.007X) 0.41801

& iO.SOOX) 0.40131

(0.615X) 0.33599

1.59197 48.51 1.60311 60.60

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vario-Objektiv gemäß dem Oberbegmf des Anspruchs 1.

Ein derartiges Vario-Objektiv ist aus der US-PS 36 87 522 bekannt. 3ei diesem Vario-Objektiv bewegen sich die äußeren Kronglaslinsen relativ zu ihren danebenliegenden Flintglaslinsen, und die Menisken bewegen sich bei der Vario-Bewegung ebenfalls relativ zu den Flintglaslinsen. Die Bildfeldkrümmung, die durch die Änderung des Abstandes zwischen den Kronglas- und Flintglaslinsen eingebracht wird, wird durch Änderung des Abstandes zwischen der Flintglaslinse und dem Meniskus kompensiert. Diese Bewegungen sind in ihrer Größe verschieden, weii die Linse empfindlicher ist gegenüber einer Änderung des Axialabstandes zwischen den Flintglaslinsen und den Menisken als zwischen den Kroiiglaslinsen und den Flintglaslinsen. Da der feststehende Teil der Linse die innere Anordnung der Menisken ist, ist der Aufbau relativ komplex und kostspielig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Vario-Objektiv der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Bildfehler, vor allem hinsichtlich der Verzeichnung und der Bildfeldkrümmung, gut korrigiert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst.

Entsprechend der Erfindung sind die äußeren Kronglaslinsen feststehend, und es sind nicht nur die Flintglaslinsen, sondern auch die Menisken für die Veränderung der Brennweite bewegbar. Bei der Bewegung der Linsen von Kionglaslinsen weg wird der Luftabstand zwischen den Kronglaslinsen und den Flintglaslinsen vergrößert, was zur Folge hat, daß sich die Bildfeldkrümmung ändert. Nimmt der Luftabstand zwischen jedem Meniskus und der Blende durch eine entsprechende Bewegung der Linsen ab, so beeinträchtigt dies ebenfalls die Bildfeldkrümmung, jedoch im entgegengesetzten Sinn.

Der Anspruch 2 besagt, daß die jeweiligen Menisken und Flintglaslinsen als Einheit miteinander verbunden sind und als Einheit bewegbar sind. Im Zusammenhang mit dieser Lösung sind die beiden vorgenannten Änderungsraten der Bildfeldkrümmung ausreichend ausbalanciert, so daß bei dieser Art der Bewegung der Linsen gute Bildeigenschaften erzielbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig 1 eine scnernaiiscnc Darstellung eines Vario-Objektivs bei Einstellung auf eine erste mit Vergrößerung;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, jedoch bei Einstellung des Vario-Objektivs auf eine kleinere Vergrößerung;

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Reflektorvarioobjektivs, das mit Einstellung auf die größte Brennweite dargestellt ist; und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, wobei jedoch dasselbe Objektiv bei Einstellung auf die kleinste Brennweite gezeigt ist.

In der Zeichnung ist ein Vario-Objektiv allgemein mit 2 bezeichnet. Es enthält Linsen 4, 6, 8,10,12 und 14 in optischer Ausrichtung entlang der optischen Achse 16. Das Varioobjektiv 2 ist zwischen einer konjugierten Objekt- und einer konjugierten Bildebene 18 bzw. 20 gezeigt.

Die Frontlinse 4 ist eine positive Kronglaslinse. Die Linse 6 ist eine negative Flintglaslinse. Die Linse 8 ist ein Meniskus. Die Linse 10 ist ebenfalls ein Meniskus. Die Linse 12 ist eine negative Flintglaslinse. Die Linse 14 ist eine positive Kronglaslinse. Die Linsen 10,12 und 14 sind identischjeweils mit den Linsen 8,6 und 4 und weisen denselben Abstand bezüglich einer zentralen Blende 22 auf, d. h. das Vario-Objektiv 2 ist symmetrisch.
Das Objektiv 2 ist zur Veränderung der Vergrößerung bezüglich der konjugierten Ebenen 18,20 beweglich. Im Objektiv 2 sind jedoch nur die Linsen 6, 8, 10 und 12 zur Bewegung als Einheit miteinander verbunden. Die Bewegungen dieser zwei Einheiten 6, 8 und 10, 12 zur Änderung der Brennweite der Linse sind symmetrisch bezüglich der Blende 22. Eine Befestigung der Elemente 6, 8 und 10,12 miteinander ist nicht wesentlich, wird jedoch zur Zeit bevorzugt.

