DE2408860A1

DE2408860A1 - Objektivlinsensystem in retrofokusbauweise

Info

Publication number: DE2408860A1
Application number: DE19742408860
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Nakamura
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1973-02-27
Filing date: 1974-02-23
Publication date: 1974-08-29
Also published as: JPS49113622A; US3923369A; JPS5425810B2

Description

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Minolta Camera Kabushiki Kaisha
Osaka Kokusai Building, 30, 2-chome, Azuchimachi, Higashi-ku,
Osaka-shi, Osaka-fu (Japan)

Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise zur Verwendung^&iner Kamera und speziell auf ein System, das die Aberration verbessert, wenn die Kamera auf eine kurze Entfernung fokussiert ist.

Bei Weitwinkellinsen, die in einer einäugigen Spiegeireflexkamera verwendet werden, ist es erforderlich eine hintere Brennweite vorzusehen mit einer Länge, die über die vorgegebene Länge hinausgeht, in dem Versuch,den Kontakt beweglichen Spiegel mit der objektseitigen Oberfläche der Objektlinse zu vermeiden, und zwar sogar dann, wenn die Brennweite des gesamten Linsensystems verhältnismäßig kurz ist. Es ist bekannt, daß mit dieser Zielsetzung eine Objektivlinse in Retrofokusbauweise für eine solche Anwendung gebraucht wird. · '

Ein Objektivlinsensystem der Retrofokusbauweise dieser Art, hat den Nachteil, daß die Schärfe des Bildes der mittleren Zone so gut wie an den Rändern dadurch beeinträchtig wird

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und dabei mißlingt das Bild,-wenn das Objektivlinsensystem auf ein Objekt fokussiert wird, daß sich in einer kurzen Entfernung von der Kamera befindet, weil bei dieser Anordnung der betreffenden Linse eine nichtsymmetrische Licht- ' stärke im Hinblick auf die Blende erhalten wird. ·

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Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist ein Objektivlinsensystem vorgeschlagen worden, in welchem ein variabler Raum zwischen den eigentlichen Linsen vorgesehen ist, so daß zum Fokussieren einer Objektivlinse_; eingestellt, auf eine kurze Entfernung, das vollständige Linsensystem um eine vorgegebene Entfernung in Richtung auf die Objektseite zu bewegt, wodurch der vorgenannte Raum verändert wird, in Zusammenwirkung mit der vorgenannten Vorwärtsbewegung des Systems, wodurch das verschlechterte Bild verhindert wird, d.h. die verstärkte ^ Bildfeldwölbung oder der Astigmatismus.

Ein derartiges Objektivlinsensystem ermöglicht jedoch nur einen teilweisen Erfolg, und zwar soweit es sich um die Kompensation von verstärker Bildfeldwölbung und Astigmatismus bezieht, jedoch ermöglicht dieses System nicht, die verstärke Komaaberration zu kompensieren, nämlich das Komafeuer was zur Folge hat, daß die Aufnahme eines kontrastreichen Bildes mißlingt. Weiterhin ist ein Objektivlinsensystem vorgeschlagen worden (japanische Patentanmeldung Nr. 24730/1973), in welchem ein Luftspalt innerhalb des Objektivlinsensystems und ein weiterer Luftspalt, der die Blende einschließt, so

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vorgesehen werden, daß sie in Zusammenwirkung mit der Bewegung der 'Linsen zum Fokussieren des gesamten Linsensystem bewegbar sind. Diese Anordnung, ist aber insofern nachteilig, als die Möglichkeit des Eindringens von Staub in die'Blendenvorrichtüng besteht,.wenn die Einstellung des variablen Abstandes der Linse zum Zeitpunkt des Aufbaus erfolgt und insoweit als die· glatte, stoßfreie Betätigung der Blendenvorrichtung möglicherweise beeinträchtigt wird.

Die der Erfindung.zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Objektivlinsensystems in Retrofokusbauweise, das frei ist von der Bildfeldwölbung und einem verstärkten Astigmatismus, sowie einer verstärkten Koma, wenn eine Fokussierung auf ein Objekt in einer kurzen Entfernung vorgenommen wird. Ferner ermöglicht das Objektivlinsensystem gemäß der Erfindung, den Luftspalt, der die Blende einschließt und zwischen den Linsen markiert ist, konstant aufrechtzuerhalten und außerdem ein Bild zu garantieren, daß einen stark verbesserten Kontrast über den gesamten Bildbereich · zeigt, wenn eine.Fokussierung auf ein Objekt geringer Entfernung erfolgt. '. ·

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Objektivlinsensystem zu schaffen, das eine kurze Brennweite des gesamten Linsensystems aufweist und eine hintere Brennweite von einer Länge, die größer ist, als deren vorgegebene Länge in Bezug auf das gesamte Linsensystem, so daß sogar bei einer Fokussierung auf eine kurze Entfernung ein Bild von einem

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hohen verbesserten Kontrast über den gesamten Bildbereich erhalten werden kann und dennoch die verschiedenen Aberrationen gut kompessiert werden können.

