DE1159179B - Vario lens, consisting of a basic lens and an attachment made up of four elements, the sign of which changes from element to element - Google Patents
Vario lens, consisting of a basic lens and an attachment made up of four elements, the sign of which changes from element to elementInfo
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Description
Vario-Objektiv, bestehend aus einem Grundobjektiv und einem aus vier Gliedern, deren Brechkraftvorzeichen von Glied zu Glied wechselt, aufgebautem Vorsatz Mechanisch kompensierte Aufnahmeobjektive mit veränderlicher Brennweite sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.Varifocal lens, consisting of a basic lens and one of four Links, the sign of the refractive power changes from link to link, built-up attachment Mechanically compensated taking lenses with variable focal length are in various embodiments known.
Das Zustandekommen der Brennweitenveränderung kann so erklärt werden, daß das reelle oder virtuelle Bild eines fernen Gegenstandes, das durch ein Frontglied entworfen wird, durch ein nachfolgendes Glied, einen Variator, bei dessen Verschiebung längs der optischen Achse in einem veränderlichen Maßstab abgebildet wird. Das so erzeugte Bild ist nicht ortsfest, sondern verschiebt sich in bezug auf das Frontglied in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Frontglied und dem Variator längs der optischen Achse. Daher erhält man auf der feststehenden Film- bzw. Plattenebene mittels eines nachfolgenden feststehenden Grundobjektivs nur dann eine stets scharfe Abbildung, wenn man die Änderung des Bildortes des vom Variator entworfenen Bildes kompensiert. Dies kann in der Weise erreicht werden, daß man außer dem Variator noch ein zweites Glied, das das Frontglied, das Grundobjektiv oder ein weiteres zusätzliches Glied sein kann, entlang der optischen Achse verschiebt. Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, daß die zu verschiebenden Glieder unmittelbar aufeinanderfolgen.The change in focal length can be explained as follows: that the real or virtual image of a distant object passed through a front member is designed by a subsequent link, a variator, when it is moved is mapped along the optical axis on a variable scale. That so The image generated is not stationary, but shifts with respect to the front member depending on the distance between the front member and the variator along the optical Axis. Therefore you get on the fixed film or plate plane by means of a The following fixed basic lens only provides an always sharp image, if one compensates for the change in the image location of the image designed by the variator. This can be achieved by adding a second variator in addition to the variator Link, the front link, the basic lens or another additional link can be, shifts along the optical axis. All of these solutions have in common that the links to be moved follow one another directly.
Vario-Objektive,bei welchen bei der Brennweitenänderung das Frontglied feststeht, haben den Vorteil, beim Anstoßen widerstandsfähiger zu sein, da der Stoß keine empfindlichen Kurvenführungen od. dgl. verletzen kann. Die Erfindung bezieht sich auf diese letztgenannte Gruppe von Vario-Objektiven.Vario lenses, in which the front link when the focal length is changed is certain, have the advantage of being more resistant when bumped, since the shock Can not injure any sensitive curves or the like. The invention relates on this latter group of varifocal lenses.
Gegenstand der Erfindung ist ein Vario-Objektiv, bestehend aus einem Grundobjektiv und einem aus vier Gliedern, deren Brechkraftvorzeichen von Glied zu Glied wechselt, aufgebautem Vorsatz, bei welchem Vorsatz, von der Gegenstandsseite her gezählt, das erste und das dritte Glied bei konstanter Objektlage feststehen, während das zweite und das vierte Glied entlang der optischen Achse verschiebbar sind, wobei eine mechanische Vorrichtung zum Verschieben des zweiten Gliedes und des vierten Gliedes des Vorsatzes mit je einer Kurvenführung für jedes dieser Glieder vorgesehen ist, bei deren Betätigung diese Glieder des Vorsatzes in nichtlinearem Zusammenhang so verschoben werden, daß der Bildort nach dem Vorsatz in bezug auf das Grundobjektiv konstant bleibt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das geometrische Mittel des in den Extremstellungen des zweiten Gliedes des Vorsatzes wirksamen Abbildungsmaßstabes, mit welchem dieses zweite Glied das vom ersten Glied erzeugte Bild eines fernen Gegenstandes weiter abbildet, absolut kleiner als 1 ist.The invention relates to a varifocal lens consisting of a Basic lens and one of four members, whose refractive power sign is from member changes to link, built-up intention, with which intention, from the object side counted, the first and the third link are fixed with a constant object position, while the second and fourth members are displaceable along the optical axis are, with a mechanical device for moving the second link and the fourth link of the attachment with a curve guide for each of these links is provided, when actuated, these elements of the intent in non-linear Context are shifted so that the image location according to the intent with respect to the basic objective remains constant, which is characterized in that the geometric Mean of the image scale effective in the extreme positions of the second link of the attachment, with which this second member the image of a distant one produced by the first member Object continues to be absolutely smaller than 1.