Die Bewegung der Flintglaslinsen 6 und 12 relativ zu den äußeren Kronglaslinsen 4 und 14 führt zwangsläufig eine Feidkrümmung in der Bildebene ein. Die Bewegung der Menisken in derselben Richtung wie die F'intg'aslinsen erzeugt jedoch ebenfalls eine Bildfeldkrümmung, jedoch im entgegengesetzten Sinn. Durch Bewegung jedes Menikus mit seiner entsprechenden Flintglaslinse als Einheit relativ zu den äußeren Kronglaslinsen wird also die sonst erzeugte Bildfeldkrümmung praktisch ausgleichen, wodurch im Ergebnis ein praktisch flaches Bildfeld über den gesamten Vergrößerungsbereich erzielt wird. Wie bereits unter Bezugsnahme auf die US-PS 3687 522 ausgeführt wurde, kann die Bildfeldkrümmung auch durch Änderung der Abstände zwischen den Kronglas- und den Flintglaslinsen und zwischen den Flintglaslinsen und Menisken geregelt werden. Die Linsenempfindlichkeiten gegenüber diesen zwei Bewegungen sind jedoch unterschiedlich und lassen sich nicht so leicht kombinieren wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall, wo die Abstände zwischen den Kronglas- und Flintglaslinsen und die Abstände zwischen den Menisken verändert werden.

Diese Eigenschaft dieser Linsenkombination ermöglicht, daß die äußeren Kronglaslinsen ortsfest in dem Linsenaufbau verbleiben können. Dadurch, daß die äußeren Linsen festgehalten werden und die inneren Paare als Einheiten bewegt werden, ergibt sich die Wirkung, daß das Objektiv in einer Trommel aufgebaut werden kann, da die inneren Einheiten einen kleineren Durchmesser aufweisen als die äußeren Kronglaslinsen. Die Tatsach-., daß die inneren Linsen 6 und 8 eine Einheit bilden können, ebenso wie die Linsen 10 und 12, ergibt die weitere Wirkung, daß der Aufbau und der Mechanismus für die zwei beweglichen Einheiten vereinfacht werden können.

Ein besonderer Aufbau des Vario-Objektivs wird durch die Parameter bestimmt, die in der folgenden Tabelle

aufgerührt sind, wobei N_d der Brechungsindex für die Natrium-d-Linie und V_d der Dispersionswert der Abbe'schen Zahl ist. Die Radien (R), Dicken (7") und Abstände (S) sind jeweils in Zoll angegeben. S₀ und S₁ bedeuten jeweils die Abstände von der Objektebene bzw. der Bildebene zu den am nächsten danebenliegenden Linsen.

Linse Radius (R) Dicke (T) Abstand (S) N_d V_d

(1.007X) 24.94296

Sb (0.800X) 28.07371

(0.615X) 31.56181

R₁ 2.50358

4 T₄ 0.72176 1.5891 61.27

R₂ 31.64727

Fortsetzung	Kiidius (R)	37.17555 1.99482	Dicke	(T)	Abstand (S)	(1.007X) 0.05202 (0.800X) 0.06872 (0.615X) 0.13403	Nj	K/
Linse					S₁
	Ä.	3.58139 6.15101	*76**	0.29455		0.37619	1.5919	48.51
6					S₂
	/ν,	-6.15101 -3.58139	T₈	0.30862		(1.007X) 0.83602 (0.800X) 0.80262 (O.615X) 0.67198	1.6031	60.60
8					S₃
	Λκ	-1.99482 -37.17555	7io	0.30862		0.37619	1.6031	60.60
10					S,
	Λ)	-31.64727 -2.50358	Tn	0.29455		(1.007X) 0.05202 (0.800X) 0.06872 (0.615X) 0.13403	1.5919	48.51
12					S₅
	Λ,2		r„	0.72176		(1.007X) 25.13348 (0.800X) 22.00273 (0.615X) 18.51462	1.5891	61.27
14				S₁

Die Bewegung beider Flintglas-/Meniskus-Paare 6, 8 und 10,12 als Einheiten und symmetrisch ist das besondere Merkmal der bevorzugten Ausführungsform. Eine solche gleichlaufende Bewegung der beiden Paare ergibt in der Wirkung über den weitesten Vergrößerungsbereich das beste Gleichgewicht. Es ist jedoch auch eine Ausführungsform möglich, bei der nur eine der Flintglas-/Meniskus-Paare bewegt wird, wobei eine solche Bewegung für einen kleineren Vergrößerungsbereich die geeignete sein kann. Ferner brauchen die Flintglaslinsen und die Menisken keine einteiligen Paare zu bilden, sondern können gewünschtenfalls für eine getrennte Bewegung angeordnet werden.

In F i g. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform eines Vario-Objektivs 2 dargesteilt. Es enthält Linsen 4,6,8 und einen ersten Oberflächenreflektor 10 in optischer Ausrichtung zu der optischen Achse 12. Das Objektiv 2 ist relativ zu der konjugierten Objektebene 14 bzw. konjugierten Bildebene 16 angeordnet.

