DD148391B1 - WIDE ANGLE LENS - Google Patents
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Description
f = 1; relative Öffnung 1:3,5; Feldwinkel 2σ = 80° s' = 0,366; Baulänge = 1,617f = 1; relative opening 1: 3.5; Field angle 2σ = 80 ° s' = 0.366; Length = 1.617
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Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelobjektiv hoher Auflösung. Das Objektiv ist insbesondere für fotografische und fotogrammetrische Zwecke anwendbar.The invention relates to a wide-angle lens of high resolution. The lens is particularly applicable for photographic and photogrammetric purposes.
Bekannte Weitwinkelobjektive bestehen im allgemeinen aus einem zentralen sammelnden Objektivteil, der sowohl objekt- als auch bildseitig von je einem streuenden Meniskus umschlossen ist. Bezüglich des Aufbaus des zentralen Objektivteils unterscheiden sich die einzelnen Lösungen.Known wide-angle lenses generally consist of a central collecting objective part, which is surrounded both object and image side by a scattering meniscus. With regard to the construction of the central objective part, the individual solutions differ.
In der Erfindungsbeschreibung CH-PS 310552 besteht der zentrale Objektivteil aus vier luftraumgetrennten Linsengliedern, dabei sind zwei Linsenglieder mit Kittflächen zur chromatischen Korrektion versehen. In der Erfindungsbeschreibung CH-PS 449995 enthält der sammelnde Objektivteil zwei sammelnde und durch die Blende getrennte Glieder, von denen jedes mindestens eine Kittfläche enthält.In the invention description CH-PS 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 the invention description CH-PS 449995 contains the collecting objective part two collecting and separated by the shutter members, each of which contains at least one cement surface.
In den Schriften DD-WP 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 the documents DD-WP 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 ersten Linse sehr groß, größer als das 3fache des 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 Brechzahldifferenz an diesen Flächen groß sind. Solche stark wirkenden Kittflächen, die den wirtschaftlichen Aufwand bei der Herstellung von Objektiven negativ beeinflussen, sind zur Realisierung des chromatischen Korrektionszustandes bei großen Öffnungsverhältnissen notwendig.All lenses described are of great length, and most importantly, the free diameters on the first lens are very large, greater than 3 times the spherical bundle diameter. Furthermore, these lenses have in the central collecting lens part lens elements that contain strong-acting cement surfaces, d. H. in which these cemented surfaces have strong curvatures and / or the refractive index difference at these surfaces are large. Such strong-acting cement surfaces, which adversely affect the economic outlay in the production of lenses, are necessary for the realization of the chromatic correction state at large opening ratios.
Objektive, die solche extrem angespannten Kittflächen nicht enthalten, eignen sich nur für kleine relative Öffnungen bis ca. 1:5.Lenses that do not contain such extremely tight cemented surfaces are only suitable for small relative openings up to approximately 1: 5.
Insbesondere enthält die in der Erfindungsbeschreibung CH-PS 389931 vorgeschlagene Lösung für ein Weitwinkelobjektiv zur Realisierung des Korrektionszustandes bei relativen Öffnungen von 1:2,8 ebensolche nachteiligen, stark wirkenden Kittflächen.In particular, the proposed in the invention description CH-PS 389931 solution for a wide-angle lens for the realization of Korrektionszustandes at relative openings of 1: 2.8 contains just such adverse, strong-acting cement surfaces.
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Darüber hinaus ist dieses Objektiv mit der Zahl von acht Linsen auch vom materiellen Aufwand her uneffektiv und kostspielig. Ein weiterer Nachteil der im Stand der Technik enthaltenen Lösungen ist, daß die Linsenglieder des zentralen Objektivteils nur durch extrem kleine Lufträume voneinander getrennt sind.In addition, this lens with the number of eight lenses is also inefficient and costly in material terms. Another disadvantage of the solutions contained in the prior art is that the lens members of the central lens part are separated from each other only by extremely small air spaces.