Ferner ermöglicht das Objektivlinsensystem gemäß der Erfindung den Luftspalt, der die Blende einschließt, konstant zu halten, während zwei Luftspalte zwischen jedem von zwei Sätzen von zwei benachbarten Sammellinsen markiert sind, zum Variieren in Kooperation mit der Vorwärtsbewegung des gesamten Linsensystems, wobei, eine Nachstellvorrichtung geschaffen, durch welche ein beeinträchtigtes Bild verhindert wird, wenn das Objektivlinsensystem auf eine kurze Entfernung fokussiert wird.

Eine weitere Aufgabe liegt in der Schaffung eines Objektivlinsensystems in Eetrofokusbauweise mit einer Brennpunkteinstellvorrichtung, in welcher ein photographisches Objekt, das eine bestimmte Tiefe aufweist, d.h. Teile von diesen nicht in derselben Ebene liegen, in der gleichen Ebene in befriedigender Weise, mittels der Objektivl'insen in Eetrofokusbauart fokussiert werden kann.

Die vorgenannten Merkmale und weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erster Luftspalt zwischen wenigstens zwei benachbarten Samellinsen auf der Objektseite innerhalb eines die Blende aufnehmenden Luftraumes vorgesehen ist und ein zweiter Luftspalt zwischen einer an der Bildseite angeordneten Sammellinse und einer benachbart dazu in Richtung des Objekts angeordneten zweiten Samellinse·, sowie ein vollständiges Linsensystem, das von der Objektseite her in eine erste., zweite und dritte Linsengruppe unterteilt ist, wobei die Abstände unter diesen Gruppen konstant gehalten werden, mittels des ersten und zweiten Luftspaltes? und wobei ferner Mittel zum Bewegen der ersten und dritten Linsengruppe gemeinsam entlang der optischen Achse vorgesehen sind, und zum Bewegen der zweiten Linsengruppe im Zusammenwirken mit den übrigen Linsen- " gruppen mit einer Geschwindigkeit, die unterschiedlich ist von der.Geschwindigkeit der übrigen Linsen wodurch die verstärke Aberration des gesamten Linsensystems bei Fokussierung auf eine kurze Entfernung durch den ersten und zweiten Luftspalt, die entlang der optischen Achse veränderlich sind, kompensiert wird.

Der vorgenannte erste und zweite variable Luftspalt schließt keine Blende ein, während die Blende in einem anderen Luftraum angeordnet ist, der jederzeit konstant gehalten wird, wodurch eine Adhäsion von Staub vermieden wir-d.

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Der vorgenannte erste und zweite variable Luftspalt dA und dB ist vor und nach dem vorgenannten Luftspalt, der die Blende aufnimmt, vorgesehen. Außerdem, sogar wenn die vorgenannten Luftspalte verändert werden, werden,wenn ein axiales Lichtbündel im wesentlichen parallel .mit der optischen Achse in die vorgenannten Luftspalte eintritt, die Brennweite des gesamten Linsensjstems, die F-Zahl_ und die hintere Brennweite nicht beeinflußt, während die von der Achse weg Aberration beeinflußt wird, wenn das System auf eine kurze Entfernung fokussiert wird. Die Beobachtung der Charakteristiken von veränderten Luftspalten enthüllt verschiedene Arten von Aberrationen, und zwar dient der veränderliche Luftspalt dA zu der Kompensation des Astigmatismus,und der Bildfeldwölbung, ohne Beeinflussung der Brennweite des gesamten Linsensystems, der F-Zahl, der hinteren Brennweite und dergl. und der Lichtspalt dB unterstützt die Kompensation der Komaabaration ohne Beeinflussung der vorgenannten verschiedenen Aberrationen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß diese drei Aberrationen, die bei Fokussierung auf eine kleine Entfernung entstehen, zur gleichen Zeit kompensiert werden können durch Veränderung der beiden variablen Luftspalte dA und dB, durch ein Objektivlinsensystem der\in Retrofokusbauweise erhalten wird, das eine ausgezeichnete Fokussierungscharakteristik präsentiert, sogar unter der Bedingung, daß die Blende geöffnet ist.

Die vorgenannten beiden Luftspalte dA und dB können wie folgt erreicht werden:

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Vorausgesetzt die Brennweite des gesamten Linsensystems beträgt f, die Brennweite der ersten Linsengruppe (I) f- und die Brennweite der zweiten Linsengruppe (H)_-^-, dann sollte die vorgegebene Beziehung unter den verschiedenen Brennweiten aufrechterhalten werden, nämlich

-0.25/f^ Vf₁ < -0.45/f «... (a) -0.25/f^ Vf₉ < 0.23/f ... (b).