Die Frontlinse 4 ist eine positive Kronglaslinse. Die Linse &ist eine negative Flintglaslinse. Die Linse 8 ist ein Meniskus. Das Objektiv 2 und die konjugierte Ebene 14 oder die konjugierte Ebene 16 oder auch beide sind zur Änderung der Vergrößerung relativ bewegbar angeordnet. Im Objektiv 2 sind jedoch nur die Linsen 6 und 8 beweglich. Die Linsen 6 und 8 sind zueinander feststehend ausgeführt und bilden für die gemeinsame Bewegung eine Einheit. Zur Ausführung der gewünschten Bewegung des Objektivs 2 und der Linsen 6 und 8 ist ein geeigneter Mechanismus vorgesehen, der jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Die Bewegung selbst der Flintglaslinse 6 bezüglich der äußeren Kronglaslinse 4 ergibt eine Bildfeldkrümmung in der Bildebene. Die Bewegung des Meniskus in derselben Richtung wie die Flintglaslinse erzeugt jedoch ebenfalls eine Bildfeldkrümmung, jedoch im entgegengesetzten Sinne. Bei Bewegung des Meniskus 8 mit der Flintglaslinse 6 als Einheit relativ zu der äußeren Kronglaslinse 4 führt zu einem Ausgleich der an sich erzeugten Bildfeldkrümmung, wobei als Endergebnis ein praktisch flaches Bildfeld über den gesamten Vergrößerungsbereich entsteht.

Ein besonderer Aufbau des Objektivs ist durch die in der folgenden Tabelle aufgeführten Parameter bestimmt, in der N_d der Brechungsindex für die Natrium-d-Linie und V_d der Dispersionswert bzw. die Abbe'sche Zahl ist. Die Radien (R), Dicken (7") und Abstände (S) sind in Zoll ausgedrückt.

Linse Radius (R)

Dicke (T)

Abstand (S)

R₁ 2.50358

R₁ 31.64727

R₁ 37.17555

Λ₄ 1.99482

A₅ 3.58139

K₆ 6.15101

T₄ 0.72176

T₆ 0.29455

T. 0.30862

(1.007X) 0.05202

S₁ (0.800X) 0.06872

(0.615X) 0.13403

S₂ 0.37619

(1.007X) 0.41801 (0.800X) 0.40131 (0.615X) 0.33599

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

1.58913 61.27

1.59197 48.51

1.60311 60.60

Claims

Patentansprüche:

1. Vario-Objektiv zur Abbildung zwischen einem festen endlichen Objekt-/Bildebenenabstand mit einer vorderen positiven Kronglaslinse (4), einer vorderen negativen Flintglaslinse (6), die von der vorderen Kronglaslinse (4) beabstandet ist, einem vorderen Meniskus (8), der von der vorderen Flintglaslinse (6) beabstandet ist, einem hinteren Meniskus (10), der von dem vorderen Meniskus (8) beabstandet ist, einer hinteren negativen Flintglaslinse (12), die von dem hinteren Meniskus (10) beabstandet ist und einer hinteren positiven Kronglaslinse (14), die von der hinteren Flintglaslinse (12) beabstandfct ist, wobei die Flintglaslinsen bewegbar sind, dadurchgekennzeichnet, daß die Kronglaslinsen (14,4) relativ zueinander feststehen und auch die Menisken (8,10) zur Änderung der Brennweite des Objektivs (2) längs der optischen Achse (16) bewegbar sind.

2. Vario-Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Flintglaslinse (6) und der vordere Meniskus (8) zu einem Teil miteinander verbunden sind und als Einheit gemeinsam auf der optischen Achse (16) bewegbar sind und daß die hintere Hintglaslinse (12) und der hintere Meniskus (10) zu einem Teil miteinander verbunden sind und als Einheit gemeinsam auf der optischen Achse (16) bewegbar sind.

3. Vario-Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Menisken und die Flintglas- und Kronglaslinsen jeweils identisch den vorderen Menisken und den vorderen Flintglas- und Kronglasitnsen sind und in umgekehrter Reihenfolge und Vorderseitenausrichtung zueinander symmetrisch angeordnet sind.

4. Vario-Objektiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Linsenradien (R), der Dicken (T), Abstände (S), Brechungsindices (.N₁₁) und Dispersionswette (V_d) entsprechend der folgenden Tabelle gewählt sind:

Linse Radius (R)

Dicke (Γ)

Abstand (S)

10

2.50358
31.64727 Ά 0.72176 S₀ (1.007X) 24.94296
(0.800X) 28.07371
(0.615X) 31.56181 Ri 37.17555
1.99482 T₆ 0.29455 Si (1.007X) 0.05202
(0.800X) 0.06872
(0.615X) 0.13403 R₃ 3.58139
6.15101 Ά 0.30867 S₂ 0.37619 Rs
Re -6.15101
-3.58139 T₁₀ 0.30862 S₃ (1.007X) 0.83602
(0.800X) 0.80262
(0.615X) 0.67198 Ri -1.99482
-37.17555 Tn 0.29455 S₄ 0.37619 R₉ S₅ (1.007X) 0.05202
(0.800X) 0.06872
Γ0.615ΧΊ 0.13403

1.5891

61.27

1.5919

1.6031

48.51

60.60

1.6031

1.5919

60.60

48.51

Fortsetzung

Linse Radius (R)

Dicke (T)

Abstand (S)

N_d

-31.64727