DE2319420B2 - Linsenanordnung zur variablen vergroesserung - Google Patents

Description

«, =	-«24	= 43,18161
	D1	= D24 = 1,99514
R2 =	-«23	= 70.30859
	D2	= D,, = 5,45201
«., =	-«22	= -55.64474
	D.,	= D22 = 0.946
R4 =	-«2,	= 33.95923
	D4	= D21 = 1.23186
R5 =	-«20	= 36.53544
	D5	= D20 = 3,45097
«,, =	-«,.)	= 167.11292
	Dh	= D19 = variabel
R ~	— «is	= -538.71386
	D.	= D18 = 2,46077
R8 =	-Kr	= -46,78787
	D8	= D17 = 0,02358
Rg =	-«>„	= -895,93699
	D,	= D1(, = 0.72497
«κι =	-KIS	= 52.68860
	D11,	= D15 = 0,85464
R1, =	-«14	= 60.71876

D₁₁ = D₁₄ = 1.71222
R₁₂ = -R₁., = unendlich

D₁₂ = D₁, = 1,89119

le e η η ζ c i c h net. daß die äußeren, beweglichen Linsengruppen (1. R₁ bis R,,. IV, R₁₁, his R₂₄) negative Brechkrafl aufweisen, während die inneren, ücsienüber der Blende unbeweglichen L inscngruppcn (II. R- bis R₁₂. HI, R₁., bis R_1x) positive Brechkraft aufweisen, daß symmetrisch beiderseits dcv Blende je sechs Linsen angeordnet sind und daß das Objektiv folgende Konstmktiunsdalen aufweist, wobei /V die Brechzahl für die </-Linie des Spektrums und Γ die Ahbesehe Zahl bezeichnet :

= Λ',, = 1.62360 I₁ = I₁₂ = 46.9

== 1.55957 Γ, = I₁₁ = 61,2

N, = Λ'₁₍, = 1.53269 Γ, = l·,,, - 45.9

/V₄ = /V, = 1.69346

I₄ = K, = 53.3

V₅ = ι\ ζ= 1.66691 I₅ = V₁₁ = 33.0

/V₁, = N₇ = 1.66986

i; = V₁ = 57,4

Die Erlindung bezieht sich auf eine symmetrische, axial verschicbliche Linsenunordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs.

Bei gleichbleibendem axialem Abstand zwischen Bildebene und Gegenstandsebene, wie es beispielsweise bei Kopiergeräten der Fall ist, ist es wünschenswert, den Vergrößerungsfaktor des verwendeten Objektivs zu verändern, um bei gleichbleibendem Bildformat Gegenstände unterschiedlichen Formats abbilden zu können. Dies wird von einem bekannten Varioobjektiv erreicht (DT-OS 2044 514), das eine Veränderung der Vergrößerung von 0,7 bis 1,4 bewirkt und das zwei äußere und zwei innere Linsengruppen aufweist, die jeweils gegenüber einer zentralen Blende

symmetrisch angeordnet sind und von denen der Abstand zwischen jeweils der äußeren und der inneren axial veränderlich ist. Das bekannte Objektiv ist eine Doppel-Gauß-Variante erster Art. Es hat sich herausgestellt, daß der veränderliche Vergrößerungsbereich des bekannten Objektivs lediglich zum Ausgleich geringer Formatunterschiede des abzubildenden Gegenstands verwendbar ist, nicht aber zur Abbildung von Gegenständen, deren Format wesentlich kleiner ist als das Grundformat. Ferner hai sich heraus-6s gestellt, daß das bekannte Objektiv verhältnismäßig groß und schwer ist und somit auch beim Einbau beispielsweise in ein Kopiergerät dessen Ausmaße und Gewicht ungünstig beeinflussen.

Es ist ΛuΙιμιhe der Erfindung, ein gaiuingsgemäßes Varioobjektiv zu schaffen, das gegenüher dem bekannten Objektiv leichler isi| und einen weiteren veränderlichen Vergröücrungsbcrcich zuläUt.

Diese Aufgabe wird durch ein Objektiv nach Anspruch 1 gelöst, dessen von 0,25 his 4 veränderbarer Vergröüerungsfaklor bewirkt, daU die Ahhildiing der verschiedensten Gegenslandsfi*fmale auf ein gleichbleibendes Bildformat ermöglicht wird. Das" erlindungsgemäße Objektiv ist ein Weitwinkelobjektiv, das entsprechend kurze Brennweiten und »erinix Abmessungen aufweisl und das dementsprechend beispielsweise beim Einbau in ein Kopiergerät auch entsprechend geringe Anschlußmaße verlangt und hierdurch sowie auf Grund seines geringen Eigengewichts maßgeblich dazu beiträgt, daß ein solches Kopiergerät kleiner und leichter gebaut werden kann.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt an Hand eines Diagramms das Arbeitsprinzip der crlindungsgemäßen Linsenanordnung. wobei die Beziehung zwischen der Verschiebung der beweglichen Linsengruppen und der Verschiebun« des ganzen Linsensystems für drei verschiedene Vergrößerungen gezeigt ist:

K i g. 2 zeigt schemalisch die Linsenanordnung des eilindungsgemäßcn Objektivs;

F i g. 3 zeigt in einem Diagramm die Änderung des Luftspaltes zwischen der beweglichen Linsengruppe

IS und der ortsfesten Linsengruppe bezüglich der Änderung des axialen Abstandes von der Blende zur Gegenstandsebene.

