DE1082062B

DE1082062B - Interchangeable lens system for photographic purposes

Info

Publication number: DE1082062B
Application number: DEZ5369A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Lange
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1956-02-08
Filing date: 1956-02-08
Publication date: 1960-05-19

Description

Austauschbares Vorsatz-Linsensystem für photographische Zwecke Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Linsensystem für photographische Zwecke, welches gegen das vor der Blende stehende Teilsystem eines mehrgliedrigen Photoobjektivs (Grundobjektiv), dessen hinter der Blende stehendes Teilsystem sammelnde Wirkung hat, ausgetauscht werden kann, so daß es zusammen mit diesem hinter der Blende stehenden Teilsystem ein Photoobjektiv ergibt, welches bei gleicher Schnittweite eine längere Brennweite als das Grundobjektiv aufweist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein diesem Zwecke dienendes Linsensystem folgendermaßen aufzubauen: a) Das Linsensystem soll drei Glieder enthalten; b) das erste Glied soll sammelnd sein, seine vorderste Fläche soll zum Aufnahmegegenstand erhaben sein und eine Brechkraft (dn/r) in den Grenzen 016-11f und 1,8-17f haben, und seine Mittendicke soll innerhalb der Grenzen 0,1 - f und 0,5 - fliegen; c) das zweite Glied soll ein bikonvexes Sammelglied sein, seine Mittendicke soll in den Grenzen 0,1-f und 0,5 - fliegen; d) das letzte Glied soll ein bikonkaves Zerstreuungsglied sein, wobei das Verhältnis des Radius der Vorderfläche zu dem Radius der Hinterfläche dem Betrage nach innerhalb der Grenzen 0,3 und 1,3 und die Mittendicke innerhalb der Grenzen 0,005 - f und 0,15 - fliegen soll; e) die beiden den dem letzten Glied unmittelbar vorausgehenden Luftraum begrenzenden Flächen sollen zur Blende erhaben gekrümmt sein, die Summe ihrer Brechkräfte soll negativ sein und innerhalb der Grenzen -4,0 - 1 f f und -0,9 - 1/f liegen; f) das Linsensystem soll mindestens eine zur Blende erhaben gekrümmte Kittfläche mit negativer Brechkraft enthalten.Interchangeable lens system for photographic purposes The subject of the present invention is a lens system for photographic purposes, which can be exchanged for the subsystem of a multi-element photo lens (basic lens) in front of the diaphragm, whose subsystem behind the diaphragm has a collecting effect, so that it together with this partial system behind the diaphragm results in a photo lens which has a longer focal length than the basic lens with the same back focus. According to the invention it is proposed that a lens system serving this purpose be constructed as follows: a) The lens system should contain three members; b) the first link should be collecting, its foremost surface should be raised to the subject and have a refractive power (dn / r) within the limits 016-11f and 1.8-17f, and its center thickness should be within the limits 0.1 - f and 0.5 - f lie; c) the second link should be a biconvex collecting link, its center thickness should fly within the limits 0.1-f and 0.5 -; d) the last link should be a biconcave diffusion link, the ratio of the radius of the front surface to the radius of the rear surface in terms of amount within the limits 0.3 and 1.3 and the center thickness within the limits 0.005 - f and 0.15 - should fly; e) the two surfaces delimiting the air space immediately preceding the last link should be curved in a raised manner towards the diaphragm, the sum of their refractive powers should be negative and lie within the limits -4.0-1 ff and -0.9-1 / f; f) the lens system should contain at least one cemented surface with negative refractive power, which is curved in a raised manner towards the diaphragm.

Dabei soll mit f die Brennweite des aus dem Linsensystem und dem hinter der Blende stehenden Teilsystem des Grundobjektivs zusammengesetzten Photoobjektivs bezeichnet sein.Here, f should be the focal length of the lens system and the one behind the subsystem of the basic lens composed of the photo lens be designated.

Es ist im Hinblick auf die Verzeichnung und die Koma der schiefen Büschel vorteilhaft, wenn die dem Aufnahmegegenstand zugekehrte sammelnde Fläche des zweiten Gliedes einen Radius innerhalb der Grenzen 0,25-f und 0,75-f aufweist. Die Mittendicke des dem letzten Glied unmittelbar vorangehenden Luftraumes soll im Hinblick auf die Petzvalsumme und die Koma zweckmäßig innerhalb der Grenzen 0,01 - f und 0,10-f gewählt werden. Für die Korrektion von Verzeichnung, Koma und Astigmatismus ist es günstig, das erste Glied des Linsensystems meniskenförmig zu gestalten.With regard to the distortion and the coma of the oblique tufts, it is advantageous if the convergent surface of the second member facing the subject has a radius within the limits 0.25-f and 0.75-f . With regard to the Petzval sum and the coma, the center thickness of the air space immediately preceding the last link should expediently be chosen within the limits 0.01 - f and 0.10-f. For the correction of distortion, coma and astigmatism, it is beneficial to make the first member of the lens system meniscus.

