DD245059A1 - SEVEN-LENS LIGHT-SIGNED LENS WITH CORRECTION COMPENSATION - Google Patents

SEVEN-LENS LIGHT-SIGNED LENS WITH CORRECTION COMPENSATION Download PDF

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DD245059A1 DD28513085A DD28513085A DD245059A1 DD 245059 A1 DD245059 A1 DD 245059A1 DD 28513085 A DD28513085 A DD 28513085A DD 28513085 A DD28513085 A DD 28513085A DD 245059 A1 DD245059 A1 DD 245059A1
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Volker Tautz
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Zeiss Jena Veb Carl
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    • G02—OPTICS
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    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein siebenlinsiges Objektiv mit Korrektionsausgleich und kann fuer Abbildungen auf CCD-Empfaenger, Fernsehaufnahmeroehren oder Filmmaterial fuer einen weiten Abbildungsmassstabsbereich angewendet werden. Die Aufgabe, fuer eine relative Oeffnung 1:1,4 und einen Bildwinkel von etwa 35 gleichmaessig gute Korrektion fuer das gesamte Bildfeld anzustreben, sowie fuer einen Abbildungsmassstabsbereich von 1/ bis etwa 1/4 nur eine unwesentliche Verringerung der Bildguete zuzulassen, wird geloest, indem das Objektiv aus 5 optischen Gliedern aufgebaut ist, wobei die ersten vier Glieder gemeinsam um einen groesseren Betrag als das fuenfte Glied relativ zur Bildebene verschoben werden koennen. Fig. 1The invention relates to a seven-lens correction corrected lens and can be applied to images on CCD receivers, television receiving tubes or film material for a wide range of image scale. The task of aiming for a relative aperture of 1: 1.4 and an image angle of about 35 uniformly good correction for the entire field of view, as well as to allow for a Abbildungsmassstabsbereich of 1 / to about 1/4 only an insignificant reduction of Bildguete, is solved, in that the objective is made up of 5 optical members, wherein the first four members can be shifted together by a larger amount than the fifth member relative to the image plane. Fig. 1

Description

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Objektive für den Anwendungszweck, die sich durch eine Auflösung der Bildelemente bei ausreichend gutem Konstrast auszeichnen, sind bekannt.Lenses for the purpose, which are characterized by a resolution of the picture elements with sufficiently good contrast, are known.

DD-WP 146860, DE-AS 2163431, US-PS 3984155 und US-PS 4099843 beschreiben siebenlinsige, sechsgliedrige modifizierte Gauß-Objektive, die für einen Abbildungsmaßstab optimiert sind, aber über den gesamten Bereich des Abbildungsmaßstabs nicht die erforderliche Bildgüte besitzen.DD-WP 146860, DE-AS 2163431, US-PS 3984155 and US-PS 4099843 describe seven-lensed, six-membered modified Gaussian lenses which are optimized for a magnification but which do not have the required image quality over the entire magnification range.

Bei der Ausführung dieser Objektive in kleinen Brennweiten ist der Luftspalt zwischen der zweiten und dritten Linse für die Fassung der Linsen ungünstig.In the design of these lenses in small focal lengths, the air gap between the second and third lens for the lens holder is unfavorable.

US-PS 4101203 beschreibt ein siebenlinsiges,fünfgliedriges modifiziertes Gauß-Objektiv, bei dem hochbrechende und teuere Gläser eingesetzt werden.U.S. Patent No. 4,101,203 discloses a seven-lens five-limbed modified Gaussian lens employing high refractive and expensive glasses.

Um über den gesamten Bereich des Abbildungsmaßstabs eine gleichmäßig hohe Bildgüte zu erreichen, sind verschiedene Möglichkeiten des Korrektionsausgleichs bei siebenlinsigen modifizierten Gauß-Objektiven bekannt. DE-OS 3103012 beschreibt eine Lösung, bei der der Linsenabstand im Blendenraum zum Korrektionsausgleich bei kleiner werdender Objektentfernung größer wird, die aber die anderen Nachteile aufweist.In order to achieve a uniformly high image quality over the entire range of the image scale, various possibilities of correction compensation in the case of seven-lens modified Gauss lenses are known. DE-OS 3103012 describes a solution in which the lens spacing in the aperture area for correcting compensation increases with decreasing object distance, but which has the other disadvantages.

