CH621414A5

CH621414A5 -

Info

Publication number: CH621414A5
Application number: CH1392277A
Authority: CH
Inventors: Fred Dr Mast
Original assignee: Gretag Ag
Priority date: 1977-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1981-01-30
Also published as: IT1106040B; FR2408846B1; DE2849128C2; IT7851471A0; JPS5491223A; FR2408846A1; GB2008789B; GB2008789A; US4247168A; DE2849128A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zoom-Objektiv mit drei in einer Fassung angeordneten Gliedern und einer in einem der Glieder angeordneten Blende, wobei das Mittelglied relativ zu und zwischen den beiden anderen Gliedern axial verstellbar ist.

Objektive mit variabler Vergrösserung, sog. Zoom-Objektive, sind für Aufnahmekameras seit langem bekannt. Hingegen existiert für fotografische Kopiergeräte noch kein solches 45 Objektiv mit befriedigenden Eigenschaften. Die Gründe dafür sind vor allem in den bei Printern wesentlich höheren Qualitätsanforderungen zu suchen, welche sich mit den bekannten Aufnahme-Zoom-Objektiven nicht oder nur sehr schwer erfüllen lassen. So müssen Objektive für Printer einen Korrektionszu-50 stand erreichen, der den eines Aufnahmeobjektivs bei weitem übertrifft: Printerobjektive müssen über den gesamten Blendenbereich vignettierungsfrei und von 400 bis 750 nm farbkor-rigert sein (Aufnahmeobjektive sind in der Regel nur bis 650 nm farbkorrigiert). Ausserdem müssen sie wegen der bei 55 Printern oft beengten Platzverhältnisse eine relativ geringe Baulänge aufweisen.

Zoom-Objektive bestehen in der Regel aus einem feststehenden Vorderglied, einem feststehenden Hinterglied und einem zwischen den beiden beweglichen Mittel- oder Vario-glied. Letzteres ist in der Regel in zwei Teüe unterteilt, die noch gegeneinander verstellt werden können, um eine feste Lage der Bildebene zu erhalten. Bei Zoom-Objektiven für Aufnahmekameras besitzt das Varioglied meist eine negative, und, um den für einen bestimmten Vergrösserungsvariationsbereich erforderlichen Verschiebungsweg möglichst klein zu halten, relativ grosse Brechkraft. Da die Gesamtbrechkraft des Objektivs positiv sein muss, müssen die beiden anderen Glieder des Zoom-Objektivs relativ hohe positive Brechkräfte aufweisen, wobei

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das Hintergiied in der Regel die stärkere Brechkraft besitzt und auch die Blende enthält.

Aufgabe der Erfindung ist ein Zoom-Objektiv zu schaffen, welches die Voraussetzungen für die Erfüllung der bei Printern üblichen Qualitätsanforderungen hat und demnach für Printer geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Mittelglied eine positive und absolut die stärkste Brechkraft besitzt. Vorzugsweise ist die Brechkraft des Mittelglieds absolut mindestens doppelt so gross wie die Brechkraft der beiden anderen Glieder. Durch diese Aufteilung der Brechkräfte lassen sich diese niedriger halten und die Objektivfehler damit besser und leichter korrigieren. Ausserdem ergibt sich dadurch ein relativ kurzer Hub für das Varioglied, sodass die Baulänge des Objektivs gering bleibt.

Bei Aufnahmeobjektiven ist es erforderlich, die Blende des Objektivs in fester Distanz zum Film zu halten, damit die Beleuchtungsstärke bei einer Veränderung der Vergrösserung nicht variiert. Diese Überlegung auf ein Zoom-Objektiv für Printer übertragen würde bedeuten, dass die Blende dort in fester Distanz zur Papierebene sein sollte, um eine konstante Beleuchtungsstärke am Papier zu erhalten. Diese Forderung nach konstanter Beleuchtungsstärke ist aber bei modernen Printern mit automatischer Belichtungssteuerung nicht zwingend, sodass bei Printern auf eine feste Lage der Blende verzichtet werden kann. Vorzugsweise ist daher die Blende des Zoom-Objektivs im Unterschied zu Aufnahmeobjektiven nicht in das Vorderglied, sondern in das bewegliche Mittelglied eingebaut. Damit ist die Blende im Glied mit der höchten Brechkraft, was die Korrektur erheblich erleichtert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Objektivs,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung eines Details an Fig. 1

und

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Linsenanordnung.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zoom-Objektiv umfasst drei in einer gemeinsamen rohrförmigen Fassung 1 angeordnete Objektivglieder, und zwar ein dreilinsiges Vorderglied 2, ein sechslinsiges Mittelglied 3 und ein zweilinsiges Hinterglied 4. Die Linsen L[-L3 des Vorderglieds 2 und die Linsen L10 und Lu des Hinterglieds 4 sitzen in Fassungen 5 bzw. 6, welche an den beiden Enden der Objektivfassung 1 ortsfest montiert sind.