Innerhalb des durch die obigen Bedingungen gegebenen Rahmens gibt es verschiedene Möglichkeiten, ein System der verlangten Art zu bauen. In den Abb. 1 bis 3 sind einige Objektive dargestellt, die aus derartigen Linsensystemen und dem Restgliede eines dreigliedrigen Objektivs zusammengesetzt sind, wobei zu jeder dieser Abbildung das zugehörige Grundobjektiv (mit der kürzeren Brennweite) in den Abb. 1 a bis 3 a angegeben ist. Bei allen diesen Beispielen ist die Brennweite des aus dem auswechselbaren System und dem Restglied des Grundobjektivs bestehenden Objektivs 1,6mal so lang wie die Brennweite des Grundobjektivs selbst.Within the framework given by the above conditions there there are various ways of building a system of the required kind. In fig. 1 to 3 some objectives are shown, which from such lens systems and the remainder of the links of a three-unit lens are composed, with each the corresponding basic lens (with the shorter focal length) in the Fig. 1 a to 3 a is indicated. In all of these examples, the focal length is consisting of the interchangeable system and the remainder of the basic lens 1.6 times longer than the focal length of the basic lens itself.

Die Linsensysteme gemäß den Abb. 1 bis 3 sind jeweils für das Restteilsystem ein und desselben Grundobjektivs berechnet worden, und zwar ist das erste Glied dieses Grundobjektivs eine unverkittete Sammellinse, das zweite Glied eine unverkittete bikonkave Zerstreuungslinse und das dritte Glied ein aus zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft bestehendes Sammelglied. In den Abb. 1 bis 3 sind daher --die Restteilsysteme stets dieselben. Die Systeme gemäß der Erfindung können aber unter Einhaltung der kennzeichnenden Merkmale auch für andere Grundobjektive berechnet werden, sofern nur diese Objektive aus mehreren Gliedern bestehen, wobei das hinter der Blende stehende Teilsystem sammelnde Wirkung hat.The lens systems according to Figs. 1 to 3 are each for the remaining subsystem one and the same basic objective has been calculated, namely the first term this basic lens has a non-cemented converging lens, the second element an uncemented one biconcave diverging lens and the third link one of two cemented together Lens of opposite refractive power existing collecting member. In Figs. 1 to 3 therefore - the remaining subsystems are always the same. The systems according to the invention but can also be used for other basic lenses if the characteristic features are observed calculated if only these lenses consist of several members, whereby the subsystem behind the diaphragm has a collecting effect.

Das auswechselbare Linsensystem in dem. Objektiv nach Abb. 1 besteht aus fünf Linsen, die zu drei Gliedern derart zusammengefaßt sind, daß das erste sammelnde Glied aus zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft besteht und das zweite, ebenfalls sammelnde Glied eine zur Blende erhaben gekrümmte Kittfläche enthält, deren Brechkraft (d nlr) negativ ist und innerhalb der Grenzen -0,3 . 1/f und -0,1 # 1f f liegt, während die letzte, fünfte Linse eine bikonkave Zerstreuungslinse ist, welche die Fläche mit dem kürzeren Radius dem Restteilgliede des Grundobjektivs zukehrt.The interchangeable lens system in the. Objective according to Fig. 1 consists of five lenses, which are combined into three members in such a way that the first converging member consists of two lenses of opposite refractive power cemented together and the second, likewise converging member contains a putty surface that is raised towards the diaphragm and whose refractive power (i.e. nlr) is negative and within the limits -0.3. 1 / f and -0.1 # 1f f , while the last, fifth lens is a biconcave diverging lens, which faces the surface with the shorter radius of the remaining sub-elements of the basic lens.

