AT367216B - Optisches system mit veraenderbarer brennweite - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein optisches System mit veränderbarer Brennweite und grosser relativer Öffnung, das über einen erweiterten Bereich fokussierbar ist, welcher Bereich einen ersten Bereichsabschnitt. für normale Objektentfernungen und einen zweiten Bereichsabschnitt für kleinere Objektentfernungen aufweist, mit in fünf Gruppen angeordneten Elementen,   u.

   zw.   einem Fokussierungsglied mit einem positiven Duplet und einer nachfolgenden positiven Meniskuslinse, einem Variator mit einer negativen Meniskuslinse und einem nachfolgenden negativen Duplet, einem drei Elemente aufweisenden Kompensator und zwei entlang der gemeinsamen optischen Achse unbewegbar angeordneten Gruppen, wobei das Fokussierungsglied zur Scharfeinstellung des optischen Systems im ersten Bereichsabschnitt bewegbar ist, der Variator zusammen mit dem Kompensator beim Einstellen der Brennweite des optischen Systems bewegbar ist und der Kompensator zur Scharfeinstellung des optischen Systems im zweiten Bereichsabschnitt unabhängig vom Variator bewegbar ist. 



   Zahlreiche bekannte Bauarten von optischen Systemen mit veränderbarer Brennweite, sogenannten Varioobjektiven, sind so ausgelegt worden, dass sie nur mässige Werte der relativen Öffnung aufweisen, um auf dem zur Zeit gegebenen Markt für photographische Geräte, wie beispielsweise Laufbildkameras, wettbewerbsfähig zu sein. In letzter Zeit ist jedoch eine neue Generation von Varioobjektiven entwickelt worden, die eine aussergewöhnlich grosse relative Öffnung im Be- 
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 grösserungsverhältnis erkauft werden. Ausserdem sind Objektive mit kleinerer relativer Öffnung entwickelt worden, die ähnliche oder etwas höhere Vergrösserungsverhältnisse als die Objektive mit grosser relativer Öffnung hatten, jedoch auch in einem Bereich scharf eingestellt werden konnten, der kleinere Objektabstände umfasst als der normale Bereich von näherungsweise 1 m bis Unendlich. 



  Dieser Bereich kleinerer Objektentfernungen wird als Makro-Bereich bezeichnet. In diesem Bereich kann die Scharfeinstellung in einer Entfernung von mehreren Millimetern von dem Objektiv bis zu der geringsten Entfernung des normalen Bereiches erfolgen. Bei den meisten Objektiven mit grosser relativer Öffnung und grossem Brennweitenvariationsbereich kann nicht die gewünschte hohe optische Korrektion aufrechterhalten werden, wenn sie im Makro-Bereich scharf eingestellt werden sollen. Es sind deshalb nur wenige, relativ spezielle und deshalb im allgemeinen sehr teure Objektive entwickelt worden und erhältlich, welche die noch zu erläuternde Kombination von Eigenschaften haben, wie sie das optische System nach der Erfindung auszeichnet.

   Ausserdem waren die meisten dieser Objektive wegen ihres hohen Preises nicht so wettbewerbsfähig, dass sie auf dem Massenmarkt der Amateurfilmer akzeptiert worden wären. 



   Es wurde daher danach getrachtet, ein'relativ kompaktes und relativ preisgünstiges Varioobjektiv zu schaffen, das über einen Brennweitenvariationsbereich hoch korrigiert ist, der grösser ist als der herkömmliche 3 : 1-Bereich für Varioobjektive mit vergleichbar grosser relativer Öffnung. 



   Gegenstand des Stammpatents Nr. 356413 ist ein optisches System der eingangs beschriebenen Art, welches im vorstehend angegebenen Sinn verbessert ist, indem der Kompensator aus einem positiven Duplet und einer nachfolgenden positiven Meniskuslinse, die als Kollimator wirkende vierte Gruppe aus einer negativen bikonkaven Linse und einer nachfolgenden positiven Meniskuslinse und die ein Grundobjektiv darstellende fünfte Gruppe aus einer positiven bikonvexen Linse, einer negativen bikonkaven'Linse, einem positiven Duplet und einer positiven Meniskuslinse besteht. 



