DD148391A1 - WIDE ANGLE LENS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv hoher relativer Oeffnung von mindestens 1 : 3,5 und kleiner Baugroesze, bei dem ein zentraler sammelnder Objektivteil sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen wird. Der sammelnde Objektivteil bestehtaus 4 einzelstehenden Linsengliedern, wobei vor dem Blendenraum ein nahezu afokaler verkitteter Meniskus, welcher eine monochromatisch fast wirkungslose Kittflaeche enthaelt und seine konvexe Flaeche dem Objektiv zuwendet, angeordnet ist, waehrend nach der Blende in Lichtrichtung eine Bikonvexlinse, ein streuender und eine sammelnder Meniskus folgen,die saemtlich ihre konvexe oder staerker Flaeche dem Bild zuwenden. Durch die Vermeidung von stark wirkenden Kittflaechen eignet sich diese Objektivkonstruktion fuer eine hochgenaue Fertigung mittels Zentrierdrehens.The invention relates to a wide-angle lens high relative opening of at least 1: 3.5 and small Baugroesze, in which a central collecting lens part is both object and image side enclosed by a respective scattering meniscus. The collecting objective part consists of 4 individual lens elements, with a nearly afocal cemented meniscus, which contains a monochromatically almost ineffective putty face and its convex surface facing the lens, arranged in front of the aperture, while after the aperture in the light direction a biconvex lens, a scattering and a collecting Meniscus follow, all their convex or staerker surface turn to the picture. By avoiding strong-acting putty surfaces, this lens construction is suitable for high-precision production by means of centering.
Description
-•ί- 218 092- • ί- 218 092
Titel der Erfindung: Weitwinkelobjektiv Title of the Invention: Wide Angle Lens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkelobjektiv hoher Auflösung, welches vorwiegend für fotografische und fotograimnetrische Zwecke dient.The invention relates to a wide-angle lens of high resolution, which is mainly used for photographic and fotograimnetrische purposes.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bekannte Weitwinkelobjektive besitzen einen zentralen sammelnden Objektivteil, der sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen ist. Characteristic of the known technical solutions: Known wide-angle lenses have a central collecting objective part, which is surrounded on the object as well as on the image side by a scattering meniscus each.
Bezüglich des zentralen Objektivteils unterscheiden sich die einzelnen Erfindungen.With regard to the central objective part, the individual inventions differ.
In der Erfindungsbeschreibung CH 310552 besteht der zentrale Objektivteil aus vier luftraumgetrennten Linsengliedern, dabei sind zwei Linsenglieder mit Kittflächen zur chromatischen Korrektion versehen.In the invention description CH 310552, the central lens part consists of four airspace-separated lens elements, while two lens elements are provided with cemented surfaces for chromatic correction.
In der Erfindungsbeschreibung CH 449995 enthält der sammelnde Objektivteil zwei sammelnde durch die Blende getrennte Glieder, von denen jedes mindestens eine zur Blende erhabene Kittfläche enthält.In the invention description CH 449995 contains the collecting objective part two collecting through the diaphragm separate members, each of which contains at least one raised to the aperture cement surface.
In DD 49692 und DE-AS 1273853 werden Weitwinkelobjektive beschrieben, bei denen der zentrale sammelnde Objektivteil aus zwei sammelnden Einzelgliedern aufgebaut ist, von denen jedes eine stark durchgebogene sammelnde und streuende Kittfläche enthält.In DD 49692 and DE-AS 1273853 wide-angle lenses are described, in which the central collecting objective part is composed of two collecting individual members, each of which contains a strongly bent collecting and scattering cement surface.
