DD301804A7 - HIGHLY FLOATING SCAN OBJECTIVE SMALL CONSTRUCTION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein hochauflösendes Abtastobjektiv kleiner Baulänge mit Vorderblende, bestehend aus vier Linsengliedern. Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Informations- und Bildaufzeichnung anwendbar. Ziel der Erfindung ist ein Objektiv mit geringem Außendurchmesser und kurzer Baulänge sowie kleiner Brennweite und weit vor dem System liegender Eintrittspupille. Als Aufgabe ergibt sich daraus, eine neue konstruktive Lösung anzugeben, bei der eine gleichbleibend gute Korrektion über das gesamte Bildfeld bei gleichzeitig kurzer Baulänge und großem Feldwinkel gewährleistet ist. Der konstruktive Aufbau eines Objektives, das die oben genannte Aufgabenstellung erfüllt, wird angegeben. Die notwendigen Konstruktionsdaten sind in einer Tabelle enthalten. Fig. 1The invention relates to a high-resolution scanning lens of small length with front panel, consisting of four lens elements. The invention is applicable in the field of information and image recording. The aim of the invention is a lens with a small outer diameter and short length and small focal length and far in front of the system entrance pupil. The object is to provide a new constructive solution in which a consistently good correction over the entire field of view is ensured at the same time short length and large field angle. The structural design of an objective that fulfills the above task is specified. The necessary design data is contained in a table. Fig. 1
Description
Hierzu 2 Seiten Tabellen und 1 Seite ZeichnungFor this 2 pages tables and 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Abtastobjektiv kleiner Baulänge, bestehend aus vier Linsengliedern. Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Informations- und Bildaufzeichnung anwendbar.The invention relates to a Abtastobjektiv small length, consisting of four lens elements. The invention is applicable in the field of information and image recording.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Objektive mit kleiner Brennweite und weit vor dem System liegender Eintrittspupille sind bekannt. Sie werden beispielsweise als Okulare in Mikroskopen bzw. afokalen Systemen und als Lupen z.B. zur Betrachtung von Bildröhren eingesetzt.Lenses with a small focal length and entrance pupil far in front of the system are known. They are used, for example, as eyepieces in microscopes or afocal systems and as magnifiers e.g. used for viewing picture tubes.
Die Okulare weisen in der Regel eine beträchtliche Petzvalwölbung und nur kleine Öffnungsverhältnisse auf. Sie sind somit als Abtastobjektive nicht anwendbar. Von den Lupen erscheinen die Systeme zur Betrachtung von Katodenstrahlröhren geeignet, für Abtastzwecke eingesetzt zu werden. Jedoch ergeben sich auch hierbei Probleme in bezug auf den Korrektionszustand. So weisen beispielsweise die in den Offenlegungsschriften DE-OS 2300203, DE-OS 2708691 und DE-OS 2657206 offenbarten Konstruktionen einen erheblichen, für Abtastobjektive nachteiligen Astigmatismus auf.The eyepieces usually have a considerable Petzvalvölbung and only small opening ratios. They are thus not applicable as scanning lenses. Of the magnifiers, cathode ray tube viewing systems appear to be suitable for scanning purposes. However, this also results in problems with respect to the correction state. Thus, for example, the constructions disclosed in the published specifications DE-OS 2300203, DE-OS 2708691 and DE-OS 2657206 have considerable astigmatism that is disadvantageous for scanning objectives.
In den Erfindungsbeschreibungen DE-OS 3151 221 und DE-OS 2849801 sind als Abtastobjektive einsetzbare Systeme mit ihren Konstruktionsdaten angegeben. Es werden hierbei zwar die für Abtastsysteme notwendigen guten Korrektionseigenschaften und ein großes Öffnungsverhältnis erreicht, nachteilig ist aber der viel zu geringe, konstruktionsmäßig bedingte Bildwinkel.In the invention descriptions DE-OS 3151 221 and DE-OS 2849801 usable as scanning lenses systems are given with their design data. Although the correct correction properties required for scanning systems and a large aperture ratio are achieved, it is disadvantageous that the angle of view is much too small.
