DE2044514A1 - Linsensystem mit veränderlicher Ver großerung - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. HfLBLESTRASSE 2O

• Dr. Berg Dipl.-Inq. Stapf, 8 München 2, HllblwtroSe 20 ·

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Unser Zeichen

VIAr 19 936 ^ „ ₈, _Sep. 1970

Anwaltsakten Kr. 19 936

Kabushiki Kaiθha Ricoh Tokyo / Japan

Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Objektiv, insbesondere ein linsensystem, dessen Vergrößerung kontinuierlich in einem Bereich nahe der l:l-Vergrößerung veränderlich ist und zur Verwendung als Kopierobjektiv in Verbindung mit Photokopiermaschinen, Lichtsetzmaschinen und dergleichen geeignet ist.

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Allgemein liegt die bei Photokopiermaschinen, Lichtsetzmaschinen und dergl. verwendete Vergrößerung in Abhängigkeit von den Erfordernissen nahe beim Wert 1 und etwas über oder unter dem Wert 1. ^enxi beispielsweise ein Original vom Format DIN A3 (297x420mm) auf ein lichtempfindliches Papier vom Format DIN A4 (210x297mm) kopiert werden soll, so beträgt die Verkleinerung etwa 0,7. Wenn ein Original auf ein lichtempfindliches Papier mit den gleichen Abmessungen wie diejenigen des Originals zu kopieren ist, entspricht die Vergrößerung dem Wert 1, jedoch muß die Vergrößerung leicht verändert werden, wenn ein wirksamer Bereich oder der zu kopierende Bereich des Originals in ihren Abmessungen wegen auszubildender Heftperforationen kleiner ist.

Zu diesem Zweck wurden verschiedene Verfahren angewendet. Bei einer großen Lichtsetzmaschine kann beispielsweise die Vergrößerung verändert werden, indem der Abstand zwischen einem zu kopierenden original und dem lichtempfindlichen Medium verändert wird. Jedoch ist ein komplizierter Mechanismus erforderlich, um die Ebene des Originals und/oder lichtsensibilisierten Mediums rechtwinklig gegenüber der optischen Achse mit einem höheren Grad an Genauigkeit zu verschieben, wobei auf diese Weise hohe Kosten entstehen. Einige Photokopiermaschinen verwenden einige Objektive mit unterschiedlichen Brennweiten auf einem Revolverkopf oder Turm, jedoch kann die Vergrößerung hierbei lediglich in

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204A5H

Stufen verändert werden. Dies bedeutet, daß die Vergrößerung nicht kontinuierlich auf ein gewünschtes Verhältnis verändert werden kann. Ferner müssen die Objektive mit einem höheren Grad an Genauigkeit angeordnet werden, so daß der Betrieb kompliziert ist.

Es ist bereits ein Linsensystem für Photokopiermaschinen bekannt, dessen Vergrößerung innerhalb eines sehr begrenzten Bereiches nahe 1, zwischen etwa 0,95 und 1,05, unter ™ Ausnutzung der Tiefenschärfe des Linsensystems veränderlich ist. üin wesentlicher Mangel ist hierbei jedoch, daß die Vergrößerung lediglich in einem sehr begrenzten kleinen Bereich veränderbar iet.

Es sind auch verhältnismäßig einfach aufgebaute Photokopiermaschinen in praktischer Anwendung, bei welchen ein oder zwei reflektierende Spiegel in den optischen Weg bewegt werden, während die Ebenen eines Originale und eines licht- Λ empfindlichen Mediums ortsfest gehalten sind. Bei den Photokopiermaschinen, welche lediglich einen Heflexspiegel verwenden, wird der Mittelpunkt der Ebene des Originals oder lichtempfindlichen Mediums verschoben; hierbei ist es sehr schwierig, den große Abmessungen aufweisenden reflektierenden Spiegel mit einem höheren Grad an Genauigkeit zu bewegen. Bei den Photokopiermaschinen mit zwei reflektierenden Spiegeln kann ein solcher Aufbau praktisch nicht verwen-

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det werden, wenn der Bildwinkel größer als 40° wird«

Die Erfindung schafft daher in erster Linie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Linsensystem, dessen Vergrößerung innerhalb eines Bereiches nahe der l:l-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist.

Die Erfindung schafft ferner ein Kopierlinsensystem, dessen Vergrößerung innerhalb eines Bereiches nahe der l:l-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, indem die Linsenelemente symmetrisch gegenüber einem zentralen Anschlag verschoben werden, was zur Anwendung in Verbindung mit einer Photokopiermaschine am besten geeignet ist, bei welcher die beiden Ebenen eines Originals und eines lichtempfindlichen Mediums ortsfest gehalten sind.

Die Erfindung schafft ferner ein linsensystem der erwähnten Art,dessen optische Fehler gut korrigiert sind, so daß ein Ding mit minimaler Verzeichnung scharf abgebildet werden kann.