Bei der weiteren, ebenfalls dreigliedrigen Ausführungsform gemäß Abb. 2 ist das zweite Glied aus drei miteinander verkitteten Linsen zusammengesetzt, von denen die beiden außenstehenden je sammelnde Brechkraft besitzen, während die mittlere eine bikonkave Zerstreuungslinse ist und aus einem Glas besteht, dessen n-Wert höher liegt als das arithmetische Mittel der n-Werte der mit ihr verkitteten Nachbarlinsen und dessen v-Wert kleiner ist als das arithmetische Mittel der v-Werte der beiden Nachbarlinsen, wobei ferner der Radius der dem Aufnahmegegenstand zugekehrten Kittfläche dieses Gliedes dem Betrag nach länger ist als die Radien der beiden Außenflächen dieses Gliedes und länger als der Radius der der Blende zugekehrten Kittfläche dieses Gliedes undbeide Kittflächen chromatisch überkorrigierende Wirkung besitzen.In the further, likewise three-part embodiment according to Fig. 2 the second link is composed of three lenses cemented together, of which the two outsiders each have collecting refractive power, while the the middle one is a biconcave diverging lens and consists of a glass whose n-value is higher than the arithmetic mean of the n-values of the cemented with it Neighboring lenses and whose v-value is smaller than the arithmetic mean of the v-values of the two neighboring lenses, furthermore the radius of the one facing the subject The amount of cemented surface of this link is longer than the radii of the two outer surfaces this member and longer than the radius of the putty surface facing the diaphragm The limb and both cemented surfaces have a chromatically over-correcting effect.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linsensystems gemäß Abb. 3 weist nur vier Linsen auf, die zu drei Gliedern derart zusammengefaßt sind, daß das erste Glied eine meniskenförmige, zum Aufnahmegegenstand erhabene gekrümmte, sammelnde Einzellinse ist, daß das zweite sammelnde Glied aus zwei miteinander verkitteten Linsen zusammengesetzt ist, wobei die Kittfläche zur Blende erhaben gekrümmt ist und eine negative Brechkraft innerhalb der Grenzen -0,3-1/f und -0,1 - 1/f aufweist, und daß das Glas der das letzte Glied bildenden bikonkaven Zerstreuungslinse einen v-Wert kleiner als 40 aufweist.Another advantageous embodiment of the lens system according to the invention according to Fig. 3 has only four lenses, which are combined into three members in this way are that the first member is a meniscus, raised to the subject curved, converging single lens is that the second converging member of two together cemented lenses is composed, with the cemented surface raised to the aperture is curved and has a negative power within the limits -0.3-1 / f and -0.1 - 1 / f, and that the glass of the biconcave diverging lens forming the last link has a v-value less than 40.

Zu den Abbildungen ist noch zu bemerken, daß in den verkitteten Gliedern die mit Kitt ausgefüllten Räume mit endlichen Dicken dargestellt sind. In den zugehörigen Tabellen für die Zahlenwerte, die nachstehend aufgeführt sind, sind jedoch an den Stellen, an denen zwei Linsen miteinander verkittet sind, die zugehörigen Dicken mit dem Wert »0« angegeben.Regarding the figures, it should also be noted that in the cemented links the spaces filled with putty are shown with finite thicknesses. In the associated However, tables for the numerical values listed below are attached to the Places where two lenses are cemented together, the associated thicknesses specified with the value "0".