Die Linsen L4-L9 des Mittelglieds sind in einer aus einem Aussenrohr 7 und zwei darin sitzenden Büchsen 8 und 9 bestehenden Fassungen montiert. Zwischen den beiden Büchsen ist eine verstellbare Iris-Blende 10 mit Lamellen 11 und einem durch einen Umfangschlitz 12 im Aussenrohr 8 hindurchragenden Betätigungsorgan 13 angeordnet.

Am Aussenrohr 7 sind um je 120° versetzt drei axial gerichtete Gleitschienen bzw. Kufen 14 befestigt, auf welchen das Mittelglied in der Objektivfassung gleitet. Von den Gleitschienen 14 erstrecken sich drei Führungszapfen 15 radial auswärts und greifen durch je einen in der Objektivfassung 1 angeordneten Längsschlitz 16 hindurch in je eine von drei schraubenlinienförmigen Führungsnuten 17, welche auf der Innenseite einer auf der Objektivfassung 1 drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Verstellhülse 18 angeordnet sind. Die Steigung der Führungsnuten 17 ist so bemessen, dass durch relatives Verdrehen der Verstellhülse um 360° gegenüber der Objektivfassung 1 das Mittelglied 3 um den maximalen Hub, der z.B. hier 78 mm beträgt, verstellt wird.

In einem zwischen einem hülsenförmigen Vorsprung der Fassung 5 des Vorderglieds 2 und der Innenwand der Objektivfassung 1 gebildeten Ringspalt ist eine Blendenverstellhülse 19 drehbar gelagert. Die Hülse ist mit einem axial gerichteten Mitnehmerfortsatz 20 versehen, welcher einen Längsschlitz 21 aufweist, in den das Betätigungsorgan 13 der Irisblende 10 eingreift. Von der Hülse 19 erstreckt sich ein Zapfen 22 radial auswärts durch einen Umfangsschlitz 23 in der Objektivfassung 1 in einen Längsschlitz 24 eines auf der Objektivfassung 1 drehbar gelagerten Blendenverstellrings 25. Durch relatives Verdrehen dieses Rings gegenüber der Objektivfassung 1 lässt sich somit die Irsiblende 10 im Mittelglied 3 unabhängig von der axialen Stellung des letzteren verstellen.

Auf der Verstellhülse 18 für das Mittelglied 3 ist eine weitere Hülse 26 dreh- und verschiebungsfest angeordnet.

Diese Hülse ist mit einer Führungsnut 27 mit dem in Fig. 3 gezeigten parabelähnlichen Verlauf versehen. Die Drehstellung 0° und 360° beziehen sich dabei auf die beiden Endstellungen des Mittelglieds 3. Die Objektivfassung 1 und damit das gesamte Objektiv ist in einem Führungsrohr 28 verschiebbar gelagert. Das Führungsrohr 28 ist mit einem Kurvenfolgeelement 29 versehen, welches in die Führungsnut 27 der Hülse 26 eingreift. Durch Verdrehen der Verstellhülse 18 für das Mittelglied 3 wird damit auch gleichzeitig das gesamte Objektiv, d.h., alle drei Objektivglieder gemeinsam, entsprechend der Form der Führungsnut 27 axial verstellt. Auf diese Weise wird die Bildlage für jede eingestellte Vergrösserung automatisch korrigiert. Diese Art der Bildlagenkorrektur hat gegenüber den bekannten Objektiven den Vorteil leichterer Justierbarkeit und einer geringeren Anzahl bewegter Linsen.

Das Führungsrohr 28 kann Teil des Objektivs selbst oder auch ein Teil des Geräts, in welchem das Objektiv eingesetzt werden soll, sein. Ferner kann die Führungsnut 28 selbstverständlich auch im Führungsrohr und das Kurvenfolgeelement 29 entsprechend an der Hülse 26 oder der Verstellhülse 18 direkt angeordnet sein.

Der optische Aufbau des Objektivs ist in Fig. 4 dargestellt. Die Daten der Linsen sowie deren gegenseitige Abstände sind im Patentanspruch 10 angegeben. Für die Linsen L2, L6, L7 und Ln sind zur besseren Farbkorrektur KZ-FS-Gläser (Kurz-Schwer-Flinte) eingesetzt, welche das sekundäre Spektrum stark reduzieren.

