Lichtstarkes Vario-Objektiv Vano-Objektive bestehen in der Regel aus
einem mehrgliedrigen Grundobjektiv und einem ebenfalls mehrgliedrigen Varioteil;
in letzterem sind zum Zwecke der Brennweitenänderung ein oder mehr Glieder in Richtung
der optischen Achse verschiebbar.Powerful varifocal lens Vano lenses usually consist of
a multi-unit basic lens and a multi-unit vario part;
in the latter, one or more links are in the direction for the purpose of changing the focal length
movable along the optical axis.
Die Erfindung ist gerichtet auf ein lichtstarkes Vario-Objektiv, bei
dem das der Bildebene zugekehrte Grundobjektiv aus vier einzeln in Luft stehenden
Gliedern besteht und der Varioteil ebenfalls aus vier Teilen aufgebaut ist, derart,
daß je ein der Objektseite und dem Grundobjektiv zugekehrtes feststehendes
Positivglied zwei, axial verschiebbare Negativglieder zwischen sich einschließen.The invention is directed to a bright zoom lens, wherein the facing the image plane basic lens of four individually consists in air stationary members and the zooming member is also constructed of four parts such that each one of the object side and the basic lens facing towards fixed positive link two , include axially displaceable negative members between them.
Um bei bekannten Systemen dieser Konstruktion über den gesamten Einstellbereich
möglichst gute Abbildungsleistungen und eingroßesÖffnungsverhältnis - beispielsweise
von etwa 1: 2,8 bis 1: 1,5 - zu erzielen, war bisher stets
ein großer Aufwand an Linsen oder Linsengliederii notwendig, insbesondere für den
Varioteil.In order to achieve the best possible imaging performance and a large aperture ratio - for example from about 1: 2.8 to 1: 1.5 - with known systems of this construction over the entire setting range, a large amount of lenses or lens elements has always been necessary, especially for the vario part .
Für eine wirtschaftliche Fertigung derart leistungsstarker Systeme
lag der Erfindung die Forderung zugrunde, trotz der relativ großen öffnung von
1: 1,8
und guter Fehlerbeseitigung den konstruktiven Aufwand wesentlich zu
verringern. Erreicht wird dies erfindungsgemäß durch die gleichzeitige Einhaltung
der nachfolgenden Bedingungen: a) Sowohl das Grundobjektiv wie auch der Varioteil
bilden je vier einzeln in Luft stehende Glieder, b) das dem Grundobjektiv
zugekehrte ortsfeste Sammelglied und das ihm vorgeordnete verschiebbare Negativglied
des Varioteils sind unverkittete Einzellinsen, und c) das dem objektseitigen feststehenden
Positivglied nachfolgende verschiebbare Negativglied ist als Meniskus ausgebildet,
der seine hohle Außenfläche der ebenfalls hohlen Außenfläche des nachfolgenden Negativgliedes
zukehrt.For an economical production of such high-performance systems, the invention was based on the requirement to substantially reduce the design effort despite the relatively large opening of 1: 1.8 and good error elimination. This is achieved according to the invention by simultaneously adhering to the following conditions: a) Both the basic lens and the vario part each form four individual elements standing in the air, b) the stationary collecting member facing the basic lens and the sliding negative member of the vario part arranged in front of it are non-cemented individual lenses, and c) the displaceable negative member following the positive member on the object side is designed as a meniscus, which faces its hollow outer surface towards the likewise hollow outer surface of the subsequent negative member.
Zur weiteren Behebung chromatischer Rest-Bildfehler und Steigerung
der Bildleistung vorzugsweise in dem längeren Brennweitenbereich (F > 1)
besteht die Erfindung weiterhin darin, daß sich in dem der Objektseite zugekehrten
Vorderglied des Varioteils eine streuende Kittfläche befindet, deren konkave Seite
eben dieser Objektseite zugekehrt ist.To further eliminate residual chromatic aberrations and increase the image performance, preferably in the longer focal length range (F > 1) , the invention also consists in the fact that in the front element of the vario part facing the object side there is a scattering cement surface, the concave side of which faces this object side .