Die Erfindung schafft auch ein Linsensystem mit mehreren Meniekuslinsen und Gruppen, welche in symmetrischer Beziehung zu einer zentralen Blende dergestalt angeordnet sind, daß die äußersten Linsen und/oder die Linsen nächst den äußersten Linsen gegen die zentrale Blende oder von

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"⁵" 2Q445H

dieser weg verschoben werden können, während die symmetrische Beziehung gegenüber der zentralen Blendenscheibe aufrechterhalten wird, wobei die Vergrößerung innerhalb eines Bereiches nahe der lil-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, beispielsweise zwischen 0,7 und 1,4.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen

näher erläutert. "

Pig. 1 zeigt eine echematische Ansicht zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips;

Pig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des ersten Ausführungebeispiels der Erfindung}

Pig* 3 zeigt eine schematische Ansicht des optischen Systeme einer Photokopiermaschine unter Verwendung dea eine veränderbare Vergrößerung aufweisenden Linsensystem» nach der Erfindung)

Pig. 4-A und 4-B bis Pig. HA und HB zeigen die Kurven der »phärisehen Aberration sowie des Astigmatismus des Linsensystems gemäß ^?ig. 2 bei Veränderung der Vergrößerung von 0,7 bis 1,4 f

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20AA51A

Pig.12 zeigt eine schematische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Pig,13 zeigt eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Pig.14 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Vorab ist das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip in Verbindung mit Pig. 1 erläutert. Wenn ein Abstand zwischen einem Original 1 sowie einer Bildebene 2 gleich S ist, so wird die Brennweite f« einer fnkussierenden Linse 3 für eine gegebene Vergrößerung durch folgenden Ausdruck wiedergegeben:

^M " - (1 + M)² (1)

Die Abbildungsfehler sowie die Längen der Hauptpunkte der fokussierenden -^inse 3 sind nicht in die Überlegung einbezogen).

Die Zunahme oder Abnahme der Brennweite^, f« wird durch die folgende Gleichung gegeben, wenn die Vergrößerung von 1 auf 1/7^2 verändert wird:

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20U5U

Af_M = 1/4 S 5 S ± 0.007 S =. 0.03 fi (2)

ⁿ ( 1 + M )^{2 X}

Aus der Gleichung (2) ergibt sich, daß bei Verminderung der Brennweite f^ zur Erzielung einer 1:1-Vergrößerung um etwa 3% die Vergrößerung M gleich 1/ YT =0,7 oder TT- 1,4 wird.

Es könnte als einfach betrachtet werden, eine Gummilinse, d.h. ein Objektiv mit veränderlicher Vergrößerung, so auszulegen, daß die obige Bedingung erfüllt wird, weil die Änderung der Brennweite f^ wesentlich geringer als diejenige einer Gummilinse für Kameras ist. Dies trifft jedoch nicht für ein Kopierobjektiv zu, weil ein gewünschtes Auflösungsvermögen über die gesamte Bildebene bei jeder gewählten Vergrößerung aufrechterhalten werden muß, und zwar bei einer Mindestverzeichnung und einer ausreichenden λ nutzbaren Apertur, um die Bildebene gleichförmig auszuleuchten. Eine solche Auslegung ist sehr schwierig.

Bei dem Kopierobjektiv nach der vorliegenden Erfindung sind Linsen symmetrisch gegenüber einem Mittelpunkt oder einer Blendenscheibe angeordnet, so daß die Verzeichnung, welche

10981 B/1350

20AA5U

den ajn schwierigsten zu korrigierenden ldnsenfehler bei einem Objektiv mit veränderlicher Vergrößerung darstellt, vollständig korrigiert werden kann. Wegen des symmetrischen Linsensystems"können auch die Koma und die Farbvergrößerungen aufriedenstellend korrigiert werden, während die sphärische Aberration, der Astigmatismus und die chromatische Aberration auf der Achse maximal korrigierbar sind. Das Auflösungsvermögen von mehr als 8 Strichen pro mm kann über den gesamten Bildbereich im Vergrößerungsbereich von etwa 0,7 bis 1,4 erzielt werden.

Pig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Objektivs mit variabler Vergrößerung gemäß der Erfindung, das aus acht Gruppen und zehn Elementen besteht, die symmetrisch gegenüber einer Blendenscheibe angeordnet sind. Alle Linsengruppen bestehen aus Meniskuslinse!!, deren konkave Flächen alle dem Anschlag zugewendet sind. Die erste Linse L. ist eine Sammellinse; die zweite Linse L₂ eine Zerstreuungslinse j die dritte Linse Lt sowie die vierte Linse L. sind verkittet; die fünfte Linse L₁- ist eine Sammellinse. Die sechste, siebte, achte, neunte und zehnte Linse Lg, L~, Lq, Lq bzw. L-Q sowie die fünfte bis erste Linse sind gegenüber der Blende jeweils symmetrisch. Die Brennweiten der ersten Sammellinse L und der zehnten Sammellinse L₁Q liegen zwischen der zwei- und fünffachen Gesamtbrennweite des Linsensysteme. Diese Linsen L., L₁Q haben die Form beispiels-

1 0 9 8 1 5 / 1 3 S 0 ~⁹~

20A45H

weise einer Meniskuslinse, deren konkave Fläche gegen die Blende gerichtet ist, so daß die Änderung der Linsenfelder als Folge der Verschiebung der Linsen L₁ und L-_Q vermindert werden kann. Diese Linsen L^, L-q bleiben gegenüber der Blende symmetrisch, wenn sie verschoben werden. Das Linsensystem mit den Linsen L, - L_Q ist in der Technik als ürthometar-Linsensyetem bekannt.