   Die Erfindung zielt darauf ab, eine optisch vorteilhafte und wirtschaftlich günstige Ausführungsform eines solchen optischen Systems zu schaffen. 



   Dabei wird ein optisches System für ein Varioobjektiv mit grosser relativer Öffnung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Daten vorgeschlagen, das über einen erweiterten Bereich, der den Makro-Bereich enthält, scharf eingestellt werden kann und in sehr hohem Masse optisch korrigiert ist. 



   Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines optischen Systems nach der Erfindung zeigt. 



   Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Bezeichnungen "vorne" und "hinten" beziehen sich auf die Enden des Objektivs, die jeweils näher bei seinen langen bzw. kurzen konjugierten Punkten liegen. 

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   In der Zeichnung ist ein optisches System mit veränderbarer Brennweite dargestellt. Dieses optische System ist über einen relativ grossen Vergrösserungsbereich hoch korrigiert und kann sowohl im Makro-Bereich als auch im normalen Bereich scharf eingestellt werden. Ausserdem hat dieses optische System im Vergleich mit bekannten Varioobjektiven im Zoom-Bereich eine relativ grosse relative Öffnung. 



   Beginnend an der Lichteinfallsseite des optischen Systems enthält das Objektiv ein positives erstes Glied-C,-, das axial über eine kurze Strecke eingestellt werden kann, um das optische System in einem Bereich von näherungsweise 1 m bis Unendlich zu fokussieren. Das zweite Glied - ist ein Variator in Form eines negativen Gliedes, das längs der Achse des optischen Systems verschiebbar ist, um die Brennweite des Objektivs zu ändern. Die Brennweite kann über einen Vergrösserungsbereich geändert werden, der grösser als 6 : 1 ist, obwohl über diesen gesamten Bereich ein hohes Mass an optischen Korrektionen für eine grösste relative Öffnung von wenigstens 1 : 1, 2 beibehalten wird.

   Ein drittes   Glied kann   bei einer axialen Einstellung des Variators axial justiert werden und dient als Kompensator, um die Aberrationen zu korrigieren, die durch Veränderung der Brennweite des optischen Systems verursacht werden ; das   Glied --C, -- kann   unabhängig eingestellt werden, um das optische System im Makro-Bereich zu fokussieren. Das Glied - ist stationär und dient als Kollimator, der die aus dem Kompensator --C3-- austretenden Strahlen weiter kollimiert. Das hintere   Glied-C ;-ist   ein Grundobjektiv, das mit den oben beschriebenen Gliedern ein afokales System bildet. 



   Das erste   Glied --CI -- besteht   aus einem vorderen, bikonvexen, verkitteten   Duplet-Li,   
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    -- und--L 3 durch   einen Luftabstand getrennt und kann relativ zu ihr eingestellt werden ; das Glied   -   C2-besteht aus einer vorderen, negativen einzelnen   Meniskuslinse-L-,   die vorne konvex 
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L-   auf,   die zusammen ein im wesentlichen afokales System bilden, das mit dem hinteren Grundobjektiv--C5--zusammenwirkt. 



   Das   Glied-C ;-weist   eine vordere, bikonvexe   Einzellinse-L-auf,   die in einem bestimmten Abstand von einem negativen   Element --Lu -- angeordnet   ist. Ein Duplet aus Elementen   --LI,   und Lis-ist zwischen dem   Element -Lu -- und   dem hinteren Element --L 16 -- angeordnet, 
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 samen Öffnung zu bilden. 