Scgarbei Fehlen der vorgenannten Beziehung innerhalb des Objektivlinsensystems ist es leicht, Luftspalte einzurichten, auf welche nach . Verschiebung oder Spaltung der Linse, in geeigneter Weise die vorgenannte Beziehung zutrifft, demgemäß ist es ein weiteres Merkmal vorliegender Erfindung, daß das erfüLungsgemäße System auf jede Art eines Objektivlinsensystems in Retrofokusbauweise angewendet werden kann.

Zusammenfassend sei ausgeführt, daß sich die Erfindung auf ein Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise bezieht, mit wenigstens zwei benachbarten Sammellinsen auf der Objektseite in einem Luftraum, der die Blende umfaßt, und zwei weiteren Sammellinsen, die am nächsten zur Objektseite angeordnet sind. Das -vollständige Linsensystem ist in drei Linsengruppen (I, II, III) geteilt, und zwar durch zwei Luftspalte dA und dB zwischen jeweils zwei der vorgenannten Sätze benachbarter Sammellinsen, wobei die vorgenannte objektseitige erste Linsengruppe so gut wie die objektseitige dritte Linsengruppe gemeinsam in Zusammenwirkung mit der Fokussierung entlang der optischen Achse bewegt werden kann, während die zweite dazwischenliegende zweite Linsengruppe (II) mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die unterschiedlich von der der ersten und dritten Gruppe ist, wodurch die Luftspalte dA und dB variiert werden, um die von der Fokussierung auf eine kurze Entfernung herrührende verstärkte Aberration zu kompensieren.

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Ausführungsbeispiele der Beschreibung werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Prinzip des Objektivlinsensystems in Retrofokusbauweise' gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer möglichen Ausführungsform einer auf der Objektivlinse gelagerten Linse gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Objektivlinsensystems gemäß, der Erfindung,

Fig. 4 grafische Darstellungen von Aberrationskurven mit dem Brennpunkt im Unendlichen, wobei Fig.4a sich auf die sphärische Aberration bezieht, Fig. 4b auf den Astigmatismus und die Bildfeldwirkung und

Fig. 4c auf die Aberation durch Koma,

Fig. 5 graphische Darstellungen von Aberationskurven bei kurzer Brennweite, bei einer Vergrößerung von 0,139, wobei der erste und zweite variable Spalt in der vorgenannten Ausführungsform noch verändert ist, wobei Fig. 5 a sich auf die sphärische Aberation, Fig. 5 b auf den Astigmatismus und die Bildfeldwirkung und Fig. 5 c sich auf die Koma bezieht,

Fig. 6 graphische Darstellungen von Aberationekurven bei Fokussierung von einem unendlichen Punkt auf eine kurze Entfernung ohne Änderung des ersten und zweiten variablen Luftabständes, wobei Fig. 6 a sich auf die sphärische Aberation, Fig. 6 b auf den Astigmatismus und die Bildfeldwirkung und Fig. 6 c auf die Koma bezieht und

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Fig. 7 graphische Darstellungen von Aberrationskurven bei Fokussierung von einem unendlichen Punkt auf eine kurze Entfernung bei einer Vergrößerung von 0,139 ohne Änderung des ersten imd zweiten variablen Luftspaltes in der oben genannten Ausführungsform, wobei Fig. 7a sich auf die syrische Aberration, Fig. 7b auf den Astigmatismus und die Bildfeldwirkung und Fig. 7c auf das Koma bezieht.

Fig. 1 zeigt eine. Blockdarstellung der fundamentalen Anordnung des Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher ein erster Luftspalt dA zwischen den beiden auf der Objektseite gelegenen Sammellinsen' vorgesehen ist, in einem anderen Luftspalt, der die Blende D einschließt und ein zweiter Luftspalt dB zwischen der Sammellinse III, die am weitesten rechts außen gelegenist und der Sammellinse IIC, die benachbart, aber zu der Objektseite hin gerichtet ist. Das gesamte Linsensystem in der Retrofokusbauweise ist durch den vorgenannten ersten und zweiten Luftspalt dA und dB in eine erste Linsengruppe (I), bestehend aus der Zerstreuungslinse (IA) und der Sammellinse (IB), die ihrerseits in Abhängigkeit von der Entfernung zum Gegenstand angeordnet sind, eine zweite Linsengruppe (II), bestehend aus der Sammellinse (ILA) einer Zerstreuungslinse (IIB) und einer Sammellinse (IIC), und einer dritten Linsengruppe (III), bestehend aus einer einzigen Sammellinse (III), wobei die Abstände zwischen den vorgenannten Linsengruppen konstant gehalten sind. -

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-IQ-

Vorausgesetzt die Brennweite des gesamten Linsensystems der in Retrofukusbauweise ist f, die Brennweite der ersten Linsengruppe (I) ist f., und die Brennweite der zweiten Linsengruppe ist f₂t wenn die folgenden Beziehungen aufrechterhal-' ten werden:

-0.25/f < Vf₁ <. 0.45/f ... (a) . -0.25/f < Vf₂< 0.45/f ... Cb)

dann bleibt die Brennweite, die F-ZaJiI, der hintere Fokus und das gleiche von dem gesamten Linsensystem konstant, sogar wenn die Luf tspaltei dA und dB geändert werden.