Die Auslegungsdaten ergeben sich aus der folgenden Zusammenstellung, wobei

r * Krümmungsradius der Linse;

d_M = Dicken der Linsen sowie Luftzwischenräume zwischen denselben längs der optischen Achse;

I_n β Breqhungeindex der Linsenelemente bei Ver- | wendung der d-Linie des Heliums;

V * Abbe-Zahlen der Linsenelemente bei Verwendung dir d-Linie des Heliums.

(n tob vorn nach hinten numeriert)

Aperturverhiltnie - 1 t 8

-10 * 109815/1350

"¹⁰" 204451A

Brennweite = 248 ram - 258 ram Vergrößerung = 0,7-1,4

^1	= 78.65	Cl1 = 6.58	Nl	= 1.53996	v!	= 59.7
r2	=101.29	d2 = 4.8 —	- 21.	4
r3	= 96.68	d3 = 3-29	N2	= I.53172	V2	= 48.9
r4	= 64.89	d4 = 1.48
V5	= 56.40	d5 =12.77	N3	= I.6779O	V3	= 55.5
	=-150.04	dg = 2.38	N4	= I.62374	V4	= 47.O

r₇ = 44.58 d₇ = 4.19

r₈ = 59.50 d_Q =10.43 N₅ = I.589OO V₅ = 48.6

r₉ = 95.76 d_g = 8.43

r_lo=-95.76 d₁₀=10.43 N₆ = I.589OO V₆ = 48.6

^rll⁼"⁵⁹*^{50 d}ll^{= 4}'¹⁹

r₁₂=-44.58 d₁₂= 2.38 N₇ = 1.62374 V₇ = 47.0

r₁₃=15O.O4 d₁₃=12.77 Ng = 1.67790 Vg = 55.5

r₁₅=-64.89 d₁₅= 3.29 N₉ = 1.53172 V₉ = 48.9

r_1fi=-96.68 ά_ΛΚ* 4.8 —21.4

ίο ίο

r₁₇=-101.29 d₁₇= 6.58 N₁₀= 1.53996 V₁₀= 59.7 r_l8=-78.65

Vergrößerung 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3

^d2 ^{= d}l6 ^*^{8 U}'° ^{19#7 21Λ 19}·^{9 16}·^{5 U#8 6f3}

Brennweit· 248.3 253.6 257.0 258.1 257.1 255.1 252.3 249.1

Entfernung

im Dingrau» 553.8 512.6 47^.5 4M7.4 423.9 404.8 389.4 377.4

10981S/1350 - 10 a -

2Q445U

Entfernung im Bildraum 374.2 397.0 421.7 447.4 474.0 502.8 524.6 547.6

Gesamtlänge des Linsensystems 100.3 118.7 130.1 133.5 130.4 123.7 114.3 103.3

- 11 -

109815/1360

20U5H

Der Abstand im Dingraum ist derjenige zwischen der ersten Fläche der ersten Linse L₁ sowie dem Original 1, während der Abstand im Bildraum zwischen der 18. Fläche der 10.Linse sowie der -Bildebene 2 längs der optischen Achse des Systems liegt. Für jede Vergrößerung wurde der Abstand zwischen dem Original 1 sowie der Bildebene 2 auf 1028.3 mm gehalten (siehe Fig.3).

Fig. 4A und 4B bis Fig. 11A und 11B zeigen die Kurven der sphärischen Aberration bzw. des Astigmatismus für eine gegebene Vergrößerung· Das Aperturverhaltnis ist als Ordinate in den Kurven der sphärischen Aberration aufgetragen, während die Höhe von dem Mittelpunkt des Originals als Ordinate in den Astigmatismuskurven veranschaulicht ist. Es war sichergestellt, daß die Verzeichnung insgesamt innerhalb 0,1 i* für jede Vergrößerung lag.

Die Koeffizienten der sphärischen Aberration I der Koma II, des Astigmatismus III, der Bildwölbung IV sowie der Verzeichnung V für eine gegebene Vergrößerung ergeben sich aus der nachfolgenden Zusammenstellung:

Vergrößerung = 0.7, d_g = djg = 4.8 I II

1 45.58 3.27

2 -11.84 -2.15

3 13.54 2.47

4 -81.29 -6.16

Ill	1	IV	V
0.23	-1	.88	0.15
-0.39	1	.46	-0.33
0.45	-2	.51	0.35
-0.46	.26	-0.20

1098 1 5/ 1 3SO

- 12 -

2Q445H

5	124	.86	7	.58	0	.46	3	.03	0	.21
6	6	.14	-1	.34	0	.29	0	.05	-0	.07
7	-173	.99	-14	.19	-1	.15	-3	.64	-0	.39
8	90	.50	11	.65	1	.50	2	.63	0	.53
9	-6,	.33	-2	.27	-0,	.81	-1	.63	-0,	.88
10	-10,	.09	3,	.28	-1,	.06	-1,	.63	0,	.87
11	104,	.99	-13.	.02	1,	.61	2,	.63	-0.	.52
12	-192.	,14	15.	.30	-1.	.21	-3.	.64	0.	.38
13	4,	,84	1.	.13	0,	,26	0,	.05	0.	.07
14	134.	79	-8.	,04	0.	47	3.	,03	-0.	,20
15	-88.	82	6.	59	-0.	48	-2.	,26	0.	20
16	17-	17	-2.	97	0.	51	1.	51	-0.	35
17	-15.	02	2.	59	-0.	44	-1.	46	0.	33
18	49.	76	-3.	50	0.	24	1.	88	-0.	15
η	12.	67	0.	21	0.	01	0.	23	-0.	00