   Die erfindungsgemässe Ausführungsform eines optischen Systems, das im Makro-Bereich scharf eingestellt werden kann und eine grosse relative Öffnung hat, weist die im Patentanspruch angegebenen Konstruktionsdaten auf, wobei der Tabelle des Patentanspruchs insbesondere die Abmessungen entnommen werden können ; die Werte des Brechungsindex für die Natrium-D-Linie und der Dispersion (Abbe'sche Zahl) sind mit nd bzw. v bezeichnet. 



   In der Tabelle des Patentanspruchs gibt die erste Spalte die Folge von Linsenelementen an, wobei numerisch auf der Lichteinfallsseite des Systems begonnen wird. Die zweite Spalte gibt die 

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 EMI3.1 

Claims (1)

1. EMI3.2 <tb> <tb> Brennweite <SEP> halber <SEP> Bildwinkel <tb> f. <SEP> = <SEP> 7, <SEP> 61 <SEP> mm <SEP> (Weitwinkeleinstellung) <SEP> 25, <SEP> 35 <SEP> <tb> f <SEP> = <SEP> 56, <SEP> 98 <SEP> mm <SEP> (Teleeinstellung) <SEP> 3, <SEP> 31 <SEP> <tb> f <SEP> = <SEP> 25, <SEP> 67 <SEP> mm <SEP> (Mitteleinstellung) <SEP> 7, <SEP> 58 <SEP> <tb> Linse <SEP> Radien <SEP> (mm) <SEP> Dicken <SEP> (mm) <SEP> Abstände <SEP> (mm) <SEP> n,.

   <SEP> \) <SEP> <tb> 1 <SEP> R, <SEP> = <SEP> 240,7589 <SEP> Ti <SEP> = <SEP> 1,6510 <SEP> 1,755 <SEP> 27.6 <tb> R2 <SEP> = <SEP> -51, <SEP> 1988 <SEP> <tb> S, <SEP> = <SEP> 0 <SEP> <tb> 2 <SEP> R3 <SEP> = <SEP> 51, <SEP> 1988 <SEP> T2 <SEP> = <SEP> 12, <SEP> 7000 <SEP> 1, <SEP> 620 <SEP> 60, <SEP> 4 <SEP> <tb> R <SEP> = <SEP> 153, <SEP> 6954 <SEP> <tb> S2 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 1016 <SEP> <tb> 3 <SEP> Rs <SEP> = <SEP> 43, <SEP> 6880 <SEP> T3 <SEP> = <SEP> y <SEP> 7g <SEP> g1 <SEP> 55, <SEP> 9 <SEP> <tb> R6 <SEP> =-139, <SEP> 7000 <SEP> <tb> S, <SEP> = <SEP> 4, <SEP> 2875 <SEP> bei <SEP> f. <tb>

   29, <SEP> 5554 <SEP> bei <SEP> f <tb> 22, <SEP> 3952 <SEP> bei <SEP> fm <tb> <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 <tb> <tb> (Fortsetzung) <SEP> : <SEP> <tb> Linse <SEP> Radien <SEP> (mm) <SEP> Dicken <SEP> (mm) <SEP> Abstände <SEP> (mm) <SEP> nD <SEP> v <SEP> <tb> 4 <SEP> R, <SEP> = <SEP> 71, <SEP> 7550 <SEP> T#=0,8128 <SEP> 1,639 <SEP> 55,4 <tb> R#=-16,5100 <SEP> $=6,6294 <tb> 5 <SEP> R2=-24,0030 <SEP> Ts=0,8382 <SEP> 1,620 <SEP> 60,4 <tb> R10=-19. <SEP> 1008 <SEP> S5=0 <tb> 6 <SEP> R11=19.1008 <SEP> T6=3,5052 <SEP> 1,785 <SEP> 25,8 <tb> R12=-59,9948 <tb> S. <SEP> = <SEP> 38, <SEP> 4048 <SEP> bei <SEP> fmin <tb> 2. <SEP> 5857 <SEP> bei <SEP> fmax <tb> 14,2570 <SEP> bei <SEP> fm <tb> 7 <SEP> R13=58,9280 <SEP> T7=0.8890 <SEP> 1,805 <SEP> 25,4 <tb> R,.