Alle beschriebenen Objektive haben eine große Baulänge, und vor allem sind die freien Durchmesser an der erstenAll lenses described have a great length, and above all, the free diameter at the first
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Linse sehr groß, größer als das 3fache der sphärischen Bündeldurchmessers. Weiterhin besitzen diese Objektive im zentralen sammelnden Objektivteil Linsenglieder, die stark wirkende Kittflächen enthalten, d.h. bei denen diese Kittflächen starke Krümmungen aufweisen und/oder die Brechzahldifferenzen an diesen Flächen groß sind. Objektive, die solche extrem angespannten Kittflächen vermeiden, eignen sich nur für kleine relative Öffnungen bis zu maximal 1:5· Weiterhin sind die Linsenglieder des zentralen Objektivteils nur durch extrem kleine Lufträume voneinander getrennt, und auch für den Einbau einer Blende steht nur wenig Platz zur Verfügung.Lens very large, greater than 3 times the spherical bundle diameter. Furthermore, these lenses in the central collecting lens portion have lens members containing strong-acting cement surfaces, i. in which these cemented surfaces have strong curvatures and / or the refractive index differences at these surfaces are large. Lenses that avoid such extremely strained cemented surfaces are only suitable for small relative openings up to a maximum of 1: 5 · Furthermore, the lens elements of the central lens part are only separated by extremely small air spaces, and also for the installation of an aperture is little space available.
Wegen der zuletzt beschriebenen Eigenheiten sind die bekannten Objektivkonstruktionen nicht geeignet für das Ver- fahren des Zentrierdrehens, was als modernstes Fertigungsverfahren gilt. Dieses Verfahren wird in der folgenden Literatur beschrieben:Because of the peculiarities described last, the known lens constructions are not suitable for the method of centering, which is considered the most modern production method. This process is described in the following literature:
Carnell et al.; Optica Acta 21 (1974) H. 6, S. 615 - 629 Sokolowa, J. S.; Opt.-Mech. Prom. 1973, H. 7, S. 53Carnell et al .; Optica Acta 21 (1974) H. 6, p. 615-629 Sokolowa, J. S .; OPTION Mech. Prom. 1973, H. 7, p. 53
Ziel der Erfindung: . Object of the invention:.
Das Ziel der Erfindung ist es, ein Weitwinkelobjektiv zu schaffen, das die Anwendung des Zentrierdrehens (WP 80998) erlaubt, stark wirkende Kittflächen vermeidet und dabei noch eine kleine Baugröße und ein hohes Öffnungsverhältnis erreicht.The object of the invention is to provide a wide-angle lens that allows the application of centering (WP 80998) avoids strong-acting cement surfaces while still achieving a small size and a high aperture ratio.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den bekannten Weitwinkelobjektiven den konstruktiven Aufbau des zentralen Objektivteils zu verändern.The invention has for its object to change the structural design of the central lens part in the known wide-angle lenses.
Die Aufgabe wird bei einem Weitwinkelobjektiv hoher relativer Öffnung von mindestens 1:3,5 und einer Baugröße kleiner als dem 1,8fachen der Brennweite, bei dem ein zentraler sammelnder Objektivteil sowohl objekt- als auch beidseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen ist, dadurch gelöst, daß der zentrale sammelnde Objektivteil aus 4 einzelstehenden Linsengliedern aufgebaut ist,The object is achieved in a wide-angle lens high relative aperture of at least 1: 3.5 and a size less than 1.8 times the focal length, in which a central collecting objective part is both object and on both sides surrounded by a scattering meniscus, thereby in that the central collecting objective part is made up of 4 individual lens elements,
_ 3 —_ 3 -
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bei diesem vor dem Blendenraum ein nahezu afokaler verkitteter Meniskus angeordnet ist, der seine konvexe Fläche dem Objekt zuwendet, während nach der Blende in Lichtrichtung eine Bikonvexlinse, ein streuender und ein sammelnder Meniskus folgen, die sämtlich ihre konvexe oder stärker konvexe Fläche dem Bild zuwenden, und wobei der Luftraum zwischen der Bikonvexlinse und dem streuenden Meniskus die Form einer Sammellinse und der Luftraum zwischen dem streuenden und dem sammelnden Meniskus die Form einer dünnen Zerstreuungslinse hat. Dabei ist die Differenz der Brechzahlen der verwendeten Gläser bei dem vor dem Blendenraum stehenden nahezu afokalen verkitteten Meniskus kleiner als 0,05. Die Konstruktionselemente für eine Brennweite f = 1 sind in den Tabellen 1 bis 3 angegeben.a near-afocal cemented meniscus is placed in front of the aperture space, which faces its convex surface towards the object, while after the aperture in the light direction a biconvex lens, a scattering and a collecting meniscus follow, all of which turn their convex or more convex surface toward the image, and wherein the air space between the biconvex lens and the scattering meniscus is in the form of a condenser lens and the air space between the diffusing and collecting meniscus is in the form of a thin diverging lens. The difference between the refractive indices of the glasses used is less than 0.05 in the case of the almost afocal cemented meniscus in front of the aperture space. The design elements for a focal length f = 1 are given in Tables 1 to 3.