In den nachstehenden Tabellen 1 bis 3 sind die Zahlenwerte für die in den Beispielen gemäß den Abb. 1 bis 3 dargestellten Objektive gemäß der Erfindung mit der gegenüber dem Grundobjektiv verlängerten Brennweite angegeben, während in der Tabelle 4 die Zahlenwerte für das Grundobjektiv selbst enthalten sind. In diesen Tabellen sind bezeichnet: mit L die Linsen, mit r die Radien der Flächen, mit d die Scheitelabstände (Dicken und Luftabstände), mit nd die Brechzahlen und mit v die Abbeschen Zahlen. Tabelle 1 (Fig. 1) Linsen Radien Abstände na v r1 = -I-0,40700 L1 dl = 0;1214 1,50378 66,7 r2 = -5,93526 d2 = 0 r3 = -5,93526 Lli d3 = 0,0474 1,54869 45,4 r4 = -;-1,40746 d4 = 0,0012 r5 = -;-0,57669 Ld5 = 0,1954 1,50378 66,7 r9 = -1,18423 d6 = 0 r7 = -1,18423 Liv d7 = 0,1137 1,75520 27,5 r$ = -1,49083 de = 0,0355 r9 = -0,31736 LV d9 = 0,0118 1,66755 41;9 r10 = -f-0,28285 d19 = 0,0483 r11 = -5,68444 Lvr d11 = 0,0142 1,54869 45,4 r12 = +0,25029 d12 - r13 = -f-0,25029 Lvn d13 = 0,0533 1,72000 50,3 r14 = -0,33860 Tabelle 2 (Fig. 2) Linsen Radien Abstände 'nd v r1 = -I-0,49668 LI d1 = 0,2694 1,50378 66,7 r2 = -i-1,40746 d2 = 0,0012 r3 = -I-0,46807 LII d3 = 0,1381 1,50378 66,7 r4 = -1,18423 d4 = 0 r5 = -1,18423 LIII d5 = 0,0592 1,76182 26,5 r6 = -i-0,74720 d6 = 0 r7 = -f-0,74720 Liv d7 = 0,1125 1,63980 34,6 r8 = -0,71563 d$ = 0,0237 r9 = -0,34451 Lv d9 = 0,0103 1,72000 50,3 r10 = -I-0,29322 d10 = 0,0483 rii = -5,68444 Lv, dl, = 0,0142 1,54869 45,4 r12 = -I-0,25029 d12=0 r13 = -f-0,25029 LvII d13 = 0,0533 1,72000 50,3 r14 = -0,33860 Tabelle 3 (Fig. 3) Linsen Radien Abstände nd v r1 = -I-0,45288 LI d1 = 0,2207 1,50378 66,7 r2 = -I-1,40746 d2 = 0,0012 r3 = -i-0,59353 LII d,3 = 0,1954 1,50378 66,7 r4 = -1,18423 d4 = 0 r5 = -1,18423 Lia d5 = 0,1137 1,75192 34,75 r0 = -1,49083 d6 = 0,0355 r7 = -0,31736 Ljy d7 = 0,0189 1,62536 35,6 ra = -f-0,28083 d$ = 0,0483 r9 = -5,68444 LV d9 = 0,0142 1,54869 45,4 r10 = -I-0,25029 d10 = 0 rii = -f-0,25029 LV, d11 = 0,0533 1,72000 50,3 Tabelle 4 (Fig. 1 a, 2 a, 3 a) (das den Beispielen gemäß den Tabellen 1, 2 und 3 zugrunde gelegte Beispiel eines Grundobjektivs) Linsen Radien Abstände nd v r1 = -I-0,23292 LI di-= 0,0608 1,69100 54,8 r2 = -I-3,63868 d2 = 0,0365 rs = -0,49939 LH d3 = 0,0160 1,62536 35,6 r4 = -I-0,20169 d4 = 0,0483 r5 = -5,68444 Liri d5 = 0,0142 1,54869 45,4 r6 = -I-0,25029 d6 = 0 r7 = -I-0,25029 Liv d7 = 0,0533 1,72000 50,3 r8 = -0,33860 In the following tables 1 to 3 the numerical values for the lenses according to the invention shown in the examples according to Figs. 1 to 3 with the longer focal length compared to the basic lens are given, while table 4 contains the numerical values for the basic lens itself. In these tables the following are designated: with L the lenses, with r the radii of the surfaces, with d the vertex distances (thicknesses and air gaps), with nd the refractive indices and with v the Abbe numbers. Table 1 (Fig. 1) Lens radii distances na v r1 = -I-0.40700 L1 dl = 0; 1214 1.50378 66.7 r2 = -5.93526 d2 = 0 r3 = -5.93526 Lli d3 = 0.0474 1.54869 45.4 r4 = -; - 1.40746 d4 = 0.0012 r5 = -; - 0.57669 Ld5 = 0.1954 1.50378 66.7 r9 = -1.18423 d6 = 0 r7 = -1.18423 Liv d7 = 0.1137 1.75520 27.5 r $ = -1.49083 de = 0.0355 r9 = -0.31736 LV d9 = 0.0118 1.66755 41; 9 r10 = -f-0.28285 d19 = 0.0483 r11 = -5.68444 Lvr d11 = 0.0142 1.54869 45.4 r12 = +0.25029 d12 - r13 = -f-0.25029 Lvn d13 = 0.0533 1.72000 5 0, 3 r14 = -0.33860 Table 2 (Fig. 2) Lens radii distances ' nd v r1 = -I-0.49668 LI d1 = 0.2694 1.50378 66.7 r2 = -i-1.40746 d2 = 0.0012 r3 = -I-0.46807 LII d3 = 0.1381 1.50378 66.7 r4 = -1.18423 d4 = 0 r5 = -1.18423 LIII d5 = 0.0592 1.76182 26.5 r6 = -i-0.74720 d6 = 0 r7 = -f-0.74720 Liv d7 = 0.1125 1.63980 34.6 r8 = -0.71563 d $ = 0.0237 r9 = -0.34451 Lv d9 = 0.0103 1.72000 50.3 r10 = -I-0.29322 d10 = 0.0483 rii = -5.68444 Lv, dl, = 0.0142 1.54869 45.4 r12 = -I-0.25029 d12 = 0 r13 = -f-0.25029 LvII d13 = 0.0533 1.72000 50.3 r14 = -0.33860 Table 3 (Fig. 3) Lens radii distances nd v r1 = -I-0.45288 LI d1 = 0.2207 1.50378 66.7 r2 = -I-1.40746 d2 = 0.0012 r3 = -i-0.59353 LII d, 3 = 0.1954 1.50378 66.7 r4 = -1.18423 d4 = 0 r5 = -1.18423 Lia d5 = 0.1137 1.75192 34.75 r0 = -1.49083 d6 = 0.0355 r7 = -0.31736 Ljy d7 = 0.0189 1.62536 35.6 ra = -f-0.28083 d $ = 0.0483 r9 = -5.68444 LV d9 = 0.0142 1.54869 45.4 r10 = -I-0.25029 d10 = 0 rii = -f-0.25029 LV, d11 = 0.0533 1.72000 50.3 Table 4 (Fig. 1 a, 2 a, 3 a) (on which the examples according to Tables 1, 2 and 3 are based example of a basic lens) Lens radii distances nd v r1 = -I-0.23292 LI di- = 0.0608 1.69100 54.8 r2 = -I-3.63868 d2 = 0.0365 rs = -0.49939 LH d3 = 0.0160 1.62536 35.6 r4 = -I-020169 d4 = 0.0483 r5 = -5.68444 Liri d5 = 0.0142 1.54869 45.4 r6 = -I-0.25029 d6 = 0 r7 = -I-0.25029 Liv d7 = 0.0533 1.72000 50.3 r8 = -0.33860