Die Brechkraft des Vorderglieds (Linsen L^Lß) ist schwach negativ, die des Hinterglieds (L10 und Lu) schwach und die des die Blende 10 enthaltenden, beweglichen Mittelglieds (L4-L9) sogar stark positiv. Gegenüber konventionellen Objektiven, bei denen nur das Mittelglied eine negative und Hinter- und Vorderglied eine starke, positive Brechkraft aufweisen, lassen sich bei dieser Brechkraftverteilung die Linsenfehler wesentlich besser und einfacher korrigieren. Ferner kann der für einen bestimmten Vergrösserungsvariationsbereich notwendige Hub des Mittelglieds und damit die Gesamtlänge des Objektivs relativ niedrig gehalten werden. Besonders günstige Verhältnisse lassen sich erreichen, wenn die Brechkraft des Mittelglieds absolut genommen mindestens doppelt so gross ist wie die Brechkräfte der beiden anderen Objektivglieder. Bei der gezeigten Ausbildung des Vorder- und des Hinterglieds ist die auftretende Verzerrung minimal.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Zoom-Objektiv mit drei in einer Fassung angeordneten Gliedern und einer in einem der Glieder angeordneten Blende, wobei das Mittelglied relativ zu und zwischen den beiden anderen Gliedern axial verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelglied eine positive und absolut die stärkste Brechkraft besitzt.
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechkraft des Mittelglieds absolut um wenigstens den Faktor 2 grösser ist als die Brechkräfte der beiden anderen Glieder.
3. Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende im Mittelglied angeordnet ist.
4. Objektiv nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildlagekorrektur mit dem Mittelglied kinematisch gekoppelte Mittel zur gemeinsamen axialen Verschiebung aller drei Objektivglieder vorgesehen sind.
5. Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebemittel eine auf der Objektivfassung drehbar und axial unverschiebbar gelagerte Verschiebungshülse mit einer Führungsnut für ein am Einsatzort vorzusehendes ortsfestes Folgeglied umfassen.
6. Objektiv nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verstellen des Mittelglieds eine auf der Objektivfassung drehbar und axial unverschiebbar gelagerte, innen mit einer schraubenlinienför-migen Führungsnut versehene Verstellhülse umfassen, und dass das Mittelglied drehfest in der Objektivfassung gelagert ist und wenigstens ein Kurvenfolgeelement aufweist, welches durch einen Längsschlitz in der Objektivfassung in die Führungsnut der Verstellhülse eingreift.
7. Objektiv nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebungshülse und die Verstellhülse drehfest miteinander verbunden oder einstückig sind.
8. Objektiv nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelglied drehfest in der Objektivfassung gelagert ist, dass die Blende einen Verstellmechanismus mit einem in Umfangsrichtung verstellbaren Betätigungsorgan aufweist, dass in der Objektivfassung eine Blendenverstellhülse mit einem axial gerichteten Fortsatz drehbar gelagert ist, dass der Fortsatz mit einer Längsnut oder einem Längsschlitz versehen ist, in welche das Betätigungsorgan des Blendenverstellme-chanismus eingreift, und dass auf der Objektivfassung ein Blen-denverstellring drehbar angeordnet und drehfest mit der Blendenverstellhülse verbunden ist.
9. Objektiv nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelglied mit wenigstens drei axial gerichteten Schienen versehen ist, auf denen es in der Objektivfassung gleitet.
10. Objektiv nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelglied sechs und die beiden anderen Glieder zwei bzw. drei Linsen mit den folgenden Daten aufweisen:

Linse

Radius

"d

,vd u

r.i

Rl2

- 65,45 + 28,79

1,65412

39,63

lT

rl3

Rl4

- 28,79 + 65,45

1,65412

39,63

l8

Rl5

rl6

+ 65,45 - 40,92

1,65160

58,52

l9

rl7 r-18

-8750 - 81,01

1,74400

44,77

lIO

Rj9 r-20

+ 95 - 70,36

1,62041

60,33

ln

R2i r22

- 74,2 + 175,04

1,61340

44,30

Linse

Radius

ri

- 289,83

l]

r2

+ 72,21

l,

r3

'+ 84,2

r4

- 436,8

U

r5

- 436,8

r6

+ 270,12

r7

+ 81,01

j-*4

rs

+ 8750

R9

+ 40,92

j

Rio

- 65,45

nd

1,62041 1,65412 1,62041 1,74400 1,65160

vd

60,33 39,63 60,33 44,77 58,52

di

= 3,25

ds =

1,73

dis =

11,66

d2

= 0,76

d9 -

11,66

dis =

1,73

d3

= 6

dio =

0

di? =

3,78

d4

= 0

dn =

4,32

dis =

82,60-4,5

d5

= 3

di2 =

12

d19 =

6,5

d6

= 2,5-5-80,6

di3 =

4,32

d20 =

0,5

d7

= 3,78

dM =

0

d2[ =

3

25

worin Rj—R22 die 22 Krümungsradien der insgesamt 11 Linsen in Millimetern in durchgehender Numerierung angefangen von der äussersten Linse des dreilinsigen Glieds und dj-djj die gegenseitigen Abstände der Scheitelpunkte je zweier benachbarter Linsenflächen in Millimetern ebenfalls in durchgehender 30 Numerierung von der genannten äussersten Linse an bedeuten und nd und vd der Brechungsindex bzw. die Abbe-Zahl bezogen auf die Helium-d-Linie bzw. die Helium-d-Linie, die Wasser-stoff-F-Linie und die Wasserstoff-c-Linie ist.

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