Diese Erfindung hat den Vorteil, daß für die angegebenen Linsenanordnungen das Verfahren des Zentrierdrehens angewendet werden kann. Dazu ist es nötig, daß zwischen den Linsengliedern genügend große Abstände vorhanden sind.This invention has the advantage that the method of centering rotation can be used for the indicated lens arrangements. For this it is necessary that between the lens members sufficiently large distances are present.
Auch ist ein genügend großer Blendenraum vorhanden zum Einbau einer Blende oder eines Verschlusses. Dieses Weitwinkelobjektiv besitzt eine kleine Baugröße und eine hohe Lichtstärke von mindestens 1:3>5· Die freien Durchmesser an der ersten Linse bleiben relativ klein. Es kommen keine stark wirkenden Kittflächen vor.Also, a sufficiently large aperture space is available for installing a panel or a closure. This wide-angle lens has a small size and a high light intensity of at least 1: 3> 5 · The free diameter of the first lens remain relatively small. There are no strong cemented surfaces.
Ausführungsbeispiel: i A u sführungsbeispiel: i
Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren 1 und 2 zeigen die Anordnung und die Form der einzelnen Linsenglieder. Der zentrale sammelnde Objektivteil besteht aus 4 einzelstehenden Linsen bzw. Gliedern. In Lichtrichtung vor dem Blendenraum ist ein Meniskus 2 mit einer Kittfläche angeordnet. Hinter dem Blendenraum Ip sind eine Bikonvexlinse 3» ein streuender und ein sammelnder Meniskus 4 und 5 angeordnet. Dieser Objektivteil wird sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus 1 und 6 umschlossen.The invention will be explained in more detail in exemplary embodiments. Figures 1 and 2 show the arrangement and the shape of the individual lens elements. The central collecting lens part consists of 4 individual lenses or links. In the light direction in front of the aperture space, a meniscus 2 with a cemented surface is arranged. Behind the aperture space Ip, a biconvex lens 3 "a scattering and a collecting meniscus 4 and 5 are arranged. This objective part is surrounded by a scattering meniscus 1 and 6 both on the object side and on the image side.
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Der vor dem Blendenraum angeordnete Meniskus 2 ist wenig wirksam und nahezu afokal. Er enthalt eine monochromatisch fast wirkungslose Kittfläche, d.h. diese Kittfläche dient nur zur chromatischen Korrektion. Die Brechzahldifferenz der angrenzenden Gläser ist deutlich kleiner als 0,05. Der genannte Meniskus 2 wendet seine konvexe Fläche dem Objekt zu und besitzt eine Brennweite, welche betragsmäßig mindestens 3mal größer als die Brennweite des GesamtObjektivs ist. Seine Durchbiegung muß in einer solchen Größenordnung sein, daß der Blendenraum die Form einer schv/achen durchgebogenen Sammellinse annimmt, d.h. die der Blende zugewandte hohle Fläche muß stärker gekrümmt sein als die der Blende zugewandte Fläche der nachfolgenden Bikonvexlinse 3« Durch den speziellen Aufbau des Innengliedes, d.h. durch die Anordnung eines streuenden Meniskus 4 hinter der Bikonvexlinse 3 und durch die beschriebene Ausbildung des Blendenraumes gelingt, im Gegensatz zu bekannten Weitwinkelobjektiven mit sphärisch wirkenden Kittflächen, eine fast zonenfreie sphärische und Komakorrektion. Die Bikonvexlinse 3, der streuende und der sammelnde Meniskus 4 und 5 wenden sämtlich dem Bild ihre konvexe oder stärker konvexe Fläche zu. Dabei hat der Luftraum zwischen der Bikonvexlinse 3 und dem streuenden Meniskus 4 die Form einer Sammellinse und der Luftraum zwischen dem streuenden und dem sammelnden Meniskus 4 und 5 die Form einer dünnen Zerstreuungslinse. Die Tabellen 1 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung für eine Brennweite f = 1 mit relativen Öffnungen zwischen 1:3,5 und 1:2,8 und Feldwinkeln zwischen 2 er' = 80° und 2 (T = 92°.The meniscus 2 located in front of the aperture space is less effective and almost afocal. It contains a monochromatic almost ineffective cement surface, ie this cement surface is only for chromatic correction. The refractive index difference of the adjacent glasses is significantly smaller than 0.05. Said meniscus 2 applies its convex surface to the object and has a focal length which is at least 3 times greater in magnitude than