Darüber hinaus ist das erstgenannte System technologisch schwer realisierbar.In addition, the former system is technologically difficult to implement.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein Objektiv mit geringem Außendurchmesser und kurzer Baulänge sowie kleiner Brennweite und weit vor dem System liegender Eintrittspupille. Dabei soll das Auflösungsvermögen mindestens 150 Linien pro Millimeter betragen, ein Öffnungsverhältnis von 1:3,5 und ein Feldwinkel von 2 σ = 52° realisiert werden.The aim of the invention is a lens with a small outer diameter and short length and small focal length and far in front of the system entrance pupil. The resolution should be at least 150 lines per millimeter, an aperture ratio of 1: 3.5 and a field angle of 2 σ = 52 ° should be realized.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neue konstruktive Lösung anzugeben, bei der eine gleichbleibend gute Korrektion über das gesamte Bildfeld bei gleichzeitiger kurzer Baulänge und großem Feldwinkel gewährleistet ist. Dabei sind technologisch schwer zu realisierende Sonderkonstruktionen zu vermeiden und eine geringe Zentrier- sowie Justierempfindlichkeit anzustreben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein hochauflösendes Abtastobjektiv kleiner Baulänge mit Vorderblende, bestehend aus vier Gliedern, dadurch gelöst, daß das erste Linsenglied ein zerstreuender durchgebogener Meniskus ist, der seine hohle Seite dem Objekt zuwendet, daß das zweite Linsenglied eine Bikonvexlinse ist, der als drittes Linsenglied ein aus einer Bikonvexlinse und einem durchgebogenen Meniskus bestehendes Kittglied nachgeordnet ist, wobei die Bikonvexlinse des Kittgliedes dem Objekt zugewandt ist, und daß das vierte Linsenglied eine Plankonkavlinse ist, die ihre Planfläche dem Bild zuwendet.The invention is based on the object to provide a new constructive solution in which a consistently good correction over the entire field of view is ensured at the same time short length and large field angle. In this case, it is technologically difficult to avoid special designs to avoid and to aim for a low centering and adjustment sensitivity. According to the invention, the object is achieved by a high-resolution scanning lens of small length with front panel, consisting of four members, characterized in that the first lens member is a scattering bent meniscus, the hollow side facing the object that the second lens member is a biconvex lens, the third Lens member is a downstream of a biconvex lens and a bent meniscus cemented cemented element, wherein the biconvex lens of the cemented element facing the object, and that the fourth lens member is a plano concave lens, which faces its face to the image.
Die sich für ein erfindungsgemäßes Abtastobjektiv ergebenden Konstruktionsdaten sind in der Tabelle 1 angegeben. Mit der vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Lösung ist ein Objektiv realisierbar, das einen geringen Außendurchmesser und eine kurze Baulänge sowie eine kleine Brennweite aufweist. Es erfüllt die an ein Abtastsystem gestellten Forderungen hinsichtlich kurzer Baulänge und großem Feldwinkel bei gleichzeitig vorhandener guter Korrektion über dem gesamten Bildfeld. Insbesondere sind die chromatischen Aberrationen gering, es tritt keinerlei Vignettierung auf und die Verzeichnung steigt, ohne kurzzeitige schnelle Änderungen, monoton über das gesamte BildfeldThe design data resulting for a scanning objective according to the invention are given in Table 1. With the solution according to the invention specified above, a lens can be realized which has a small outer diameter and a short overall length and a small focal length. It satisfies the demands placed on a scanning system in terms of short overall length and large field angle while at the same time providing good correction over the entire field of view. In particular, the chromatic aberrations are low, there is no vignetting and the distortion increases monotonically over the entire field of view without short-term rapid changes
Darüber hinaus ist das angegebene Objektiv zentrierunempfindlich und in der Fertigung technologisch beherrschbar. In addition, the specified lens centering insensitive and technologically manageable in production.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt dieThe invention will be explained in more detail with reference to a drawing. It shows the
Fig. 1: ein Schnittbild des erfindungsgemäßen Objektives mit Vorderblende.Fig. 1: a sectional view of the lens according to the invention with front panel.