Bei der in Fig. I gezeigten Anordnung, die /ur Erläuterung des Arbeitsprinzips der Linsenanordnung dient, sind die beiden beweglichen Linsengruppcn I. IV am weitesten von der Blende entfernt und symmetrisch dazu angeordnet. Die beiden ortsfesten Linsengruppcn Il und 111 sind innerhalb der beweglichen Linsengruppen angeordnet, wobei der axiale Abstand zwischen den Hauptpunkten der benachbarten stationären Linsengruppe und der beweglichen Linsengruppe e\ ist. Der axiale Abstand zwischen den Hauptpunkten der beiden stationären Linsengruppcn ist e'_u. Die gesamte Brechkraft, im folgenden als Stärke bezeichnet, der beweglichen Linsengruppe ist 7,, die Gesamtstärke einer jeden stationären Linsengruppe ist <_ln. Setzt man 7, + </,, = A (= konstant) und V, ν 11 = ß(= konstant), so erhält man für die Gesamtstärke der ganzen Linsenanordnung die Gleichung:

= t'f(2_7l - Be_n)B + Ail- Ac_n).

2e\i ABe'_H - A_Hx - R)

Wenn der Hauptpunktabstand einer jeden beweglichen Linsengruppe HH\. der Hauptpunkiabstand einer jeden ortsfesten Linsengruppe HH_n ist. erhält man den Hauptpunktabstand HH' des ganzen Linsensystems als folgenden Ausdruck:

HH' = c_n

; + HH_n) + 2\u\{\

_7|I

(,I - _C\B\] + [c'_n + 2e\<,M -

(A - c\B)hh\ (2)

Aus Gleichung 1 und Gleichung 2 ist ersichtlich, 35 Verschiebung i_hj des ganzen Linsensystems entspre-

daß '/' und HH' nur Funktionen einer Variablen c\ chcnd t·, und c·; zu:

sind. Deshalb können die Gleichungen als <I>U'\) und HH'U'\) geschrieben werden. Wenn der axiale Abstand zwischen der Gegenstandsebene und der Bildebene R₁₁ ist, erhält man folgende Gleichung für die Vcrgrößcrung ,; dieses optischen Systems:

,„ι =

sw,) - su·;)

+ \i,Kc'_j)\;<l>[c'_j)

, _ [R₁, - HH'le'fl '/'W₁) - 2

(3)

![R₀ -

't>U'\) - 2|²

Aus Gleichung 3 ersieht man, daß die Vergrößerung ebenfalls nur eine Funktion der Variablen e\ ist. Die Gleichung kann als (>{e\) geschrieben werden. Der axiale Abstand S von der Blende der Linsenanordnung zur Gegenstandsebene kann ausgedrückt werden als

S = [I + !//,'(c'lfl/'/'l^) + HH'ie\)ll (4)

S ist ebenfalls nur eine Funktion der Variablen c\. so daß man dafür S{e\) setzen kann. Es soll davon ausgegangen werden, daß die beweglichen Linsengruppen nur zwischen c] und e'_} bewegt werden. Wenn für die Gesamtstärken des ganzen Linsensystems entsprechend i', und Cj <I>U']) und '1'U'))- die Hauplpunklabstände HH'U']h HH'(e'j), für die Vergrößerungen /i'U'i). jHe'j) und für die axialen Abstände von der Blende des Linsensystems zur Gegenstandsebene SU·]) bzw. Sic'j) geschrieben wird, erhält man die

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Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, daß die Verschiebung des ganzen Linsensystems ebenfalls nur eine Funktion der Variablen e\ ist. Wenn man deshalb

den axialen Absland e\ zwischen den Hauptpunkten der stationären und beweglichen Linsengruppen als Parameter verwendet, können die Beziehungen zwischen der Gesamtstärke des ganzen Linsensystems,

so dem Hauptpunkiabstand, der Vergrößerung, der Linsengruppenpositionen und der Verschiebung des ganzen Linsensystems definiert werden.