Um auch in dem kleinen Brennweitenbereich (F<
1) die gleiche Abbildungsleistung zu erzielen bzw. zu verbessern, kann erfmdungsgemäß
auch in dem dem Vorderglied nachfolgenden Negativglied eine sammelnde Kittfläche
enthalten sein, deren konkave Seite ebenfalls der Objektseite zugekehrt ist.In order to achieve or improve the same imaging performance in the small focal length range (F < 1) , according to the invention, the negative element following the front element can also contain a collecting cemented surface, the concave side of which also faces the object side.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch in übereinstimmung mit den
nachfolgenden drei Zahlenbeispielen ein System nach der Erfindung in drei Ausführungsformen,
wobei darstellen Fig. 1 bis 3 ein solches Objektiv einfachster Bauart
in Stellung der Glieder bei der kürzesten Brennweite (Fig. 1), bei mittlerer
Brennweite (Fig. 2) und bei der längsten Brennweite (Fig. 3),
Fig. 4 in vergrößertem
Maßstab eine Ausführungsform mit einer Kittfläche im ersten Linsenglied bei mittlerer
Brennweiteneinstellung und Fig. 5 eine gleiche Darstellung einer Ausführungsform
mit einer Kittfläche auch im zweiten - negativen - Linsenglied.The drawing schematically illustrates, in accordance with the following three numerical examples, a system according to the invention in three embodiments, with FIGS. 1 to 3 representing such an objective of the simplest design in the position of the members at the shortest focal length (FIG. 1), at medium focal length ( Fig. 2) and at the longest focal length (Fig. 3), Fig. 4 on an enlarged scale an embodiment with a cemented surface in the first lens element with medium focal length setting and Fig. 5 shows an identical representation of an embodiment with a cemented surface also in the second - negative - Lens member.
In den Darstellungen sind entsprechend den Angaben in den Zahlenbeispielen
die Radien der Linsen L mit r, ihre Dicken und Luftabstände mit d bezeichnet,
die Linsenglieder bzw. Systemgruppen mit 1 bis V. Sämtliche drei Beispiele
betreffen Vario-Objektive der Lichtstärke 1: 1,8 und mit einem Brennweitenbereich
von etwa dem Verhältnis 1: 3,3.
Die Angaben in -den Zahlenbeispielen sind
bezogen auf eine mittlere Brennweitel'=100; die Schnittweites' beträgt darin
37,2.
Zahlenbeispiel 1
+291,94 n F
1 Li r. = +1621,97 di = 31,25 1,71615
53,7
r3 = + 924y46 d2 = 131,58 Luftabstand
(variabel)
11 L2 r4 = +136348 d 3 = 6,25 1,64648
47,5
173,49 d 4 = 50,20 Luftabstand (variabel)
III La d5 = 6,25 1,62410 36,1
d 6 = 87,01 Luftabstand (variabel)
IV L4 r7 +587,81 d 7 12,50 1,52010 65,0
r. -225362 d 25,00 Luftabstand
r" +9101 8
L5 rio +250j05 d9 11,69 1,68081
55,3
ril +57,13 dio 0,50 Luftabstand
L6 dl, 28,75 1,69400 54,6
V d12 0,81 Luftabstand
L7 r13 - 424,87 dis 16,38 1,76846
26,8
r14 +32,67 d14 20,13 Luftabstand
LA ri, # +59,04 d15 18,07 1,67341
46,9
ri, = - 168,78
Id 446,37
Alle vier Glieder sowohl des Grundobjektivs V wie die des vorgeordneten Varioteils
1 bis IV sind hiernach aus Einzellinsen L, bi.s; L, aufgebaut, wobei
das dem objektseitigen feststehenden Positivglied 1
nachfolgende verschiebbarr,
Negativglied 11 als Meniskuslinse ausgebildet ist, die ihre hohle Außenfläche
r4 der ebenfalls hohlen Außenfläche r. des nachfolgenden Negativgliedes Ill zukehrt,
das gleichfalls als Einzellinse ausgebildet ist.In the representations, in accordance with the information in the numerical examples, the radii of the lenses L are denoted by r, their thicknesses and air gaps with d , the lens elements or system groups with 1 to V. All three examples relate to varifocal lenses with a luminous intensity of 1: 1.8 and with a focal length range of about the ratio 1: 3.3. The information in the numerical examples are based on an average focal length '= 100; the intersection 'is 37.2. Numerical example 1
+291.94 n F.