Vergrößerung = 0.8, d₂ = d^ * l4.0

	I	II	III	2	IV	0	V
				-1		-0
1	53.64	2.34	0.10	1	.03	0	.09
2	-14.33	-2.13	-0.31	-2	.58	-0	.28
3	16.58	2.87	0.49	3	.63	0	.37
4	-96.74	-7.01	-0.50	0	.44	-0	.21
5	148.26	8.61	0.50	-3	.27	-0	.21
6	6.90	-1.47	0.31	2,	.06	0,	.07
7	-207.44	-16.17	-1.26	-1,	.93	-0,	.40
8	108.86	13.36	1.64	-1.	.84	0,	.55
9	-8.1.0	-2.74	-0.92	.76	.91
10	-10.96	3.74	-1.10	76	.91

109815/1350 - 13 -

	119.89	I	-14.	37	1.72	2.84	5.7	IV	2044514
11	-221.25	63.14	16.	98	-1.30	-3.93	2.18	-0.54
12	5.92	-17.34	1.	31	0.29	0.06	-1.69	0.40
13	155.82	20.36	-8.	94	0.51	3.27	1.75	0.07
14	-102.47	-115.66	7.	32	-0.52	-2.44	-2.61	-0.21
15	19.34	176.89	-3.	24	0.54	1.63	3.50	0.21
16	-16.41	7.80	2.	36	-0.34	-1.58	0.06	-0.36
17	55.68	-248.48	-2.	41	-0.10	2.03	-4.21	0.27
18	13.21	131.55	0.	16	-0.05	0.25	3.04	-0.09
ö	Vergrößerung =	-10.38	0.9, d	2 =	dl6 = 1!	-1.89	-0.00
		-11.94	II		III	-1.89
1	137.57	1.	69	0.04	3.04	V
2	-256.02	-2.	19	-0.27	-4.21	0.05
3	7.27	3.	34	0.54	0.06	-0.24
4	181.03	-7.	97	-0.54	3.50	0.37
5	-118.80	9.	77	0.53	-2.61	-0.21
6		-1.	60	0.33	0.22
7	-18.	40	-1.36	-0.08
8	15.	31	1.78	-0.41
9	-3.	29	-1.04	0.56
10	3.	67	-1.13	-0.93
11	-15.	83	1.82	0.93
12	18.	82	-1.38	-0.56
13	1.	52	0.32	0.41
14	-9.	94	0.54	0.08
15	8.	13	-0.55	-0.22
			0.21

- 14 -109815/1350

	21.87	I	-	M -	0.57	1.75	-0.37
	-18.37	73.37		iS	-0.28	-I.69	0.24
16	63.88	-20.63	-3.53	0.04	2.18	-0.05
17	14.37	24.48	2.29	-0.04	0.27	-0.00
18	Vergrößerung =	-135.96	-1.71	16 = 21'k
π		207.55	0.08	III	IV	V
	1	8.74	1, d2 = d.	0.03	2.30	0.04
	2	-292.54	II	-0.27	-1.78	-0.23
3	156.03	1.56	0.59	I.85	0.37
4	-12.92	-2.38	-0.58	-2.76	-0.21
5	-12.93	3.80	0.57	3.69	0.22
6	156.05	-8.90	0.34	0.06	-0.08
7	-292.55	10.90	-1.44	-4.44	-0.41
8	8.74	-1.73	1.90	3.21	O.56
9	207.56	-20.59	-1.14	-1.99	-0.93
10	-135.96	17.22	-1.14	-1.99	0.93
11	24.49	-3.85	1.90	3.21	-0.56
12	-20.63	3.85	-1.44	-4.44	0.41
13	73.37	-17.22	0.34	0.06	0.08
14	16.26	20.59	0.57	3.69	-0.22
15	1.73	-0.58	-2.76	0.21
16	-10.90	0.59	1.85	-0.37
17	8.90	-0.27	-1.78	0.23
18	-3.80	0.03	2.30	-0.04
Σ2	2.38	-0.03	-0.28	0.00
-1.56
-0.00