US-PS 4464023 und 4466710 beschreiben Objektive, bei denen zum Korrektionsausgleich der Linsenabstand im Blendenraum und der Abstand der sechsten und siebenten Linse verändert werden, sie weisen aber nicht die erforderliche Lichtstärke auf, wie auch die Lösung nach US-PS 3815974.US Pat. Nos. 4,464,023 and 4,463,710 describe objectives in which the lens spacing in the aperture space and the spacing of the sixth and seventh lenses are changed for correction compensation, but they do not have the required luminous intensity, as does the solution according to US Pat. No. 3,815,974.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Objektiv für den genannten Einsatzzweck, bei dem keine extrem hochbrechenden Gläser eingesetzt werden.The aim of the invention is a lens for the stated purpose, in which no extremely high refractive glasses are used.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv anzugeben, das eine relative Öffnung 1:1,4 aufweist, für einen Bildwinkel von ca. 35° gleichmäßig gut für das gesamte Bildfeld auskorrigiert ist und für einen Abbildungsmaßstabsbereich von V« bis ca.The invention has for its object to provide a lens that has a relative aperture 1: 1.4, for a viewing angle of about 35 ° evenly corrected for the entire image field and for a magnification range from V «to about

~1A nur eine unwesentliche Verringerung der Bildgüte aufweisen soll.~ 1 A should have only an insignificant reduction in image quality.

Diese Aufgabe löst ein siebenlinsiges lichtstarkes Objektiv mit Korrektionsausgleich erfindungsgemäß dadurch, daß das Objektiv aus fünf optischen Gliedern aufgebaut ist, wobei das erste ein sammelnder Meniskus, das zweite ein verkitteter zerstreuender Meniskus, das dritte ein verkitteter sammelnder Meniskus, das vierte eine Sammellinse und das fünfte eine Sammellinse ist.This object is achieved by a seven-lens high-intensity lens with correction compensation according to the invention in that the lens is composed of five optical members, the first a collecting meniscus, the second a cemented meniscus, the third a cemented collecting meniscus, the fourth a converging lens and the fifth is a condenser lens.

Beim Fokussieren von langer auf kurze Objektschnittweite können die ersten vier Linsenglieder gemeinsam um einen größeren Betrag als das fünfte relativ zur Bildebene verschoben werden. Zwischen dem zweiten und dritten optischen Glied ist die Aperturblende angeordnet.When focusing from long to short object intercept, the first four lenslets can be shifted together by a greater amount than the fifth relative to the image plane. Between the second and third optical member, the aperture stop is arranged.

Das erfindungsgemäße Objektiv weist für einen Abbildungsmaßstabsbereich von V« bis ~Vio bis zu einem Bildwinkel von ca. 35° einen guten Kontrast und ein hohes Auflösungsvermögen auf, wenn die nachfolgend aufgeführten BedingungsgleichungenThe objective according to the invention has a good contrast and a high resolution capability for a magnification range from V "to ~ Vio up to an image angle of approximately 35 °, if the conditional equations given below

eingehalten sind: ·are complied with: ·

(1)(1)

(4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)(4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)

Auf Grund dieser Bedingungsgleichungen brauchen im optischen System keine extrem hochbrechenden Gläser eingesetzt zu werden.Due to these equations of condition, it is not necessary to use extremely high refractive glasses in the optical system.

Der Bereich des Abbildungsmaßstabs, in dem ein guter Kontrast vorliegt, kann bis ca. "1A erweitert werden, indem beim Fokussieren von langer auf kurzer Objektschnittweite der Luftabstand zwischen dem vierten und fünften Linsenglied vergrößert wird. Diese Vergrößerung des Luftabstandes bewirkt eine Kompensatin der beim Fokussieren mit einem konventionellen festen Objektiv auftretenden Abbildungsfehler Bildfeldwölbung und Astigmatismus.The region of the image scale, in which there is a good contrast, can be extended to approximately " 1 A by increasing the distance between the fourth and fifth lens elements when focusing on long and short object intersections Focusing aberrations occurring with a conventional fixed lens field curvature and astigmatism.

n,>n> 1,661.66 5050 Vi >Vi> 5050 1,701.70 n2>n 2 > 1,661.66 1,661.66 V2>V 2 > 5050 1,661.66 H2-O3 > 0,05 H 2 -O 3 > 0.05 5050 V5>V5> n4 >n 4 > ns>n s > n6>n 6 > Vg>Vg>

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand nachstehender Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. Show it

FTg. 1: das Linsenschnittbild schematisch, ·FTG. 1: the lens sectional image schematically,