Wenn diese Linsen entlang der optischen Achse zum Fokusderen bewegt werden, werden die erste Gruppe (I) und die dritte Gruppe (III) gemeinsam bewegt, während die zweite •Linsengruppe (II) mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die unterschiedlich ist von der der Gruppe (I) und (III) in Kooperation mit den Bewegungen der Gruppe (I) und (III), wobei der vorgenannte erste Luftspalt dA und der zweite Luftspalt dB geändert werden, so daß die Bildf eldwolltung und der' Astigmatismus, herrührend von einer kurzen Entfernungseinstellung kompensiert wird durch den ersten veränderlichen Luftspalt dA und die Koma.durch den zweiten Luftspalt dB.

Die vorgenannte Beziehung (a) ist für den ersten veränderlichen Luftspalt dA , um wirksam die positive Durchbiegung des Astigmatismus und der Bildfeldwirkung kompensieren zu können, die erzeugt werden, wenn das gesamt Linsensystem auf eine kurze Entfernung fokussiert wird. Wenn die obere Grenze überschritten ist, wird eine gringe Konvergenz des

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Lichtes von einem Qbjektpunkt auf der Achse erreicht, wenn das Licht von der ersten Gruppe ausgestrahlt ist, was zu dem Ergebnis fahrt, daB eine größere' Änderung des Aberationsfehlers und der koinati sehen Aberati on vorgenommen wird, wenn der erste veränderliche Luftspalt dA verändert wird. Andererseits, wenn die untere Grenze überschritten wird und das Licht von einem Objektpunkt auf der Achse ausgestrahlt wird von der ersten Gruppe (I)_f' resultiert daraus eine geringe Divergenz so daß die Änderung der Komaaberration größer wird in ihrem Bereich mit der Änderung des ersten variablen Luftspaltes dA, während das nach außen orientierte Koma vergrößert wird, das erzeugt wird luareli ein Fokussieren der gesamten Linsengruppe · auf eine kurze Bistanz;. Weiterhin, sogar wenn die untere und obere Grenze überschritten wird, wird die Brennweite oder der hintere Fokus_äes gesamten Linsensystems verändert, und zwar durch die Veränderungen der beiden variablen Luftspalte dA und dB mit einer folgenden größeren Veränderung in der sphärischen Aberration. Außerdem kann eine Kompensation für des Astigmatismus uineL die Bildfeldwirkung nicht bewirkt werden.

Die vorgenannte Beziehung Cb) ist für den zweiten veränderlichen Luftspalt iB um eine wirksame Kompensation für die Aüßenorientierung der Komaaberration zu erreichen, welche erzeugt wird, wenn das gesamte Linsensystem auf eine kurze Entfernung fokussiert wird. Wenn die untere Grenze davon überschritten wird_t so resultiert daraus eine geringe Konvergenz des Lichtes, wenn das Licht von einem Objektpunkt auf 'der Achse von der zweiten Linsengruppe (II) ausgestrahlt wird, während eine größere Änderung des Astigmatismus erfolgt,

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wodurch eine Kompensation für den Astigmatismus durch Veränderung des ersten LuftSpaltes dA verhindert wird. Andererseits, wenn die untere Grenze überschritten wird, so wird eine geringe Divergenz des Lichtes erreicht, wenn das Licht von der zweiten Linsengruppe (II) ausgestrahlt wird, während dadurch eine größere Änderung in Astigmatismus'aer chromatischen Abaration erfolgt. Weiterhin, sogar wenn entweder die untere oder die obere Grenze überschritten wird, wird die Brennweite oder der hintere Brennpunkt des gesamten Linsensystems geändert, herrührend von der Änderungen in beiden variablen Luftspalten dA und dB mit folgendem größeren Einfluß auf die sphärische Aberration.

Mit anderen Worten, die vorgenanrten Beziehungen oder Erfordernisse (a) und (b) sind für ein, auf der Achse befindliches Lichtbündel, das durch beide veränderliche Lichtspalte dA und dB hindurchtritt, also für ein Lichtbündel, das parallel mit der optischen Achse verläuft und die vorgenannte Beschreibung bezieht sich auf den Fall, in dem die Eetrofokuslinse gemäß der Torliegenden Erfindung einen scharfen Brennpunkt präsentiert, auf einem Film rechtwinklig zu optischen Achse, für die Abbildung eines Objektes, das sich in einer gegebenen Entfernung befindet und lokalisiert ist und auf einer Ebene rechtwinklig zur optischen Achse, wie es in dem Fall mit den konventionellen photographischen Linsen gegeben ist. Die vorgenannte Beschreibung weiterhin bezieht sich auf eine Lösung von diesem Problem, d. h. wodurchK^ie zweite Linsengruppe (II) mit einer Geschwindigkeit bewegt(wirdlt die verschieden ist 'von der der ersten und dritten Linsengruppe (I) und (III) in Kooperation mit der gemeinsamen Bewegung der ersten und dritten Linsengruppe (I) und (III). Allgemein kommt es häufig vor

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eine Aufnahme von einem Objekt zu machen, das dreidimensional in der Form oder Gestalt ist, d.h. daß eine gewisse Abmessung in der Tiefe gesehen aufweist. In solch einem Fall ist ein Objektivlinsensystem, was besonders darauf gerichtet ist, photographische Aufnahmen von zweidimensionalen photographischen Objekten zu machen, nicht immer empfehlenswert.