Jedes Glied des Vorsatzes besteht in der Regel aus einer Gruppe von Linsen. Die Vorschrift, daß das geometrische Mittel des Abbildungsmaßstabes des zweiten Gliedes absolut kleiner als 1 sein soll, bedeutet, daß das vom zweiten Glied erzeugte Bild ohne Beachtung des Vorzeichens kleiner ist als das vom ersten Glied erzeugte Bild, das der Gegenstand für das zweite Glied ist.Each limb of the intent usually consists of a group of Lenses. The rule that the geometric mean of the image scale of the second term is to be absolutely smaller than 1, means that that of the second term generated image is smaller than that of the first term regardless of the sign generated image that is the object for the second link.
In der Zeichnung sind ein Vario-Objektiv bekannter Art, ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und eine Ausführungsvariante des letzteren unter Verzicht auf die Darstellung der verschiedenen Linsen bzw. Linsengruppen aller vorhandenen Glieder schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein bekanntes Objektiv mit veränderlicher Brennweite der eingangs erwähnten Art, Fig.2 ein Vario-Objektiv gemäß der Erfindung und Fig. 3 eine Ausführungsvariante des in Fig. 2 dargestellten Vario-Objektivs.The drawing shows a known type of varifocal lens, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention and a variant of the latter with waiver on the representation of the various lenses or lens groups of all existing ones Members shown schematically. It shows Fig. 1 a known lens with variable Focal length of the type mentioned at the beginning, FIG. 2 a varifocal lens according to the invention and FIG. 3 shows a variant of the varifocal lens shown in FIG.
In Fig. 1 ist mit O das Grundobjektiv, das in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein kann, mit L1 ein Frontglied, das in der Regel aus einer Gruppe von Linsen besteht, und mit L2 ein dem Frontglied L1 nachfolgendes, in der Regel ebenfalls aus einer Gruppe von Linsen bestehendes Glied bezeichnet. Die Brennweitenänderung kann hierbei wie folgt erklärt werden: Das Frontglied Li ist feststehend, das nachfolgende Glied L2 entlang der optischen Achse verschiebbar gelagert. Das Frontglied L, entwirft von einem fernen Gegenstand ein Bild y,', von welchem das nachfolgende Glied L2 ein Bild y; erzeugt, welches schließlich durch das. Grundobjektiv O weiter nach y3' abgebildet wird. Das vom zweiten Glied L2 erzeugte reelle oder virtuelle Bild y2 ist nicht ortsfest, sondern verschiebt sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Frontglied L, und dem nachfolgenden Glied L2 längs, der optischen Achse. Daher erhält man auf der feststehenden Film- bzw. Plattenebene mittels eines ebenfalls feststehenden Grundobjektivs O nur dann eine stets scharf eingestellte Abbildung y"', wenn man nicht nur das zweite Glied L" sondern entweder auch das Frontglied L, oder däs Grundobjektiv O in einem bestimmten Verhältnis zur Verschiebung des Gliedes L2 verschiebt. Man kann ferner eine Kompensation des Bildortes auch bei feststehendem Frontglied L, und feststehendem Grundobjektiv O erreichen, wenn man ein weiteres, entlang der optischen Achse verschiebbares Glied einführt. Bei den bekannten Ausführungen dieser letztgenanntenArt von Objektiven mit veränderlicher Brennweite folgen die verschiebbaren