1 Li r. = +1621.97 di = 31.25 1.71615 53.7
r3 = + 924y46 d2 = 131.58 air gap (variable)
11 L2 r4 = +136348 d 3 = 6.25 1.64648 47.5
173.49 d 4 = 50.20 air gap (variable)
III La d5 = 6.25 1.62410 36.1
d 6 = 87.01 air gap (variable)
IV L4 r7 +587.81 d 7 12.50 1.52010 65.0
r. -225362 d 25.00 air clearance
r " +9101 8
L5 rio + 250j05 d9 11.69 1.68081 55.3
ril +57.13 dio 0.50 air gap
L6 dl, 28.75 1.69400 54.6
V d12 0.81 air gap
L7 r13 - 424.87 dis 16.38 1.76846 26.8
r14 +32.67 d14 20.13 air gap
LA ri, # +59.04 d15 18.07 1.67341 46.9
ri = - 168.78
Id 446.37
All four members of both the basic objective V and those of the upstream vario part 1 to IV are hereinafter made up of individual lenses L, bi.s; L, with the displaceable, negative member 11 following the positive member 1 on the fixed side of the object being designed as a meniscus lens, which has its hollow outer surface r4 on the likewise hollow outer surface r. of the following negative member III, which is also designed as a single lens.
Zur weiteren Behebung etwa noch restlicher chromatischer Bildfehler
ist gemäß dem nachfolgenden Zahlenbeispiel 11 und Fig. 4 der Zeichnung in
dem der Objektseite zugekehrten Vorderglied I eine Kittfläche streuender Wirkung
vorgesehen, deren konkave Seite eben dieser Objektseite zugekehrt ist.
Zahlenbeispiel 11
ri = +282,01 n
1 Li r. = -624,89 d, = 43,74
1,62033 54,8
L2 r3 = + 15 872,12 d 2
= 9,37 1,76864 26,8
r4 = +944,19 da # 132,85 Luftabstend
(variabel)
11 La d = 6,25 1,62287 60,1
4
r.. = +132,61 d 5 = 51,93 Luftabstand (variabel)
111 L4 r6 = -173,43 d6 = 6,25 1,62287 60,1
r7 = 00 d7 = 90,17 Luftabstand (variabel)
IV L5 r. = +587,61 ds = 12,50
1,52010 65,0
r. = -225,55 d 9 = 25,00 Luftabstand
Lri -rio # +90,98 dio = 11,69 1,68081 55,3
rii = +24 , dil = 0,50 Luftabstand
L7 r12 = +57,11 d12 = 28,74 1,69400
54,6
V ris diä = 0,81 Luftabstand
LA r14 = -424,73 d 14
= 16,37 1,76846 26,8
r15 = +32,66 d 15 = 20,12 Luftabstand
LD ri, = +59,02 d 16 = 18,06 1,67341
46,9
r17 = -168,73
Id = 474,35
in übereinstimmung mit Fig. 5 der Zeichnung zeigt das nachfolgende
Zahlenbeispiel Ill eine weitere Ausführungsform, gemäß der auch in dem dem Vorderglied
1 nachfolgenden Negativglied 11 eine Kittfläche (r.,) eingeführt ist,
die sammelnd wirkt und deren konkave Seite ebenfalls der Objektseite zugekehrt ist.
Damit wird, wie eingangs erwähnt, eine weitere Beseitigung etwa noch vorhandener
chromatischer Rest-Bildfehler und eine Bildleistungssteigerung insbesondere in dem
kleineren Brennweitenbe,reich erzielt.