Zum Beispiel, in dem Fall, in dem ein Subjekt oder das Hauptobjekt angeordnet ist, in der Mitte einer Szenerie und ein Hilfsobjekt ist an den gegenüberliegenden Ecken oder an einer Ecke der Szenerie angeordnet, und zwar in einer nahen oder weiten Entfernung von der Kamera und dazu in dem Fall, wo die Entfernung von dem Hauptobjekt zum Hilfsobjekt die Tiefenschärfe (object depth) der Objektivlinse überschreitet, mißlingt dem vorgenannten Objektivlinsensystem eine gute Aufnahme, welches eine ausgeprägte abgegrenzte Charakteristik bei zweidimensionalen . Objekten aufbringt. Vielmehr ist es vorzuziehen, daß eine positive oder negative Bildfeldwölbung in der Objektivlinse verbleibt. Auf diese Weise kommen scharfe Bilder von dem Hauptobjekt (subject) und dem Hilfsobjekt durch geeignete Änderung^der Bildfeldwölbung erhalten werden.

Das Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise und die Brennpunkteinstellvorrichtung gemäß der.Erfindung können die Bildcharakteristik der Objektivlinse verändern, die befähigt ist eine Aufnahme der vorgenannten Szene zu bewirken. Mit dieser Zielsetzung, und zwar zusätzlich, aber getrennt von dem Arangement von der Einrichtung zum Fokussieren, in welchem die zweite Linsengruppe (II) mit einer von der ersten und dritten Gruppe (I) und (II) unterschiedlichen Geschwindigkeit bewegt wird, aber in Kooperation mit den Bewegungen der ersten und

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dritten Linsengruppe, eine Bildcharakteristikeinstellvorrichtung von einer solchen Art geschaffen'ist, in welcher die zweite Linsengruppe (II) allein relativ zu der ersten und · dritten Linsengruppe (I) und (III) bewegt werden kann, wobei die gewünschte Bildcharakteristik erreicht wird.

Gemäß der Fokuseinstellvorrichtung sei nun im Detail noch folgendes bemerkt, die erste Linsengruppe (I) und die dritte Linsengruppe (III) werden relativ zu dem Hauptobjekt bewegt, während die zweite Linsengruppe mit einer, von der ersten und dritten Jinsengruppe unterschiedlichen Geschwindigkeit bewegt wird, in Kooperation mit deren Bewegungen, nach denen gemäß der Bildcharakteristikeinstellvorrichtung die zweite Linsengruppe (II) allein geringfügf^/wird, wodurch der erste variable Luftspalt dA geändert wird und der zweite variable Luftspalt dB zur Erzeugung eines gewissen Masses von einer Bildfeldwölbung mit dem Ergebnis, daß beide, das Hauptobjekt und das Hilfsobjekt ausreichend fokussiert werden können.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Linsenlagerung, die es ermöglicht die vorgenannten Bewegungen durchzuführen, in welcher die Lagerung resp. die Linse, die in Fig. 1 erfaßt ist, gezeigt ist.

Die Linsenlagerung hat einen ersten inneren Zylinder 1, der die erste Linsengruppe (I) und die dritte Linsengruppe (III) festhält, während der erste innere Zylinder 1 mit einer linear verlaufenden Nut 2,.die sich parallel zur optischen Achse erstreckt, ausgestattet ist und mit einer Öffnung 3 von einer

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breiten ringförmigen Gestalt. Ein zweiter innerer Zylinder ist gleitbar entlang der optischen Achse in dem ersten inneren Zylinder 1 angeordnet. Dieser innere Zylinder 4 hat einen ersten Betätigungsstift 5, der aus- der linearen Nut-2 hervorragt und diese durchsetzt.

Markiert in der inneren Umfangsflache des Einstellringes 6, der ein Innengewinde aufweist, zum Eingriff mit dem Gewinde an der Aussenumfangsflache des ersten inneren Zylinders 1, ist eine Führungsnut?von Spiralform, ' in welche die■Spitze des vorgenannten Betätigungsstiftes 5 in. 'Verschiebeverbindung eingepaßt wird. .