Glieder aufeinander.In Fig. 1, with O the basic objective, which can be constructed in any suitable manner, with L1 a front element, which usually consists of a group of lenses, and with L2 a following the front element L1, usually also of one Group of lenses called existing member. The change in focal length can be explained as follows: The front element Li is fixed, the following element L2 is mounted such that it can be displaced along the optical axis. The front link L 1 creates an image y ' of a distant object, of which the following link L2 creates an image y; generated, which is finally imaged by the basic objective O further to y3 '. The real or virtual image y2 generated by the second element L2 is not stationary, but shifts along the optical axis as a function of the distance between the front element L and the following element L2. Therefore, on the fixed film or plate plane, by means of a fixed basic objective O, an image y '''is always in focus only if not only the second link L''but also either the front link L or the basic objective O are combined in one shifts certain ratio to the displacement of the link L2. Compensation of the image location can also be achieved with a stationary front element L and a stationary basic objective O if a further element is introduced that can be displaced along the optical axis. In the known designs of this latter type of variable focal length lenses, the sliding members follow one another.
Beim erfindungsgemäßen Vario-Objektiv nach Fig. 2 ist mit Li ein feststehendes Frontglied, mit L2 ein entlang der optischen Achse verschiebbares zweites Glied, mit L3 ein feststehendes drittes Glied, mit L4 ein ebenfalls entlang der optischen Achse verschiebbares viertes Glied des Vorsatzes und mit O das Grundobjektiv bezeichnet. Das feststehende Frontglied L, entwirft von einem fernen Gegenstand ein umgekehrtes Bild y,', welches vom zweiten, verschiebbaren Glied L2 wiederum umgekehrt als Bild y2 abgebildet wird. Dieses Bild y2 wird vom dritten, feststehenden Glied L3 des Vorsatzes nochmals umgekehrt und als Bild y3' abgebildet, das nun vom vierten Glied L4 des Vorsatzes, dem Kompensationsglied, weiter an einen bezüglich des Grundobjektivs 0 festen Ort, und zwar wie dargestellt, vorzugsweise ins Unendliche abgebildet wird. Dieses vierte Bild des Vorsatzes wird vom Grundobjektiv O als Bild y5 in der Film- bzw. Plattenebene abgebildet.In the case of the varifocal lens according to the invention according to FIG. 2, Li is a fixed one Front link, with L2 a second link that can be moved along the optical axis, with L3 a fixed third link, with L4 a likewise along the optical one Axis displaceable fourth link of the attachment and with O denotes the basic lens. The fixed front link L, designs an inverted object from a distant object Image y ', which in turn is reversed from the second, displaceable member L2 as an image y2 is mapped. This image y2 is from the third, fixed link L3 of the The intent is reversed again and shown as image y3 ', that of the fourth link L4 of the attachment, the compensation element, on to one with respect to the basic lens 0 fixed location, as shown, is preferably mapped to infinity. This fourth image of the attachment is taken from the basic lens O as image y5 in the film or plate level shown.