- 15 -10981S/13E0

	I	I	= 1.1, d2 =	dl6 " 15	1.9	IV	5	IV	2044514
	86.73	101.82	II	III	2.41	2.51
Vergrößerung	-24.94	-29.83	2.06	0.04	-1.87	-1.95	V
	29.71	35-37	-2.80	-0.31	1.94	2.02	0.05
1	-161.37		4.33	0.63	-2.89	-0.24
2	245.90	-9.97	-0.61	3.88	0.37
3	9.87	12.20	0.60	0.07	-0..21
4	-347.78	-1.87	0.35	-4.66	0.22
VJl	186.87	-23.09	-1.53	3.37	-0.08
6	-16.22	19.42	2.01	-2.09	-0.41
7	-14.10	-4.51	-1.25	-2.09	0.56
8	178.71	4.04	-1.15	3.37	-0.93
9	-337.55	-18.78	1.97	-4.66	0.93
10	10.60	22.57	-1.51	0.07	-0.56
11	240.31	1.97	0.36	3.88	0.41
12	-157.13	-11.99	0.59	-2.89	0.08
13	27.66	9.78	-0.60	1.94	-0.22
14	-23.55	-4.09	0.60	-1.87	0.21
15	85.75	2.67	-0.30	2.41	-0.37
16	19.47	-2.04	0.04	0.29	0.24
17	Vergrößerung =	-0.10	-0.04	-0.05
18		1.2, d2 = c	I16 = 16.	0.00
	1	II	III
CM	3.05	0.09	V
3	-3.37	-0.38	0.07
4.86	0.66	-0.26
		0.37

- 16 -109815/1350

4	-188	.63	2	.08	-11.03	-0.64	-3.01	-0.21
5	286	.99	119.	.11	13.48	0.63	4.03	0.21
6	11-06	-35.	.86	-2.00	0.36	0.07	-0.07
7	-407	41.	.31	-25.57	-1.60	-4.85	-0.40
8	220	-218.	.58	21.60	2.12	3.51	0.55
. 9	-19	332.	.13	-5.17	-1.34	-2.18	-0.91
10	-15	12.	.63	4.21	-1.16	-2.18	0.92
11	202	-472.	.98	-20.30	2.03	3.51	-0.55
12	-385	256.	.51	24.51	-1.56	-4.85	0.40
13	12	.9β	2.20	0.38	0.07	0.08
14	274	.66	-13.04	0.61	4.03	-0.22
15	-179,	►06	10.63	-0.62	-3.01	0.21
16	30.	► 59	-4.38	0.62	2.02	-0.37
17	-26.	Γ = 1.3,	3.08	-0.35	-1.95	0.26
18	99.		-2.99	0.09	2.51	-0.07
ΣΙ	23.	45	-0.21	-0.06	0.31	0.00
Vergrößerung	56	2 s dl6	j = 11.8
	65	II	III	IV	V
1	57	4.56	0.17	2.60	0.10
2	11	-4.12	-0.47	-2.01	-0.28
3	35	5.40	0.70	2.09	0.36
4	29	-12.11	-0.67	-3.12	-0.21
5	77	14.78	0.65	4.17	0.21
6	-2.14	0.37	0.07	-0.07
7	-28.09	-1.67	-5.02	-0.39
8	23.83	2.21	3.63	0.5*

- 17 -360

9	-23.95	I	-5.85	-1.43	-2.25	-0.90
10	-16.60	139.51	4.39	-1.16	-2.25	0.90
11	228.44	-42.07	-21.83	2.08	3.63	-0.54
12	-436.82	48.38	26.47	-1.60	-5.02	0.40
13	14.88	-250.45	2.45	0.40	0.07	0.07
14	312.70	380.12	-14.11	0.63	4.178	-0.21
15	-203.85	13.70	11.49	-0.64	-3.12	0.21
16	34.56	-541.75	-4.67	0.63	2.09	-0.36
17	-30.00	295.92	3.60	-0.43	-2.01	0.29
18	113.52	-28.39	-4.38	0.16	2.60	-0.10
	28.81	-17.93	0.33	-0.05	0.32	0.00
Vergrößerung = 1.4,	255.66	d2 = dl6	= 6.3
	-491.33	II	III	IV	V
1	17.29	6.56	0.30	2.67	0.14
2	-5.04	-0.60	-2.07	-0.32
3	5.94	0.73	2.15	0.35
4	-13.17	-0.69	-3.21	-0.20
5	16.07	0.68	4.30	0.21
6	-2.28	0.37	0.07	-0.07
7	-30.60	-1.72	-5.17	-0.38
8	26.04	2.29	3.73	0.53
9	-6.54	-1.50	-2.32	-0.88
10	4.56	-1.16	-2.32	0.88
11	-23.34	2.13	3.73	-0.53
12	28.41	-1.64	-5.17	0.39
13	2.69	0.41	0.07	0.07

- 18 -109815/1350

	352.52	-15.17	- ie -	4.30	20.
	-229.53	12.34	19	-3.21
14	38.30	-4.95	0.65	2.15	-0.21
15	-33.44	4.21	-0.66	-2.07	0.20
16	128.58	-6.16	0.64	2.67	-0.36
17	35.09	-0.42	-0.53	0.33	0.32
18		0.29	-0.14
H		-0.00	0.00