Fig. 2: die sphärochromatische Längsabweichung ohne Korrektionsausgleich für verschiedene Abbildungsmaßstäbe, Fig. 3: die sphärochromatische Längsabweichung mit Korrektionsausgleich für zwei Abbildungsmaßstäbe, Fig.4: die Längsaberration dersagittalen und meridionalen Bildschale ohne Korrektionsausgleich fürvier Abbildungsmaßstäbe2: the sphero-chromatic longitudinal deviation without correction compensation for different imaging scales, FIG. 3: the spherochromatic longitudinal deviation with correction compensation for two imaging scales, FIG. 4: the longitudinal aberration of the sagittal and meridional image shell without correction compensation for four imaging scales

und Fig. 5: die Längsaberration wie Fig.4 mit Korrektionsausgleich für zwei Abbildungsmaßstäbe.and FIG. 5 shows the longitudinal aberration as in FIG. 4 with correction compensation for two imaging scales.

In Fig. 1 sind entlang der optischen Achse 0-0' ein erstes Linsenglied Gi aus einer sammelnden Meniskuslinse L1, ein zweites · Linsenglied G2 aus einem verkitteten zerstreuenden Meniskus der Linsen L2, L3, eine Aperturblende B, ein drittes Linsenglied G3 aus einem verkitteten sammelnden Meniskus der Linsen L4, L5, ein viertes Linsenglied G4 aus einer Sammellinse Lg und ein fünftes Linsenglied aus einer Sammellinse L7 angeordnet, wobei beim Fokussieren von langer auf kurze Objektschnittweite die Linsenglieder G1 bis G4 gemeinsam um einen größeren Betrag als das Linsenglied G5 relativ zur Bildebene BE verschoben werden.In Fig. 1, along the optical axis 0-0 ', a first lens member Gi from a collecting meniscus lens L 1 , a second · lens member G 2 of a cemented scattering meniscus of the lenses L 2 , L 3 , an aperture diaphragm B, a third lens member G3 arranged from a cemented collecting meniscus of the lenses L4, L5, a fourth lens element G4 of a positive lens Lg and a fifth lens element of a lens L 7, wherein when focusing from long to short object focal distance, the lens elements G 1 to G4 together by a larger amount as the lens member G5 are shifted relative to the image plane BE.

Die Linsen sind durch ihre Parameter Radius η, Dicke dj, ne und Vjcharakterisiert, während die Luftabstände mit I^ bezeichnet sind.The lenses are characterized by their parameters radius η, thickness dj, n e and Vj, while the air distances are denoted by I ^.

Claims (4)

Erfindungsansprüche:Invention claims: 1. Siebenlinsiges lichtstarkes Objektiv mit Korrektionsausgleich, das sieben Linsen enthält und vom modifizierten Gauß-Typ ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Objektiv durch folgende Konstruktionsdaten charakterisiert ist.1. A seven-lens, high-gain lens with correction compensation, which contains seven lenses and is of the modified Gauss type, characterized in that the lens is characterized by the following design data. r12 = +9,7457r 12 = +9.7457 2. Objektiv nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ersten vier Linsenglieder entlang der optischen Achse gemeinsam verschiebbar sind, daß das fünfte Linsenglied unabhängig verschiebbar ist, daß die ersten vier Linsenglieder gemeinsam um einen größeren Betrag als das fünfte Linsenglied relativ zur Bildebene verschoben werden.2. Lens according to claim 1, characterized in that the first four lens elements along the optical axis are displaced together, that the fifth lens member is independently displaceable, that the first four lens elements are displaced together by a larger amount than the fifth lens member relative to the image plane , 3. Objektiv nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß für die Änderung des Abstandes zwischen dem vierten und fünften Linsenglied in Abhängigkeit vom Abbildungsmaßstab die Beziehung gilt:3. Lens according to claim 1 and 2, characterized in that for the change of the distance between the fourth and fifth lens member in dependence on the magnification ratio, the relationship applies: (8 I4 (8 I 4 4. Objektiv nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Radien, Dicken und Luftabstände innerhalb ±10%, ne innerhalb ±0,05 und V^ innerhalb ±5 variierbar sind.4. Lens according to claim 1 to 3, characterized in that the radii, thicknesses and air distances within ± 10%, n e within ± 0.05 and V ^ within ± 5 are variable. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung kann zur Abbildung auf CCD-Empfänger, Fernsehaufnahmeröhren oder Filmmaterial in einem weiten Abbildungsmaßstabsbereich angewendet werden.The invention can be applied to imaging on CCD receivers, television tubes or film material in a wide range of magnification.
DD28513085A 1985-12-23 1985-12-23 SEVEN-LENS LIGHT-SIGNED LENS WITH CORRECTION COMPENSATION DD245059A1 (en)

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