Wählt man hierbei den Abbildungsmaßstab, mit welchem das vom Frontglied L, des Vorsatzes erzeugte Bild yi durch dessen zweites Glied L2, den Variator, abgebildet wird, gemäß der Erfindung absolut kleiner als 1, so wird die durch das zweite Glied L2, den Variator, erzielte Brennweitenveränderung durch das dritte Glied L3 verstärkt. Daß der Abbildungsmaßstab absolut kleiner als 1 sein soll, bedeutet dabei, daß das Bild y2 ohne Bedeutung des Vorzeichens kleiner ist als das Bild y1'. Die verstärkte Brennweitenänderung kommt so zustande, daß bei einer Änderung des Abbildungsmaßstabes, der aber immer absolut kleiner als 1 ist, der Ort des Bildes y2' beim Verschieben des Variators L2 sich relativ zum feststehenden Frontglied L, in der gleichen Richtung verschiebt. Wird dann mit dem feststehenden Glied L3 vom Bild y2 ein umgekehrtes Bild y3 erzeugt, so ergibt die Bildortsverschiebung des Bildes y2 eine Veränderung des Abbildungsmaßstabes durch das Glied L3, die gleichsinnig verläuft wie die Veränderung des Abbildungsmaßstabes mit dem Variator L2. Um also eine Veränderung der Brennweite von ihrer maximalen bis zu ihrer minimalen Größe zu erhalten, braucht man diese nur teilweise durch Verschieben des Variators L2 zu erzeugen, da die Veränderung der Brennweite durch das nachfolgende Glied L, verstärkt wird. Dadurch wird der Verschiebeweg des Variators L, und damit der maximale Abstand zwischen diesem und dem feststehenden Frontglied Li für die gleiche Gesamtveränderung der Brennweite kleiner. Dies ermöglicht es, den Durchmesser des Frontglied Li kleiner zu machen, denn zwischen dem Frontglied Li und dem Variator L, sind die Hauptstrahlneigungen am größten. Eine Verkürzung des benötigten Abstandes zwischen dem Frontglied L, und dem Variator L., wirkt sich somit als Verkleinerung des freien Durchmessers aus.If you choose the image scale with which that of the front link L, the image yi generated by the second element L2, the variator, is shown if, according to the invention, is absolutely smaller than 1, then the value through the second link L2, the variator, amplified the change in focal length achieved by the third link L3. The fact that the reproduction scale should be absolutely smaller than 1 means that the Image y2, regardless of the sign, is smaller than image y1 '. The reinforced The change in focal length comes about in such a way that when the image scale changes, but which is always absolutely smaller than 1, the location of the image y2 'when moving of the variator L2 is relative to the fixed front member L, in the same direction shifts. Then, with the fixed link L3, it becomes an inverted one from image y2 If image y3 is generated, the image displacement of image y2 results in a change of the image scale through the link L3, which runs in the same direction as the change the image scale with the variator L2. So a change in the focal length to get from their maximum to their minimum size, one needs this can only be partially generated by moving the variator L2, since the change the focal length is amplified by the following link L. This will make the Displacement of the variator L, and thus the maximum distance between this and the fixed front link Li for the same total change in focal length smaller. This makes it possible to make the diameter of the front link Li smaller, because between the front link Li and the variator L are the main ray inclinations the biggest. A shortening of the required distance between the front link L, and the variator L., thus acts as a reduction in the free diameter the end.
Außer der hieraus resultierenden Verbilligung der Linsen ergibt dies eine Erleichterung der Korrektur der Aberrationen. Indem die Brennweite des Frontgliedes L, größer gewählt werden kann, wird die relative Öffnung der durchtretenden Strahlenbündel kleiner, weil die Brennweite des Gesamtsystems sich ja aus der Brennweite des Frontgliedes L, multipliziert mit dem Abbildungsmaßstab jeder folgenden Linsengruppe ergibt. Ferner ändert sich der Abbildungsmaßstab beim zweiten Glied L.., nicht um den ganzen Betrag der Brennweitenveränderung des Gesamtsystems.In addition to the resulting cheaper lenses, this is the result a facilitation of the correction of the aberrations. By the focal length of the front link L, can be chosen to be larger, the relative opening of the rays beam passing through smaller, because the focal length of the entire system is derived from the focal length of the front element L multiplied by the magnification of each subsequent lens group results. Furthermore, the image scale changes in the case of the second link L .., not by the whole Amount of change in the focal length of the overall system.
Damit der Verschiebeweg des vierten Gliedes L4 des Vorsatzes und, davon abhängend, der Abstand zwischen dem dritten Glied L3 und dem Grundobjektiv O möglichst klein werden, ist es nötig, den Abbildungsmaßstab des dritten Gliedes L3 absolut so klein zu wählen, wie es mit Rücksicht auf die Korrektur des Öffnungsfehlers des Gliedes L3 möglich ist.So that the displacement of the fourth link L4 of the attachment and, depending on the distance between the third link L3 and the basic lens O to be as small as possible, it is necessary to adjust the image scale of the third link L3 should be chosen to be absolutely as small as it is with regard to the correction of the opening error of the link L3 is possible.