   <SEP> = <SEP> -21, <SEP> 7424 <SEP> <tb> S7 <SEP> = <SEP> 0 <SEP> <tb> 8 <SEP> R15=21,7424 <SEP> T#=5,6388 <SEP> 1,641 <SEP> 60,1 <tb> RI, <SEP> = <SEP> 30, <SEP> 2260 <SEP> <tb> S, <SEP> =0,1016 <tb> 9 <SEP> R. <SEP> = <SEP> 22,7203 <SEP> T9=3,1496 <SEP> 1,691 <SEP> 54,9 <tb> R'B <SEP> = <SEP> -93, <SEP> 1672 <SEP> <tb> S9=1,6002 <SEP> bei <SEP> fmin <tb> 12,1514 <SEP> bei <SEP> fmax <tb> 7,6403 <SEP> bei <SEP> fm <tb> 10 <SEP> R19=-45,5168 <SEP> T10=0,7112 <SEP> 1,691 <SEP> 54,9 <tb> R26=-12,8016 <SEP> S10 <SEP> =2,2352 <tb> 11 <SEP> R21=14,6431 <SEP> T11=2,0574 <SEP> 1,805 <SEP> 25,4 <tb> R22=-17,0256 <tb> Sil= <SEP> 11, <SEP> 0490 <SEP> <tb> Blende <tb> S12=3,5560 <tb> 12 <SEP> R23=18,0848 <SEP> T12=3,6576 <SEP> 1,744 <SEP> 44,8 <tb> R24=32,8168 <SEP> S13=1,6002 <tb> 13 <tb> R25=-21,9202 <SEP> T13=0,7112 <SEP> 1,805 <SEP> 25,4 <tb> R26=-16,8656 <tb> R14=0,

   <SEP> 7366 <tb> 14 <SEP> R27=61,2140 <SEP> T14=4,3180 <SEP> 1,805 <SEP> 25,4 <tb> R20=-14,5288 <SEP> S15=0 <tb> <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 <tb> <tb> Fortsetzung <SEP> : <SEP> <tb> Linse <SEP> Radien <SEP> (mm) <SEP> Dicken <SEP> (mm) <SEP> Abstände <SEP> (mm) <SEP> nD <SEP> v <tb> 15 <SEP> R29= <SEP> 14,5288 <SEP> T15 <SEP> = <SEP> 3,2512 <SEP> 1,744 <SEP> 44,8 <tb> R30= <SEP> 26,9494 <tb> Sol6 <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 1270 <SEP> <tb> 16 <SEP> R31= <SEP> 14,7320 <SEP> T16 <SEP> = <SEP> 2,5654 <SEP> 1,734 <SEP> 51,7 <tb> R32= <SEP> -463,9259 <tb> SI <SEP> ? <SEP> = <SEP> 11, <SEP> 4529 <SEP> <tb> (Schnittweite) <tb> wobei in der ersten Spalte die Linsenelemente, numerisch an der Lichteinfallsseite des Systems beginnend, in der zweiten Spalte die jeweiligen Krümmungsradien R, bis R 32 und in der dritten Spalte die axialen Dicken T,

   bis T 16 der Linsenelemente, in der vierten Spalte die Luftabstände S1 bis S'7 zwischen aufeinanderfolgenden Linsenelementen bzw. zwischen Linsenelementen und Blende bzw. zwischen dem letzten Linsenelement und der Nennbildebene, sowie in der fünften und sechsten Spalte die Werte des Brechungsindex nD für die Natrium-D-Linie bzw. der Dispersion (Abbe'sche Zahl) v der optischen Materialien der Linsenelemente angegeben sind.