Zahlenbeispiel 111
r, = +270,37
1 Li r. = -438,45 d, = 50,01
1,62067 49,5
r 3 = + 15 883,63 d2 = 9,38 1,76846 26,8
r4 = +944,50 da = 122,08 Luftabstand
(variabel)
L, d = 21,88 1,76846 26,8
3 r. = -375,06 4
L4 r6 = +l11,99 d 5 = 6,25 1,62287 60,1
r7 = 173#49 d6 = 49,88 Luftabstand (variabel)
III L5 d7 = 6,25 1,62410 36,1
8 ds = 96,89 Luftabstand (variabel)
IV LG r. = +587,81 d 9 = 12,50 1,52010 65,0
r.. = -225,62 dio = 25,00 Luftabstand
L7 ril = +91,01 dil = 11,69
1,68081 55,3
r12 = +250,04 (112 = 0150 Luftabstand
ri, = +57,13 d 13 = 28,75 1,69400
54,6
V r14 = 00 d 14
= 0,81 Luftabstand
ri, = -424,87 d 15 = 16,38 1,76846
26,8
r 16 = +32,67 d16 = 20,13 Luftabstand
Lio r17 = +59,04 d17 = 18,07 1,67341 46,9
r" = - 168,78
Y,d = 496,45
To further eliminate any remaining chromatic aberrations, according to the following numerical example 11 and FIG. 4 of the drawing, a cemented surface with a scattering effect is provided in the front element I facing the object side, the concave side of which faces this object side. Numerical example 11
ri = +282.01 n
1 Li r. = -624.89 d, = 43.74 1.62033 54.8
L2 r3 = + 15 872.12 d 2 = 9.37 1.76864 26.8
r4 = +944.19 da # 132.85 Luftabstend (variable)
11 La d = 6.25 1.62287 60.1
4th
r .. = +132.61 d 5 = 51.93 air gap (variable)
111 L4 r6 = -173.43 d6 = 6.25 1.62287 60.1
r7 = 00 d7 = 90.17 air gap (variable)
IV L5 r. = +587.61 ds = 12.50 1.52010 65.0
r. = -225.55 d 9 = 25.00 air gap
Lri -rio # +90.98 dio = 11.69 1.68081 55.3
rii = +24 , dil = 0.50 air gap
L7 r12 = +57.11 d12 = 28.74 1.69400 54.6
V ris diä = 0.81 air gap
LA r14 = -424.73 d 14 = 16.37 1.76846 26.8
r15 = +32.66 d 15 = 20.12 air gap
LD ri, = +59.02 d 16 = 18.06 1.67341 46.9
r17 = -168.73
Id = 474.35
in accordance with Fig. 5 of the drawings the following numerical example Ill shows a further embodiment in which also in the said front member 1 subsequent negative element 11, a cementing surface (r.,) is inserted, which acts collecting and whose concave side is also the object side faces . As mentioned at the beginning, this achieves a further elimination of any residual chromatic image errors that may still be present and an increase in image performance, particularly in the smaller focal length range. Numerical example 111
r, = +270.37
1 Li r. = -438.45 d, = 50.01 1.62067 49.5
r 3 = + 15 883.63 d2 = 9.38 1.76846 26.8
r4 = +944.50 da = 122.08 air gap (variable)
L, d = 21.88 1.76846 26.8
3 r. = -375.06 4
L4 r6 = + l11.99 d 5 = 6.25 1.62287 60.1
r7 = 173 # 49 d6 = 49.88 air gap (variable)
III L5 d7 = 6.25 1.62410 36.1
8 ds = 96.89 air gap (variable)
IV LG r. = +587.81 d 9 = 12.50 1.52010 65.0
r .. = -225.62 dio = 25.00 air gap
L7 ril = +91.01 dil = 11.69 1.68081 55.3
r12 = +250.04 (112 = 0150 air gap
ri, = +57.13 d 13 = 28.75 1.69400 54.6
V r14 = 00 d 14 = 0.81 air gap
ri, = -424.87 d 15 = 16.38 1.76846 26.8
r 16 = +32.67 d16 = 20.13 air gap
Lio r17 = +59.04 d17 = 18.07 1.67341 46.9
r " = - 168.78
Y, d = 496.45