Für verschiedene Lagen des Objektes wird in bekannter Weise das Frontglied Li so verschoben, daß das durch dieses erste Glied L, erzeugte Bild y,' bezüglich der Film- bzw. Plattenebene stets am gleichen Ort bleibt.The front link is used in a known manner for different positions of the object Li shifted so that the image generated by this first member L, y, 'with respect to the film or plate level always remains in the same place.
Bei Beachtung dieser erfindungsgemäßen Bedingungen gelingt es, Vario-Objektive mit kleinen Linsendurchmessern zu berechnen, deren öffnungsverhältnis größer als 1: 2 ist, bei einem maximalen Bildwinkel größer als ±20° und bei einem Verhältnis der maximalen zur minimalen Brennweite größer als 4:1.If these conditions according to the invention are observed, it is possible to produce varifocal lenses with small lens diameters whose aperture ratio is greater than 1: 2, with a maximum angle of view greater than ± 20 ° and with a ratio the maximum to the minimum focal length greater than 4: 1.
Das Vario-Objektiv nach Fig. 3 unterscheidet sich vom Vario-Objektiv nach Fig.2 dadurch, daß das Vorzeichen der Brechkraft jedes der Glieder L1, L2, L3 und L4 des Vorsatzes beim ersteren entgegengesetzt ist wie beim letzteren.The varifocal lens according to FIG. 3 differs from the varifocal lens according to Figure 2 in that the sign of the refractive power of each of the links L1, L2, L3 and L4 of the intent in the former are opposite to those in the latter.
Für die Verschiebung des zweiten Gliedes L., des Variators, und des vierten Gliedes L4, des Kompensationsgliedes, des Vorsatzes ist in oder an der Fassung des Vorsatzes eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung vorgesehen, welche zwei voneinander verschiedene Kurvenführungen, von denen die eine zum Verschieben des Variators L2 und die andere zum Verschieben des Kompensationsgliedes L4 dient, vorgesehen, welche diese Glieder derart in nichtlinearem Zusammenhang verschieben, daß der Bildort des vom Kompensationsglied L4 erzeugten Bildes konstant bleibt, so daß das Grundobjektiv dieses Bild unter Erhaltung der Scharfeinstellung auf die Film- oder Plattenebene weiter abbilden kann.For the displacement of the second link L., the variator, and the fourth link L4, the compensation link, the intent is in or on the socket of the intent a device not shown in the drawing is provided which two different curve guides, one of which is for moving of the variator L2 and the other is used to move the compensation element L4, provided, which move these members in a non-linear context, that the image location of the image generated by the compensation element L4 remains constant, so that the basic lens of this image while maintaining focus on the Can further map film or plate level.
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| DEK45340A DE1159179B (en) | 1961-12-02 | 1961-12-02 | Vario lens, consisting of a basic lens and an attachment made up of four elements, the sign of which changes from element to element |
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| DEK45340A DE1159179B (en) | 1961-12-02 | 1961-12-02 | Vario lens, consisting of a basic lens and an attachment made up of four elements, the sign of which changes from element to element |
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| DE1159179B true DE1159179B (en) | 1963-12-12 |
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| DEK45340A Pending DE1159179B (en) | 1961-12-02 | 1961-12-02 | Vario lens, consisting of a basic lens and an attachment made up of four elements, the sign of which changes from element to element |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1159179B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1279960B (en) * | 1963-10-28 | 1968-10-10 | Raimund Hauser Dr | Photographic or cinematographic lens |
-
1961
- 1961-12-02 DE DEK45340A patent/DE1159179B/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1279960B (en) * | 1963-10-28 | 1968-10-10 | Raimund Hauser Dr | Photographic or cinematographic lens |
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