Wie erwähnt, hat das erfindungsgcmäße Linsensystem ein Paar ortsfester Linsengruppen, die in der

_ss Nähe der Blende symmetrisch zu dieser angeordnet sind, sowie ein Paar beweglicher Linsengruppen, die außerhalb mit einem variablen axialen Luftspalt dazwischen ebenfalls symmetrisch zur Blende angeordnet sind, so daß die Gesamtstärke des ganzen Linsensystems variiert werden kann, indem tier axiale Abstand zwischen den ortsfesten und beweglichen Linsengruppen verändert wird. Dadurch wird die Vergrößerung des Bildes variiert, während immer die genauen Bedingungen für die Abbildung eingehalten werden, da eine untergeordnete Beziehung zwischen dem Beirag der Bewegung der beweglichen Linsengruppe und dem Betrag der Verschiebung des gesamten Linsensystems hergestellt wird, obwohl der axiale

Abstand /wischen der Gegensiandsebene uiul der Bildebene über dem ganzen Vergrößerungsbereieh konstant gehalten wird.

1' i g. 1 zeigt bei </. /) und c die He/iehung /wischen der Bewegung der beweglichen Linsengruppen und der Verschiebung des gan/en Linsensyslems in Verbindung mit verschiedenen Vergrößerungen. So ist bei </ die Vergrößerung IV. bei h die Vergrößerung I und bei c die Vergrößerung ,■; gezeigt, wobei der Gegenstand mit I und die Bilder des Gegenstandes mil 2 bezeichnet sind.

Die vorstehenden Ausführungen betreffen den I all. bei welchem das ganze Linsensystem in vier Linsengruppcn unterteilt ist. Davon ist ein Paar von stationären Linsengruppen in der Nähe der Blende angeordnet, während die anderen beiden beweglichen Linsengruppen außerhalb davon vorgesehen sind. Bei einer Linsenanordnung, bei der außer den Linsengruppen 1. II. III und IV symmetrisch zur Blende außerhalb der beweglichen Linsengruppen zusätzlich ein Paar stationärer Linsengruppen vorgesehen ist. ist der Mechanismus zum Ändern der Vergrößerung im wesentlichen der gleiche, wie er vorstehend beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß Gleichung 1 und 2 für die Gesamtstärke und das Hauptpunktintervall des ganzen Linsensystems etwas modifiziert werden müssen. Durch diese Modifizierung wird der Betrag der Bewegung der beweglichen Linsengruppen verringert, und man erhält einen Vorteil hinsichtlich der Korrektur von Aberrationen.

Im Patentanspruch sind die Konstruktionsdaten der erlindungsgemäßen Linsenanordnung aufgeführt. Wie in F i g. 2 aufgeführt ist. bilden vier Linsengruppen mit zwölf Linsenelemcntcn das gesamte Linsensystem.

wobei I und IV die symmetrischen beweglichen I.insengruppen und Il und IH die symmetrischen stationären I.insengruppen sind. R bezeichnet die Krümmungsradien der aufeinanderfolgenden Breclillächeu der Linsen. I) bezeichnet die axialen Stärken der axialen Luftspalte der aufeinanderfolgenden Linsenelemenle. \ bezeichnet die Brechungsindi/es für die (/-Linie mit der Wellenlänge von 578 nmlHg-Licht) der Gläser der aufeinanderfolgenden Linsenelemenle. und I ist die Abbesche Zahl der Gläser der aufeinanderfolgenden Linsenelemenle. Die dem entsprechenden Linsenelement zugeordneten Indizes sind aus I·' i g. 2 /u ersehen.

Typische Werte für den variablen axialen Luftspalt I und entsprechende Werte für die äquivalente Brennweite / des ganzen Linsensystems, das Ilauptpunktintervall ////'. den axialen Absland S von der Blende des Objektivs zur Gegenstandsebene und die Vergrößerung sind nachstehend aufgeführt, wobei der axiale Absland R₁₁ zwischen der Gegenstandsebene und der Bildebene 623.94 bclräiil.

16.130	I	10.589	3.242
100.86		19.31	153.99
13.170	456.5	10.453	7.9828
489.9 134.1	0.359	167.4	312.0
0.264 3.792	2,782	1.0

I·" i g. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem variabler axialen Luftspalt zwischen der beweglichen und dci ortsfesten Linsengruppc und dem axialen Abstand t von der Blende des Objektivs zur Gcgcnstandsebeni des erfindungsgemäßen Objektivs.

Hierzu 2 BIaU Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Symmetrische, axial versehicbliche Linsenanordnung zur variablen Vergrößerung bei gleichbleibendem axialem Abstand zwischen Bildebene und Gegensiandsebene, bestehend aus zwei beweglichen äußeren und zwei gegenüber der Blende unbeweglichen inneren Linsengruppen, wobei der Abstand zwischen jeweils der äußeren und der inneren Linsengruppe veränderlich ist, dadurch ge