109815/1360

In dem erfindungsgemäßen Linsensystem, bei dem die Sammellinsen L₁ und L-^q verschoben werden, erfolgt die Verschiebung am weitesten nach außen, wenn die Vergrößerung gleich 1 ist.. Dies bedeutet, daß dann das Linsensystem die größte Länge hat. Wenn die Vergrößerung größer oder kleiner als 1 ist, werden beide Linsen L., L₁Q gegen die Blende bewegt. Dies bedeutet, daß die Länge des Linsensystems und die Brennweite geringer werden. Wenn somit ein reflektierender Spiegel 4 in den Strahlengang eingesetzt wird, um ein aufrechtes Bild zu erhalten, bewegt sich das Linsensystem gegen den reflektierenden Spiegel 4_S wie an der Stelle 3A in Fig. 3 veranschaulicht ist, um die Vergrößerung zu steigern, jedoch wird die Gesamtlänge des Linsensystems 3 in der vorangehend beschriebenen Weise vermindert, so daß das Linsensystem 3 nicht gegen den reflektierenden Spiegel 4 anschlägt. Wenn andererseits die äußersten Linsen L- und L₁₀ Zerstreuungslinsen sind, wird die gesamte Länge des Linsensystems am kürzesten, wenn die Vergrößerung gleich 1 ist, während die Länge größer wird, wenn die Vergrößerung größer oder kleiner als 1 ist, so daß in dem optischen System nach Figo 3, wenn die Vergrößerung größer ist, der Abstand zwischen dem -^insensyetem 3 sowie dem reflektierenden Spiegel 4 das Beetreben hat, zu gering sbu werden. Dies bedeutet, daß die Änderung des Vergrößerungebereichs reduziert wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die äußerßten

1 0 9 8 1 5 / 1 3 B 0 " ²° "

20445U

Linsen t)zw. die vordere idnse L₁ sowie die rückwärtige Linse L.JQ symmetrisch gegenüber der Blende verschoben, jedoch versteht es sich, daß die Linsen Ln, Lq symmetrisch gegenüber der Blende verschoben werden können, während die Linsen L^ und L-Q ortsfest gehalten werden, wie in Pig. 12 veranschaulicht. Wahlweise können die Linsen 1-, Lp> LQjL₁Q symmetrisch gegenüber der Blende verschoben werden, wie in Fig. 13 veranschaulicht. In diesen Fällen ist es vorzuziehen, daß der Durchmesser der Linse L_?, Lq größer gemacht wird. Alle Linsen L₁ - L₁Q sind so gewählt, daß sie gegenüber der Blende vollständig symmetrisch sind, jedoch kann der Erfindungsgedanke auch durchgeführt werden, wenn diese Linsen nahezu symmetrisch gegenüber der Blende angeordnet sind.

Pig. 14- zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, dessen Auslegungsdaten sich gemäß der nachfolgenden Zusammenstellung ergeben, wobei die einzelnen Parameter folgende g Bedeutung haben:

r = Krümmungsradius der Linse j

d » Dicken der Linsen sowie der Luftspalte zwischen denselben längs der optischen Achse;

N » Brechungeindex der Linsenelemente bei Verwendung der d-Linie des Heliums;

V * Abbe-Zahlen der Linsenelemnte bei Verwendung

- 21 -109815^350

20U5H

der d-Linie des Heliums;

(n ist von vorn nach hinten numeriert).

Maximales Aperturverhältnis = 1 : 11 Brennweite = 248 mm - 258 mm Vergrößerung = 0,7 - 1,4

T₁ = 67.1 U₁ = 4.63

r₂ = 75.254 d₂ = 1.71 — 20.585 N₁ = 1.54625 V₁ = 59.7 r₃ = 85.9 d₃ = 3.45

r₄ = 69.173 d₄ = 2.41 N₂ = 1.53933 V₂ = 48.9 V₅ = 53.785 d₅ = 8.94

r₆ =-144.61 d₆ = 2.63 N₃ = 1.68641 V₃ = 55.5 r₇ = 42.326 d_? = 2.90 N₄ = 1.63306 V₄ = 47.0 r₈ = 59.235 dg = 5.29

r_g = 88.855 d_g = 6.62 N₅ = 1.61725 V₅ = 46.2

r_lo=-88.855 d_1Q= 5.29 V₆ = 46.2

r_u=-59.259 d₁₁₌ 2.90 N₆ = 1.61725

r_l2=-42.326 d_±2 = 2.63 V₇ = 47.0

r₁₃=l44.6l d_l3= 8.94 N₇ = 1.63306 V₈ = 55.5 r_l4=-53.785 ά_±^ 2.41 Ng = 1.68641

r₁₅=-69.173 d^= 3.45 V₉ > 48.9

r_l6=-85.9 d_l6= 1.71—20.585 N_g = 1.53933

r₁₇=-75.254 d_1?= 4.36 V₁₀= 59.7

r_l8=-67.1 N₁₀= 1.54625

- 22 -109815/1350

204A5H

Die Erfindung schafft demgemäß ein Linsensystem mit besonderer Ausbildung zur Anwendung in Verbindung mit Photokopie rmaschinen, Lichteetzmaschlnen und dergleichen, deren Vergrößerung kontinuierlich innerhalb eines Bereiches nahe der Vergrößerung 1:1, beispielsweise zwischen 0,7 und 1,4 veränderlich ist.