the focal length of the overall objective. Its deflection must be of such magnitude that the diaphragm space takes the form of a schv / achen deflected converging lens, ie the diaphragm facing the hollow surface must be more curved than the diaphragm facing surface of the subsequent Biconvexlinse 3 «Due to the special structure of the inner member That is, by the arrangement of a scattering meniscus 4 behind the biconvex lens 3 and by the described design of the aperture space succeeds, in contrast to known wide-angle lenses with spherical-acting cement surfaces, an almost zone-free spherical and Komakorrektion. The biconvex lens 3, the scattering and collecting meniscus 4 and 5 all apply their convex or more convex surface to the image. In this case, the air space between the biconvex lens 3 and the scattering meniscus 4 has the shape of a converging lens and the air space between the scattering and the collecting meniscus 4 and 5 in the form of a thin diverging lens. Tables 1 to 3 show embodiments of the invention for a focal length f = 1 with relative openings between 1: 3.5 and 1: 2.8 and field angles between 2 er '= 80 ° and 2 (T = 92 °.
Figur 1 zeigt eine Anordnung, welche den ersten beiden Ausführungsbeispielen in den Tabellen 1 und 2 entspricht. Figur 2 zeigt eine Anordnung, welche dem 3· Ausführungsbeispiel gemäß Tabelle 3 entspricht. Dieses letzte Beispiel ist feinstkorrigiert für die vignettierungsfreie Öffnung und erreicht demzufolge eine sehr gleichmäßige Auflösung über das gesamte Bildfeld und eine äußerst günstige Lichtverteilung entsprechend cosVFigure 1 shows an arrangement which corresponds to the first two embodiments in Tables 1 and 2. Figure 2 shows an arrangement which corresponds to the 3 · embodiment according to Table 3. This last example is very fine-tuned for the vignetting-free opening and therefore achieves a very uniform resolution over the entire field of view and an extremely favorable light distribution in accordance with cosV
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Trotz der hohen relativen Öffnungen bleiben sämtliche Objektivbeispiele in der Baulänge unter 1,8»f, und alle Objektivbeispiele besitzen nur 6 Lincenglieder. Bei allen Beispielen wurde eine geringe sphärische Aberration, eine Asymmetriefehlerfreiheit und eine gute Ebnung der meridionalen Bildschale erreicht·Despite the high relative openings, all lens examples remain below 1.8 »f in length, and all lens examples have only 6 lincenes. In all examples, a low spherical aberration, an asymmetry error freedom and a good flattening of the meridional image shell were achieved.
In den Tabellen 1 bis 3 bedeuten r^ bis r^ die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenflächen (links beginnend in den jeweiligen Figuren), d1 bis d~ sind die Dicken der Linsen, 1- bis I1- sind die Abstände der Linaenglieder, η sind die Brechzahlen für die grüne Quecksilberlinie λ S= 546 nm, ν die Abbe-Zahlen, f ist die Brennweite und s1 ist die bildseitige Schnittweite. Mit dem erwähnten Verfahren des Zentrierdrehens können bei dieser Objektivkonstruktion die Krüimungsmittelpunkte von je zwei optischen Flächen, nämlich der äußeren Begrenzungsflächen eines Linsengliedes, exakt auf die vorgegebene optische Achse ausgerichtet v/erden. Da das Objektiv insgesamt nur eine, und zwar eine wenig wirksame Kittfläehe enthält, wirken sich die Restfehler dieser Fläche nach der Zentrierung des Linsengliedes 2 nur sehr wenig auf die Bildgüte aus.In Tables 1 to 3, r ^ to r ^ denote the radii of curvature of the respective lens surfaces (at the left beginning in the respective figures), d 1 to d ~ are the thicknesses of the lenses, 1 to I 1 - are the spacings of the lens members, η the refractive indices for the green mercury line are λ S = 546 nm, ν are the Abbe numbers, f is the focal length and s 1 is the image-side intercept. With the mentioned method of centering, the crimping centers of two optical surfaces, namely the outer boundary surfaces of a lens element, can be aligned exactly with the predetermined optical axis in this objective construction. Since the lens contains only one, namely a little effective Kittfläehe, the residual errors of this surface affect after the centering of the lens member 2 only very little on the image quality.