Ein Führungsstift 14 ragt in Eichtung der optischen Achse hervor und ist eingepaßt in- eine Führungsnut 13, in der festen Linsenfassung 12, die mit einem Innengewinde versehen ist, das in Eingriff kommt mit einem Gewinde an der äußeren Umfangsflache des vorgenannten Einstellringes 6. Der Gewindeeingriff der vorgenannten Festlinsenfassung 12 mit dem Einstellring 6 so gut wie auch die Gewindeverbindung von dem ersten inneren Zylinder 1 mit dem Nachstellring 6 hat einen ersten schraubenartigen Mechanismus IL, wodurch die Drehung des Einstellringes 6 relativ zu der

wir φ festen Linsenfassuhg 12 verursacht,-'daß der erste innere Zylinder 1 sich in Richtung der optischen Achse bewegt, wobei der innere Zylinder 1 nicht rotierbar relativ zu der festen Linsenfassung 12 ist. Dadurch wird die erste Linsengruppe (I) und die dritte Linsengruppe (III) in Eichtung auf

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die optische Achse bewegt und dann bewegt sich der erste Betätigungsstift 5 in Richtung auf die optische Achse, bedingt durch die Führungsnut 7 undjdie lineare Nut 2. Dadurch wird der zweite innere Zylinder 4 in Richtung der optischen Achse bewegt.

Der dritte innere Zylinder 8, der in Schraubverbindung mit dem zweiten inneren Zylinder 4 und dem zweiten schraubenartigen Mechanismus Ho steht, hält die zweite Linsengruppe (II) und ist mit dem zweiten Betätigungsstift 9 der in radialer Richtung hervorragt, ausgestattet. Der zweite Betätigungsstift 9 durchsetzt die Öffnung 3, die in Gestalt eines breiten Ringes geformt ist und in dem ersten inneren Zylinder markiert ist. Rund um die äußere Umfangsfläche des vorge- " nannten inneren Zylinders ist ein Betätigungsring 10 angeordnet, der relativ zu dem inneren Zylinder 1 drehbar ist, aber vor dem Einstellring 6, während die Spitze des zweiten Betätigungsstiftes 6 gleitbar in eine lineare Nut 11 eingreift, die an der inneren Umfangsfläche des Betätigungsringes 10 parallel mit der optischen Achse markiert ist.

Bei einer'solchen Anordnung verursacht eine Drehung des Einstellringes 6 eine Bewegung des ersten Zylinders 1 ohne Rotation in Richtung der optischen Achse mit Hilfe des ersten schraubenartigen Mechanismusses H₁, wobei die erste Linsengruppe (I) und die dritte Linsengruppe (III) bewegt wird, während der zweite innere Zylinder 4 ohne Drehung bewegt wird, entlang der optischen Achse mit Hilfe der Nut und der linearen Nut 2, mit einer Geschwindigkeit die

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■differiert von der Geschwindigkeit der ersten und dritten Linsengruppe. Außerdem wird der dritte innere Zylinder 8 und die zweite Linsengruppe (II) in Richtung der optischen Achse bewegt, um dadurch eine Fokussierung auf eine bestimmte Entfernung zu bewirken. Unterdessen ist der zweite· Stift 9 frei, um sich innerhalb der linearen Nut 11 und der Öffnung 3 zu bewegen, folglich der Einstellring 6, der

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erste Schraubenartige Mechanismus IL, der Führungsstift 14, die Führungsnut 13, die Führung 7, der erste Betätigungsstift (5) und die lineare Nut 11, dienen als ein,Mechanismus zur Fokussierung. Im Gegensatz hierzu _; · " wenn der Betätigungsring 10 gedreht wird, nach Fokussierung auf eine spezifische Entfernung, dreht die lineare Nut 11 den damit in Verbindung stehenden zweiten Betätigungsstift 9; dabei dreht sich der djrtte innere Zylinder 8 relativ zu dem zweiten inneren Zylinder 4, so daß der dritte innere Zylinder sich allein in Richtung der optischen Achse bewegt, mittels des zweiten schraubenartigen Mechanismusses Hp, während die zweite Linsengruppe allein bewegt wird, gegen die erste Linsengruppe (I). Dies verursacht Veränderungen in dem ersten veränderlichen Luftspalt dA und in dem zweiten veränderlichen Luftspalt dB, wodurch die Bildcharakteristik des gesamten Linsensystems verändert werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform des Objektivlinsensystems in Retrofokusbauweise gemäß der vorliegenden Erfindung. Das gesamte Linsensystem besteht aus zehn Linsen mit der F-Zahl 2, einem Bildwinkel 2 0> von 72° und einer hinteren Brennweite, die das 1,31 fache der

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'Brennweite des gesamten Linsensystems ausmacht. Die erste Linsengruppe (I) besteht von der.Objektseite her aus der¹ ersten bis zur vierten Linse und die zweite Gruppe (II)' besteht aus der fünften bis zur neunten Linse, mit einer Blende, die in dem Luftspalt d.,., zwischen der sechsten und der siebten Linse angeordnet ist. Die dritte Linsengruppe besteht aus der zehnten Linse. Demgemäß ist der variable Luftspalt dA, der Luftspalt dg, der zwischen der vierten Sammellinse und der fünften Sammellinse definiert ist, während der zweite variable Luftspalt dB der Luftspalt d-,γ ist, der zwischen der neunten Sammellinse und der zehnten Sammellinse. Die folgende Tabelle illustriert Details der Linsen. Die Brennweite f des gesamten Linsensystems ist 1:

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f=1 .1:2, Bildeinfallwinkel 2ω=72° hintere Brennweite S¹=1,3' Krümmungsradius Abstand auf Brechungsindex Abbe'sehe Zahl

der Achse

Jr₁ « 3.7193 r₂ β 0,9414 r₃ β 2.7507 r₄ «-6.7893 ^r5 ° °

r^ β 0.494

0.0972 0,2754

0,07'.·

^p

r₇ o 1.1975 '· '· ""■ Tq = 4.8112 Tq =12,8403 *χ.-β«»0 « 5629*	d/· a • O dg B •v-	0.3309 ^:-ί:^;, 0.05872 - ; 0.0560 ' 0.2003
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V.B 64,1

.72^ΐ.ν:ίΐ^,ν,'_β

^1β72

50.3

48.5

1.62

ν. β 36.3

8 ■

.25.4

./".-'VV.^ 47^.9

54.8

yAfr

AO9835708

- , 20 -

2408860 Vorausgesetzt, daß die Brennweiten der ersten Linsengruppe

(I) und der dritten Linsengruppe (III) Ϊ- und ±2 sind,so folgt 1/f.= - 0.16 und 1/fp= 0.11. Diese Formeln erfüllen die vorgenannten Erfordernisse (a) und (b).

Fig. 4 zeigt Abeuationskurven bei Fokussierung auf einen unendlichen Punkt. Fig. 4 a bezieht sich auf die sphärische Aberration, Fig. 4 b zeigt die Bildfeldwölbung in der unterbrochenen Linie und den Astigmatismus <4er durchgezogenen Linie, und Fig. 4 c zeigt die Koma, wenn die Höhe des Abbildes 70° der maximalen Abbildhöhe beträgt. Fig. 5 zeigt Aberrationskurven, wenn fokussiert wird, zu einer Vergrößerung von 0,139 durch Änderung des ersten und zweiten variablen Luftspaltes, wobei der Luftspalt dn, der den. ersten variablen Luftspalt d^ bildet, auf 0.033 eingestellt wird, während der Luftspalt d-^den zweiten variablen Luftspalt dB bildend, ' auf 0.030 eingestellt wird.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Aberrationskurven zur Information. Fig. 6 bezieht sich auf Aberrationskurven, wenn das gesamte Linsensystem vorwärts bewegt wird, von einer unendlichen Fokussierung auf eine Vergrößerungseinstellung von 0,139. Fig. bezieht sich auf den Fall, wo die unendliche Fokussierung, wie in Fig. 5 gezeigt, auf eine Fokussierung bei einer Vergrößerung von 0.139 geändert wird, wobei der erste variable Luftspalt dg allein geändert wird. Mit Hinblick darauf wird der erste Luftspalt d_Q auf 0.032 eingestellt.

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Wie aus den vorgenannten Abberationskurven ersichtlich ist, ergibt sich, wenn die Abberation, die kompensiert ,werden soll, von einem unendlichen Punkt auf einen Kurzabstandfokussierung gewechselt worden ist, indem das Gesamtlinsensystem allein vorwärtsbewegt worden ist, ein verstärkter Astigmatismus und eine Bildfeldwölbung, was von der positiven Durchbiegung herrührt, wie in Fig. 6 gezeigt, während die Komaaberration eine vergrößerte Auswärtsorientierung erleidet. Inr Gegensatz hierzu, kann der Astigmatismus und die Bildfeldwirkung materialistisch verbessert werden, wie in Fig. 7 b gezeigt, und zwar durch Veränderung des ersten variablen Luftspaltes dA.

Wie in Fig. 7 c gezeigt, kann die Auswärtsorientierung der Komaaberration wie auch immer nicht um irgendeinen Grad verbessert werden. Dennoch kann gemäß cfer vorliegenden Erfindung^ wenn der erste und zweite Luftspalt dA und dB geändert wird, die Auswärtsorientierung der Komaaberration weitgehend kompensiertwerden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht begrenzt auf das Objektivlinsensystem, das in Fig. 3 gezeigt ist, noch auf die Linsenlagerung, beispielhaft in Fig. 2 dargestellt.

Es ist selbstverständlich, daß die vorgenannte Beschreibung im wesentlichen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung illustriert. Zusätzliche Modifikationen und Verbesserungen, die die Entwicklungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausnutzen, fallen unter den Schutzbereich und den Gedanken vorliegender Erfindung.