Das Linsensystem gemäß Erfindung umfaßt also Linsen und |

Linsengruppen in symmetrischer Anordnung gegenüber einer zentralen Blende dergestelt, daß die äußersten Linsen (die vordere und rückwärtige Linse) und/oder die Linsen nächst den äußersten Linsen gegen die Blende oder von dieser weg verschiebbar sind, während die Symmetriebeziehung aufrecht erhalten wird. Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Vergrößerung den Wert 1, wenn die Gesamtlänge des Linsensystems am größten ist, während die Vergrößerung größer oder geringer als 1 ist, wenn die Gesamtlänge geringer als die größte Länge ist, Die Fehler einschließlich der chroma- " tischen Aberration sind gut korrigiert.

- 23 Patentansprüche

109815/13B0

Claims (5)

1. Patentansprüche :

   'l/ Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung, welche innerhalb eines Bereiches nahe der 1:1-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, gekennzeichnet durch mehrere Linsenelemente in symmetrischer Anordnung gegenüber einer zentralen Blende dergestalt, daß die äußersten Linsenelemente (L₁, ^liq) verschiebbar sind, während ihre Symmetrie gegenüber der zentralen Blende aufrechterhalten bleibt.
2. 2. Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung, welche innerhalb eines Bereiches nahe der 1:1-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, gekennzeichnet durch mehrere Linsenelemente in symmetrischer Anordnung gegenüber einer zentralen Blende dergestalt, daß die nächst den äußersten Linsenelementen befindlichen Linsenelemente (Lp, Lg) unter Aufrechterhaltung von deren Symmetrie gegenüber der zentralen Blendenscheibe verschiebbar sind.
3. 3. Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung, welche innerhalb eines Bereiches nahe der 1:1-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, gekennzeichnet durch mehrere Linsenelemente in symmetrischer Anordnung gegenüber einer zentralen Blende dergestalt, daß sowohl die äußersten Lineenelemente (L₁, L ₁₀) als auch die Linsenelemente (Lp, Lq) nächst den äußersten Linsenelementen unter Aufrechterhaltung von deren Symmetrie gegenüber der zentralen Blendenscheibe verschiebbar sind.

   109815/1350 " ^2k "

   ZS
4. 4. Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung, welche innerhalb eines Bereiches nahe der 1:1-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zehn Linsenelemente (welche von vorn nach hinten aufeinanderfolgend numeriert sind) in symmetrischer Anordnung gegenüber der zentralen Blendenscheibe vorgesehen sind, daß die erste und zehnte Linse (L., L₁₀) MeniskusSammellinsen sind, welche gegen die zentrale Blendenscheibe sowie von dieser weg verschiebbar sind, während die Symmetrie gegenüber der zentralen Blendenscheibe aufrechterhalten wird, daß die zweite und neunte Linse (L₃₉ L_g) Meniskus-Zerstreuungslinsen sind, daß die dritte und vierte Linse (L,, Lh) sowie die siebte und achte Linse (L₇, Lo) bikonvexe bsw. bikonkave Linsen in Verkittung miteinander sind, daß die fünfte und sechste Linse (Lj-, Lg) Meniskussammellinsen sind, daß die konkaven Flächen aller Linsen und verkitteten Linsen gegen die zentrale Blendenscheibe gerichtet sind und daß die einzelnen Linsen die folgenden Krümmungsradien der Flächen, Dicken und Abstände längs der optischen Achse der Linsen nebst entsprechenden Luftzwischenräumen, Brechungsindizes sowie Abbe-Zahlen bei Verwendung der d-Linie des Heliums bei dem maximalen Öffnungsverhältnis 1:8 aufweisen, wobei die Brennweite «wischen 248 mm und 258 mm und der Vergrößerungsbereich zwischen 0,7 und 1,4 liegen:

   T₁ = 78.65 d_± = 6.58 N₁ = 1.53996 V₁ = 59.7 V₂ =101.29 d₂ = 4.8—21.4

   109815/1350 ~²⁵~

   '**' 2CU45U

   r₃ = 96.68 d₃ = 3.29 N₂ = 1.53172 V₂ = 48.9 r₄ = 64.89 d^ = 1.48

   ^r5 = 56.40 ^d5 =12.77 N₃ = I.6779O ^V3 ⁼ 55.5 ^r6 =-150.04 ^d6 = 2.38 N₁₁ = I.62374 ^V4 = 47.O ^r7 = 44.58 ^d7 = 4.19 ^r8 = 59.50 ^d8 =10.43 N₅ = I.589OO ^V5- 48.6 ^r9 = 95.76 ^d9 = 8.43 ^r10 =-95.76 ^d10 =10.43 ^N6 = I.589OO ^V6 = 48.6 =-59.50 ^dll = 4.19 ^r12 =-44.58 ^d12 = 2.38 N₇ = 1.62374 ^V7 ⁼ 47.0 ^rl3 =150.04 ^dl3 =12.77 N₈ = I.6779O V₈ = 55.5 ^rl4 =-56.40 ^dl4 = 1.48 ^r15 =-64.89 ^d15 = 3.29 N₉ = I.53172 ^V9 ⁼ 48.9 ^rl6 =-96.68 ^dl6 = 4.8 — 21.4 ^r17 =-101.29 ^d17 = 6.58 N₁₀= -I.53996 ^V10⁼ 59.7 ^rl8 =-78.65

   wobei bedeuten:

   r mit einem Index den Krümmungsradius einer durch den Index bezeichneten Fläche bezeichnet, wobei die Flächen aufeinanderfolgend von vorn nach hinten numeriert sind und ein positiver Radius eine nach vorn konvexe und ein negativer Radius eine nach vorn konkave Fläche angeben,

   d mit einem Index die Dicke der jeweiligen Linse bxw. des Luftraums zwischen benachbarten Linsen in Durch-