InderTabellei sind die für das erfindungsgemäße Objektiv gemäß Fig. 1 notwendigen Konstruktionsparameter angegeben. Die Konstruktionsparameter sind über einen weiten Parameterbereich definiert und liefern für jeden beliebigen, frei auswählbaren Wert von Pi (i = 1...4) erfindungsgemäße Objektive mit den vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften.InderTabellei the necessary for the objective of the invention according to FIG. 1 design parameters are given. The design parameters are defined over a wide range of parameters and provide for any, arbitrary value of Pi (i = 1 ... 4) inventive lenses with the aforementioned advantageous properties.
Gemäß Fig. 1 und Tabelle 1 enthält das Objektiv vier Linsenglieder. Das erste Glied besteht aus einem zerstreuenden durchgebogenen Meniskus aus einem Glas mit der Brechzahl n, von 1,6 bis 1,7 und der Abbezahl \7„ von 30 bis 39. Dieser zerstreuende Meniskus muß eine Brennweite von —2,5 · f bis —4 f aufweisen und seine hohle Seite dem Objekt zuwenden. Das zweite Linsenglied ist eine Bikonvexlinse, bestehend aus einem Glas mit der Brechzahl ne von 1,7 bis 1,77 und einer Abbezahl v~e Referring to Fig. 1 and Table 1, the lens includes four lens members. The first member consists of a dissipative bent meniscus of a glass with the refractive index n, from 1.6 to 1.7 and the Abbezahl \ 7 "from 30 to 39. This diffusing meniscus must have a focal length of -2.5 · f to -4 f and turn its hollow side to the object. The second lens member is a biconvex lens, consisting of a glass with the refractive index n e of 1.7 to 1.77 and a Abbe number v ~ e
von 45 bis 65. Diese Linse weist eine Brennweite von 0,97 · f bis 1,06 · f'auf.from 45 to 65. This lens has a focal length of 0.97 x f to 1.06 x f '.
Das dritte Linsenglied ist ein Kittglied, bestehend aus einer Bikonvexlinse und einem durchgebogenen Meniskus. Die Bikonvexlinse besteht aus einem Kronglas mit der Brechzahl ne zwischen 1,53 bis 1,59 und einer Abbezahl v„ zwischen 58 und 70.The third lens member is a cemented member consisting of a biconvex lens and a flexed meniscus. The biconvex lens consists of a crown glass with the refractive index n e between 1.53 to 1.59 and a Abbe number v "between 58 and 70.
Der Meniskus ist aus einem Flintglas der Brechzahl n„ 1,73 bis 1,83 und einer Abbezahl v. zwischen 20 und 30. Im Kittglied ist die Bikonvexlinse dem Objekt zugewendet und besitzt eine Brennweite von 0,82 · Γ bis 0,98 · f. Die Brennweite des Meniskus beträgtThe meniscus is made of a flint glass of refractive index n "1.73 to 1.83 and a Abbe number v. between 20 and 30. In the cemented component, the biconvex lens is turned toward the object and has a focal length of 0.82 · Γ to 0.98 · f. The focal length of the meniscus is
-0,94-f bis-1,44-f.-0.94-f to-1.44-f.
Das vierte Linsenglied besteht gemäß Fig. 1 und Tabelle 1 aus einer Plankonkavlinse, deren Planfläche dem Bild zugewandt ist.The fourth lens member is shown in FIG. 1 and Table 1 from a Plankonkavlinse, the plane surface facing the image.
Die Brechzahl ihres Glases liegt zwischen 1,73 und 1,83 und ihre Brennweite beträgt-0,84 · f bis -0,04 · f.The refractive index of their glass is between 1.73 and 1.83 and their focal length is -0.84 · f to -0.04 · f.
Im gesamten Objektiv werden die Abstände zwischen den ersten drei Linsengliedern möglichst gering gewählt. Der Abstand zwischen dem dritten und vierten Linsenglied beträgt ca. 0,5 · f. Im einzelnen wird dieser so gewählt, daß die Bildebene unmittelbar hinter der Planfläche liegt. Der größte Teil der positiven Brechkräfte ist im vorderen Teil des Objektives konzentriert, so daß die Baulänge des Objektives sehr gering gehalten werden konnte. Sie beträgt etwa 1,8 · f bis 1,9 · f.Throughout the lens, the distances between the first three lens members are chosen as small as possible. The distance between the third and fourth lens element is about 0.5 · f. In detail, this is chosen so that the image plane is located directly behind the plane. Most of the positive refractive power is concentrated in the front part of the lens, so that the length of the lens could be kept very low. It is about 1.8 · f to 1.9 · f.