Für den Einbau einer Blende steht nur wenig Platz zur Verfügung. Auf Grund der vorgenannten Nachteile sind die bekannten Objektivkonstruktionen nicht geeignet, mit den bekannten modernen Fertigungstechnologien rationell und ökonomisch günstig produziert zu werden. Insbesondere ist das bei einem Einsatz des Zentrierdrehens der Fall.There is only limited space available for installing a panel. Due to the aforementioned disadvantages, the known lens designs are not suitable to be produced rationally and economically with the known modern production technologies. In particular, this is the case with the use of centering.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Weitwinkelobjektives, welches bei einer hohen relativen Öffnung eine höchste Kompaktheit und minimierte Linsenzahl aufweist und keine Kitt- bzw. Verbundflächen mit hoher spezifischer optischer Wirkung enthält. Das Objektiv soll unter einem vertretbaren Aufwand mit rationellen Fertigungstechnologien herstellbar sein.The aim of the invention is to provide a wide-angle lens which has a high compactness and minimized lens number at a high relative aperture and does not contain putty or composite surfaces with high specific optical power. The objective is to be able to be produced at reasonable expense with rational production technologies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den konstruktiven Aufbau des zentralen sammelnden Objektivteils zu vereinfachen. 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, dadurch gelöst, daß der zentrale sammelnde Objektivteil aus 4 einzelstehenden Linsengliedern aufgebaut ist, wobei 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 notwendigen Konstruktionsdaten für ein solcherart aufgebautes Objektiv sind in der Tabelle 1 angegeben. Die Erfindung hat den Vorteil, daß für die angegebene Linsenanordnung rationelle Fertigungstechnologien (bspw. Zentrierdrehen) angewendet werden können. Weiterhin ist ein genügend großer Blendenraum vorhanden, umd den Einbau einer Blende oder eines Verschlusses zu ermöglichen. Das Weitwinkelobjektiv besitzt eine kleine Baugröße und eine hohe Lichtstärke von 1:3,5. Die freien Durchmesser an der ersten Linse bleiben relativ klein. Es kommen keine stark wirkenden Kittflächen vor. Dabei entspricht der Korrektionszustand bei einer Gesamtzahl von nur sieben Linsen höchsten Anforderungen.The invention is based on the object to simplify the structural design of the central collecting objective part. The object is achieved in a wide-angle lens high relative aperture of at least 1: 3.5 and a size smaller than 1.8 times the focal length, in which a central collecting objective part both object and on both sides of each a scattering meniscus, thereby that the central collecting objective part is composed of 4 individual lens elements, wherein in front of the diaphragm space a nearly afocal cemented meniscus is arranged, which turns its convex surface to the object, while after the diaphragm 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 diffusing 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 necessary design data for such a constructed lens are given in Table 1. The invention has the advantage that rational production technologies (eg centering turning) can be used for the indicated lens arrangement. Furthermore, a sufficiently large aperture space is available to allow the installation of a shutter or a shutter. The wide-angle lens has a small size and a high light intensity of 1: 3.5. The free diameters on the first lens remain relatively small. There are no strong cemented surfaces. The correction state corresponds to a total of only seven lenses highest requirements.
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt dieThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. It shows the
Fig. 1 die Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen WeitwinkelobjektivesFig. 1 is a sectional view of a wide-angle lens according to the invention
Gemäß Fig. 1 besteht der zentrale sammelnde Objektivteil aus vier einzelstehenden Linsen bzw. Gliedern. In Lichtrichtung vor dem Blendenraum ist ein Meniskus 2 mit einer Kittfläche angeordnet. Hinter dem Blendenraum I2 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.According to FIG. 1, the central collecting objective part consists of four 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 I 2 , 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.
Der vor dem Blendenraum angeordnete Meniskus 2 ist wenig wirksam und nahezu afokal. Er enthält eine monochromatisch fast wirkungslose Kittfiäche, 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 Gesamtobjektives ist. Seine Durchbiegung muß in einer solchen Größenordnung sein, daß der Blendenraum die Form einer schwachen 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 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. In der Tabelle 1 sind die zum Schnittbild gemäß Fig. 1 zugehörigen Konstruktionsdaten für eine Brennweite f = 1 einer relativen Öffnung von 1:3,5 und einem Feldwinkel von 2σ = 80° angegeben. Dieses Ausführungsbeispiel istfeinstkorrigiertfür die vignettierungsfreie Öffnung und erreicht demzufolge eine sehr gleichmäßige Auflösung über das gesamte Bildfeld und eine äußerst günstige Lichtverteilung entsprechend cos3o. Trotz der hohen relativen Öffnungen bleibt die Baulänge unter 1,8 · fund es sind nur 6 Linsenglieder vorhanden. Es wird eine geringe sphärische Aberration, eine Asymmetriefehlerfreiheit und eine gute Ebnung der meridionalen Bildschale erreicht.The meniscus 2 located in front of the aperture space is less effective and almost afocal. It contains a monochromatic almost ineffective Kittfiäche, 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 than the focal length of the total objective. Its deflection must be of such magnitude that the diaphragm space takes the form of a weak, deflected converging lens, that is, 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, ie 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. Table 1 shows the design data associated with the sectional view according to FIG. 1 for a focal length f = 1 of a relative aperture of 1: 3.5 and a field angle of 2σ = 80 °. This embodiment is perfectly corrected for the vignetting-free aperture and thus achieves a very uniform resolution over the entire field of view and a very favorable light distribution corresponding to cos 3 o. Despite the high relative apertures, the overall length remains below 1.8 x fm there are only 6 lens members. It achieves a low spherical aberration, an asymmetry error freedom and a good flattening of the meridional image shell.
In der Tabelle 1 bedeuten r, bis r13die Krümmungsradien der jeweiligen Linsenflächen (links beginnend in der jeweiligen Figur), di bis d7 sind die Dicken der Linsen, I, bis I5 sind die Abstände der Linsenglieder, na sind die Brechzahlen für die grüne Quecksilberlinie λ = 546nm, ve die Abbe-Zahlen, f ist die Brennweite und s' ist die bildseitige Schnittweite.In Table 1, r to r 13 are the radii of curvature of the respective lens surfaces (left side in the respective figure), di to d 7 are the thicknesses of the lenses, I to I 5 are the distances of the lens members, n a are the refractive indices for the green mercury line λ = 546nm, v e the Abbe numbers, f is the focal length and s' is the image side intercept.
-з- 218 092 Tabelle 1-z-218 092 Table 1
f = 1; relative Öffnung 1:3,5; Feldwinkel 2σ = 80° s' = 0,366; Baulänge = 1,617f = 1; relative opening 1: 3.5; Field angle 2σ = 80 ° s' = 0.366; Length = 1.617
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| DD21809279A DD148391B1 (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | WIDE ANGLE LENS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21809279A DD148391B1 (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | WIDE ANGLE LENS |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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Also Published As
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