   109815/1350 " ^2β "

   2OU5U

   nuraerierung von vorn nach hinten bezeichnet;

   N mit einem Index die Brechungszahl der durch den Index bezeichneten Linse bezeichnet;

   V mit einem Index die Abbe-Zahl der durch den Index bezeichneten Linse bezeichnet.
5. 5. Linsensystem mit veränderlicher Vergrößerung, welche innerhalb eines Bleiches nahe der 1:1-Vergrößerung kontinuierlich veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zehn Linsenelemente (welche von vora nach hinten aufeinanderfolgend numeriert sind) in symmetrischer Anordnung gegenüber der zentralen Blendenscheibe vorgesehen sind, daß die erste und zehnte Linse (L₁, ^liq) Meniskussammellinsen sind, welche gegen die zentrale Blendenscheibe sowie von dieser weg verschiebbar sind, während die Symmetrie gegenüber der zentralen Blendenscheibe aufrechterhalten wird, daß die zweite und i

   neunte Linse (Lp, Lq) Meniskus-Zerstreuungslinsen sind, daß die dritte und vierte Linse (L,, L J sowie die siebte und achte Linse (L₇, Lo) bikonvexe bzw. bikonkave Linsen in Verkittung miteinander sind, daß die fünfte und sechste Linse (L(-, Lg) Meniskussammellinsen sind, daß die konkaven Flächen äLler Linsen und verkitteten Linsen gegen die zentrale Blendenscheibe gerichtet sind und daß die einzelnen Linsen die folgenden Krümmungsradien der Flächen, Dicken und Abstände längs der optischen Achse der Linsen nebst entsprechenden

   - 27 1 O 9 8 1 S / 1 3 5 O

   2Ü445U

   Luftzwischenräumen, Brechungsindizes sowie Abbe-Zahlen bei Verwendung der d-Linie des Heliums bei dem maximalen Öffnungsverhältnis von 1:11 aufweisen, wobei die Brennweite zwischen 248 mm und 258 mm und der Vergrößerungsbereich zwischen 0,7 und 1,4 liegen:

   V₁ = 67.1 ^dl = 4.63 -20.585 N₁ = Ι.54625 ^Vl = 59.7 v₂ = 75.254 d₂ = 1.71- N = 1.53993 ^V2 = 48.9 r₃ = 85.9
   r₄ = 69.173 ^d3 =
   ^d4 = 3.45
   2.41 r₅ = 53.785 ^d5 ⁼ 8.94 N₃ = 1.68641 V₃ = 55.5 r₆ =-144.61 ^d6 = 2.63 ^N4 = 1.63306 ^V4 = 47.0 r = 42.326 ^d7 ⁼ 2.90 r₈ = 59.235 ^d8 = 5.29 ^N5 ⁼ 1.61725 V₅ = 46.2 V₉ = 88.855 s- 6.62 ^V6 = 46.2 r_lo=-88.855 ^d10⁼ 5.29 ^N6 = 1.61725 r₁₁₌-59.259 ^dir 2.90 ^V7 ⁼ 47.0 r₁₂=-42.326 ^d12 ⁼ 2.63 N₇ = 1.63306 ^V8 = 55.5 r₁₃=l44.6l ^dl3 = 8.94 ^N8 = 1.68641 r_l4=-53.785 ^dl4 = 2.41 ^V9 = 48.9 r₁₅=-69.173 ^d15⁼ 3.45 -20.585 N_g = 1.53933 r_l6=-85.9 ^dl6 ⁼ 1.71- ΝΙΟ 1.54625 ^V10 = 59.7 r_l8=-67.1 ^d17 ⁼ 4.36

   wobei bedeuten:

   r mit einem Index den Krümmungsradius einer durch den

   109815/1350

   -28 -

   20U5H

   Index bezeichneten Fläche bezeichnet, wobei die Flächen aufeinanderfolgend von vorn nach hinten numeriert sind und ein poitiver Radius eine nach vorn konvexe und ein negativer Radius eine nach vorn konkave Fläche angeben;

   d mit einem Index die Dicke der jeweiligen Linse bzw. des Luftraums zwischen benachbarten Linsen in Durchnumerierung von vorn nach hinten bezeichnet;

   N mit einem Index die Brechungszahl der durch den Index bezeichneten Linse bezeichnet;

   V mit einem Index die Abbe-Zahl der durch den Index bezeichneten Linse bezeichnet.

   1 0 iJ 8 1 S / 1 T ? 0