Tabelle 1 Brennweite: fTable 1 focal length: f
Lage der EP: SEp =Position of the EP: S E p =
Radienradii
Schnittweite: s' = 0,035 Bildwinkel 2 σ = 52°Cutting distance: s' = 0.035 angle of view 2 σ = 52 °
-1,2 Öffnungsverhältnis 1:3,5-1.2 aperture ratio 1: 3.5
Distanzen und LufträumeDistances and airspaces
Brechzahlen n» Abbezahlen ve Refractive indices n »pay off v e
P1 -8,6177 -61,4096 Гі ~ 16,017-P1 P 1 -8.6177 -61.4096 Гі ~ 16.017-P 1
г2 = (-7,376 + P1)-0,2-fг 2 = (-7.376 + P 1 ) -0.2-f
= P2-3,7214-20,1916 .Q2-V Гз P2 - 2,3396 = P 2 -3,7214-20,1916 .Q 2 -V з z P 2 - 2,3396
г4 = (-6,061 + P2) · 0,2 · fг 4 = (-6.061 + P 2 ) · 0.2 · f
г6 = (0,13723 - P3 · 0,53114)-' · 0,2 · f 6 = (0.13723 - P 3 x 0.53114) - 'x 0.2 x f
г6 = (-0,293 + P3)"' · 0,2 · fг 6 = (-0.293 + P 3 ) "'· 0.2 · f
X1 = (-0,06753 + P3 · 0,91544)"' · 0,2 · f X 1 = (-0.06753 + P 3 x 0.91544) "'x 0.2 x f
r8 = (-0,26932 - P3 0,96508)"' · 0,2 fr 8 = (-0.26932 - P 3 0.96508) "'0.2 f
d, = (0,7 + P4) · 0,2 · fd, = (0.7 + P 4 ) · 0.2 · f
11 = (0,2- 1,29 -P4)- 0,2 -f d2 = (1,5 -0,25 -P4)- 0,2 f1 1 = (0.2-1.29 -P 4 ) - 0.2 -fd 2 = (1.5 -0.25 -P 4 ) - 0.2 f
12 = (0,15+ 1,24 -P4)- 0,2 · f' d3 = (2,1 - 0,44 · P4) · 0,2 · V d4 = (0,9 - 0,77 · P4) · 0,2 · f1 2 = (0.15 + 1.24 -P 4 ) - 0.2 · f 'd 3 = (2.1 - 0.44 · P 4 ) · 0.2 · V d 4 = (0.9 - 0.77 · P 4 ) · 0.2 · f
13 = (2,5 - 2 · P3) 0,2 · f1 3 = (2.5 - 2 · P 3 ) 0.2 · f
d6 = (0,9 - 0,35 · P4) · 0,2 · fd 6 = (0.9 - 0.35 · P 4 ) · 0.2 · f
1,625071.62507
1 1,734441 1.73444
35,6935.69
52,0052,00
Wertebereich der Parameter Pi:Value range of the parameters Pi:
-1 < P1 <1 -0,2 <P2<0,3 -0,1 < P4 < 0,1 -0,02 < P3 < 0,02-1 <P 1 <1 -0.2 <P 2 <0.3 -0.1 <P 4 <0.1 -0.02 <P 3 <0.02
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD26712084A DD301804A7 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | HIGHLY FLOATING SCAN OBJECTIVE SMALL CONSTRUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
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DD26712084A DD301804A7 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | HIGHLY FLOATING SCAN OBJECTIVE SMALL CONSTRUCTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD301804A7 true DD301804A7 (en) | 1994-03-17 |
Family
ID=5560311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD26712084A DD301804A7 (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | HIGHLY FLOATING SCAN OBJECTIVE SMALL CONSTRUCTION |
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Country | Link |
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DD (1) | DD301804A7 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627500B4 (en) * | 1995-07-07 | 2006-01-12 | Pentax Corp. | scanning lens |
-
1984
- 1984-09-11 DD DD26712084A patent/DD301804A7/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627500B4 (en) * | 1995-07-07 | 2006-01-12 | Pentax Corp. | scanning lens |
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