Patentansprüche: 409835/0821

Claims

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(Iy Objektivlinsensystem in Retrofokusbauweise, gekennzeichnet durch einen ersten Luftspalt (dA) zwischen wenigstens zwei benachbarten Sammellinsen auf der Objektseite innerhalb einem die Blende aufnehmenden Luftraumes und einem zweiten Luftspalt (dB) zwischen einer an der Bildseite angeordneten Sammellinse und einer benachbart dazu in Richtung des Objektes-angeordneten zweiten Sammellinse;

ein vollständiges Linsensystem, das von der Objektseite her in eine erste, zweite und dritte Linsengruppe unterteilt ist, wobei die Abstände unter diesen Gruppen konstant gehalten mittels des ersten (dA) und zweiten Luftspaltes (dB); und Mittel zum Bewegen der ersten und dritten Linsengruppe (I, III) gemeinsam entlang der optischen Achse und zum Bewegen der zweiten Linsengruppe {II) in Zusammenwirken mit den übrigen Linsengruppennit einer Geschwindigkeit, die unterschiedlich ist von der Geschwindigkeit der Linsengruppen (I) und (III), wodurch die verstärkte Aberation des gesamten Linsensystems bei Fokussierung auf eine kurze Entfernung durch den ersten und zweiten Luftspalt (dA, dB), die entlang der optischen Achse veränderlich sind, kompensiert wird.
2. Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Verstellung der zweiten Linsengruppe (II) entlang der optischen

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Achse, unabhängig von der Verstellung der ersten und dritten Linsengruppe (I, III), wobei diese Vorrichtung es ermöglicht, verschiedene Objekte, die einen unterschiedlichen Abstand von der Kamera aufweisen, auf eine gemeinsame Ebene zu fokussieren durch Änderung der Aberationscharakteristik des genannten Systems, jedoch ohne Beeinflussung der Fokussierung des gesamten Linsensystems, dessen Fokussierung auf einen ausgewählten Aufnahmeabstand eingestellt ist.
3. Objektivlinsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System aus zehn Linsen besteht, wobei der Luftspalt (d8) zwischen · der vierten und fünften Sammellinse der erste veränderliche Luftspalt (d17) zwischen der neunten und zehnten Sammellinse der Luftspalt (dB) ist, mit den folgenden Werten:

f=1 1;2

Krümmungsradius Abstand auf Brechungsindex Abbesche Zahl

der Achse

Π - 3.7193 41 = 0.0972 N₁ - 1.6 v_{d s} 64.1

T₂ m 0.9414 d₂ = O.2754

r₃= 2.7507 d₃ . 0.1441 N₂ »1.6727 v_d «32.2

r₄ - -6.7893 d₄ = 0.07

r₅ = 0.9556 d₅ = 0.0959 N₃ - I.6660 v_d »47.9

r₆ - 0.494 d₆ = 0.3309

^Γ7- ¹·¹⁹⁷⁵ d₇« 0.05872 N₄ -1.72 _V(i =50.3

^r8- 4.8112 dg, 0.0560

^r9 " 12.8403 _{d β} p.2003 N₅ - 1.72 v_d = 50.3

r₁₀ --0.5629 d₁₀» 0.1612 N₆ - 1.5569 v_d »48.5

T₁₁ » -2.1787 d_1iS» 0.1164

r₁₂ « -1.3579 d₁₂ ^e 0.1097 N₇ « 1.62 v_d «36.3

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r_{13 β} -0.8693 d₁₃= 0.0861

_ri4-_0.7301 d₁₄- 0.1064 K₈- 1-8051

^r15 = 2.3288 CL15 = Ο.Ο855

P₁₆- -1.427 d_i6 = 0.1007 N₉ =1.757 v_d = 47-9

r₁₇ - -0.7319 _di7 , 0.0067

P₁₈ - 3.6906 _di8 _ _{O#18 Hio}. 1.705 v_d » 54.8

P₁₉ - -1.2175 £d = 2.2811

wobei das Öffnungsverhältnis F/2.0, der Bildeinfallwinkel 2 ω =72"und die hintere Brennweite S^r= 1,31 f f=Brennweite, beträgt.
4. Objektivlinsensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erstö Linsengruppe (I) und die dritte Linsengruppe (III) über einen ersten verstellbaren Rahmen (1) gehalten sind, der gegenüber dem festen Teil (12) der Linsenfassung mittels des über den Einstellring (6) betätigten Schraubenmechanismus (H-,) entlang der optischen Achse bewegbar ist; ferner ein zweiter gegenüber dem Rahmen (1) verstellbar zwischen der ersten und dritten Linsengruppe angeordneter und durch die Zusammenwirkung der Teile (2, 5, 7) betätigbarer Rahmen (4) vorgesehen ist, der mit einer von der Geschwindigkeit des ersten Rahmens (1) abweichenden Geschwindigkeit verstellbar ist und ein dritter bewegbarer Rahmen (8) der über den zweiten Schraubenmechanismus (Ho) mit dem zweiten Rahmen (4) verbunden ist und die zweite Linsengruppe hält, sowie ein Betätigungsring (10), der den zweiten Schraubenmechanismus betätigt und gegenüber dem zweiten Rahmen (4) den dritten Rahmen (8) entlang der optischen Achse bewegt.

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