Tabelle 1: (Ausführungsbeispiel 1) Table 1: (Embodiment 1)
£ a 1 ; relative Öffnung 1:3,4 ; Feldwinkel 2(T= 92° s1= 0,354 ; Baulänge = 1,680 .£ a 1; relative opening 1: 3.4; Field angle 2 (T = 92 ° s 1 = 0.354, length = 1.680.
Tabelle 2: (Ausführungsbeispiel 2) Table 2: (Embodiment 2)
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f = 1 ; relative Öffnung 1:2,8 ; Feldwinkel 2 ο" = s1= 0,334 ; Baulänge = 1,724f = 1; relative opening 1: 2.8; Field angle 2 ο "= s 1 = 0.334, overall length = 1.724
Radien Dicken und Brechzahlen AbbeseheRadii Thicknesses and refractive indices
Luftabstände η Zahlen νAir distances η numbers ν
e ee e
r. = + 0,5464r. = + 0.5464
d- = 0,0669 1,5590 58,3d = 0.0669 1.5590 58.3
T9 = + 0,3093 Ί T 9 = + 0.3093 Ί
ά I1 a 0,1591 ά I 1 a 0.1591
r^ » +0,7784 'r ^ »+ 0.7784 '
dP = 0,1743 1,7279 37,7d P = 0.1743 1.7279 37.7
d. = 0,0669 1,7231 29,3d. = 0.0669 1.7231 29.3
Ip a 0,1490Ip a 0.1490
d. a 0,2685 1,5914 61,0d. a 0,2685 1,5914 61,0
1, = 0,07451, = 0.0745
ας β 0,0796 1,7686 26,3ας β 0.0796 1.7686 26.3
1. = 0,0088 1. = 0.0088
dA a 0,1553 1,6229 60,0d A a 0.1553 1.6229 60.0
1ς = 0,43101 ς = 0.4310
d7 = 0,0897 1,6776 32,0d 7 = 0.0897 1.6776 32.0
-8 - 2 1 8 092- 8 - 2 1 8 092
Tabelle 3: (Ausführungsbeispiel 3) Table 3: (Embodiment 3)
f β 1 ; relative Öffnung 1:3,5 ; Feldwinkel 2cT = 80° s'= 0,366 ; Baulänge = 1,617f β 1; relative opening 1: 3.5; Field angle 2cT = 80 ° s' = 0.366; Length = 1.617
Claims (3)
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DD21809279A DD148391B1 (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | WIDE ANGLE LENS |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0262407A1 (en) * | 1986-09-02 | 1988-04-06 | Jos. Schneider Optische Werke Kreuznach GmbH & Co. KG | Compact wide angle lens |
DE19636152A1 (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-12 | Schneider Co Optische Werke | Compact wide angle lens |
-
1979
- 1979-12-27 DD DD21809279A patent/DD148391B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0262407A1 (en) * | 1986-09-02 | 1988-04-06 | Jos. Schneider Optische Werke Kreuznach GmbH & Co. KG | Compact wide angle lens |
US4773745A (en) * | 1986-09-02 | 1988-09-27 | Jos. Schneider Optische Werke Kreuznach Gmbh & Co. Kg | Compact wide-angle objective |
DE19636152A1 (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-12 | Schneider Co Optische Werke | Compact wide angle lens |
DE19636152C2 (en) * | 1996-09-06 | 1999-07-01 | Schneider Co Optische Werke | Compact wide angle lens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DD148391B1 (en) | 1986-05-07 |
DD148391C2 (en) | 1983-05-25 |
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Legal Events
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