Claims

PATENT CLAIMS: -1. Lens system for photographic purposes, which can be exchanged for the sub-system of a multi-element photo lens (basic lens) in front of the diaphragm, whose sub-system behind the diaphragm has a collecting effect, so that, together with this sub-system behind the diaphragm, it results in a photo lens which at the same focal length has a longer focal length than the basic lens, characterized by the totality of the following features: a) The lens system contains three elements; b) the first link is collecting, its foremost surface is raised to the subject and has a refractive power (dnIr) in the limits 0.6 - 1 / f and 1.8 - 1 / f, and its center thickness is within the limits 0, 1 - f and 0.5 - f; c) the second link is a biconvex collecting link, its center thickness is within the limits 0.1 - f and 0.5 - f; d) the last link is a biconcave diffusion link, the ratio of the radius of the front surface to the radius of the rear surface in terms of amount within the limits 0.3- and 1.3 and the center thickness within the limits 0.005 - f and 0.15 - flies; e) the two delimiting the air space immediately preceding the last link. Surfaces are curved raised towards the diaphragm, the sum of their refractive powers is negative and lies within the limits -4.0 # 1lf and -0.9 `1 / f; f) the lens system contains at least one cemented surface which is curved in a raised manner towards the diaphragm and has a negative refractive power. Here, f denotes the focal length of the photo lens composed of the lens system and the subsystem of the basic lens that is located behind the diaphragm.

2. Lens system according to claim 1, characterized in that the dem Receiving object facing collecting surface of the second member a radius within the limits of 0.25 - f and 0.75 - f.

3. Lens system according to claim 1 or 2, characterized in that the center thickness of the last link is immediately preceding airspace within the limits 0.01 - f and 0.10 - flies.

4. Lens system according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the first limb is meniscus-shaped.

5. Lens system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it consists of three members, of which the first collecting member is composed of two lenses cemented together of opposite refractive power and the second, also collecting member is curved raised to the diaphragm Contains cement surface whose refractive power (d nlr) is negative and lies within the limits -0.3 - 1Jf and -0.1 '1lf.

6. Lens system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it consists of consists of three members, of which the second member consists of three cemented together Lenses is composed, of which the two outer ones are each collecting refractive power own, while the middle one is a biconcave diverging lens and consists of one There is glass, the n-value of which is higher than the arithmetic mean of the n-values of the neighboring lenses cemented with it and whose v-value is smaller than the arithmetic Mean of the v-values of the two neighboring lenses, furthermore the radius of the subject facing cemented surface of this link is longer than the radii of the two outer surfaces of this member and longer than the radius of the diaphragm facing cemented surface of this link and both cemented surfaces over-correcting chromatically Have an effect-7. Lens system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it has only four lenses that become three limbs in this way summarized are that the first link a meniscus-shaped, for The subject of the object is the raised, curved, converging single lens that the second collecting member is composed of two lenses cemented together, wherein the putty surface is curved raised to the diaphragm and a negative refractive power inside of the limits -0.3 - 1lf and -0.1 # 1lf, and that the glass of the last Link-forming biconcave diverging lens has a v-value of less than 40.