DE2516614C2 - Camera lens - Google Patents
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Landscapes
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Description
% 30 Z= -^- Y2 + 29.083 y4 - 44.969 XXO2Y6 + 38.08 χ 104V* - 10.991 x % 30 Z = - ^ - Y 2 + 29,083 y 4 - 44,969 XXO 2 Y 6 + 38.08 χ 10 4 V * - 10,991 x
V] wobei Zdie Höhe der asphärisden Oberfläche von einer Bezugsebene im Abstand Yvon der optischenV] where Z is the height of the aspherical surface from a reference plane at a distance Y from the optical
|f 5j Achse in Ausdrücken einer Einheitsbrennweite Fist.| f 5 j axis in terms of a unit focal length Fist.
Γ, 35 4. Kamerobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meniskuslinse (16)Γ, 35 4. Camera lens according to one of claims 1 to 3, characterized in that the meniscus lens (16)
;': aus einem Werkstoff besteht, dessen Abbesche Zahl so gewählt ist, daß die chromatische Aberration; ': consists of a material whose Abbe number is chosen so that the chromatic aberration
■■{■■ vermindert wird. ■■ {■■ is reduced.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kameraobjektiv der im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegebenen Gattung. Derartige Landschaftslinsen stellen die einfachste Form eines Kameraobjektivs dar und sie wurden ursprünglich in Verbindung mit lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien benutzt, die nur eine sehr schmaleThe invention relates to a camera lens as specified in the preamble of claim I. Genus. Such landscape lenses represent the simplest form of a camera lens and they were originally used in connection with light-sensitive recording materials, which are only very narrow
45 spektrale Empfindlichkeit im blauen Bereich hatten, so daß leidlich zufriedenstellende Ergebnisse bei kleinen Blendenöffnungen erreicht werden konnten, ohne daß eine Farbkorrektur erforderlich gewesen wäre.45 had spectral sensitivity in the blue range, so that fairly satisfactory results with small Aperture openings could be achieved without color correction being required.
Die Aperturblende wurde dabei zur Verminderung der Komaaberration benutzt. Es ist bekannt, daß es eine optimale Stelle für eine solche Aperturblende auf der konkaven Seite der Meniskuslinse gibt, um die Koma zu vermindern. Eine nützliche Korrektur im Hinblick auf den Astigmatismus kann auch durch »Durchbiegung« derThe aperture diaphragm was used to reduce coma aberration. It is known to be a there is an optimal place for such an aperture stop on the concave side of the meniscus lens to prevent the coma Reduce. A useful correction for astigmatism can also be made by "deflecting" the
50 Linse erfolgen. Demgemäß reduziert die Meniskusgestalt auch eine weitere Aberration.50 lens. Accordingly, the meniscus shape also reduces further aberration.
Die sphärische Aberration kann bis zu einem gewissen Grade durch die »Durchbiegung« vermindert werden, jedoch dann nur auf Kosten des Astigmatismus. Da die sphärische Aberration durch Begrenzung der relativen öffnung beeinflußt werden kann, hat man dies getan. Demgemäß hatten klassische Landschaftsobjektive größte relative Blendenöffnungen von 1:11, und gewöhnlich waren die Blendenöffnungen noch kleiner. AußerdemThe spherical aberration can be reduced to a certain extent by the "deflection", but then only at the expense of astigmatism. Because the spherical aberration by limiting the relative opening can be influenced, this has been done. Accordingly, classic landscape lenses had the largest relative apertures of 1:11, and usually the apertures were even smaller. aside from that
55 waren sie auf ein Bildfeld von 2 χ 20° oder weniger begrenzt, weil sich eine Verminderung der Bildqualität bei größeren Bildwinkeln ergab. In diesem Zusammenhang wird auf das Buch von Jacobs »Fundamental of Optical Engineering« McGraw-Hill, New York 1943 S. 129 verwiesen.55 they were limited to an image field of 2 χ 20 ° or less because of a reduction in image quality larger angles of view. In this context, reference is made to Jacobs' book Fundamental of Optical Engineering "McGraw-Hill, New York 1943 p. 129 referenced.
Ein Landschaftsobjektiv arbeitet bei kleinen Blendenöffnungen zwischen f: 45 und /: 22 zufriedenstellend. Bei größeren relativen öffnungen, zum Beispiel bei f; 8 bis f ■, 11 ist die Abbildung nach dem Rand des Feldes nichtA landscape lens works satisfactorily with small apertures between f : 45 and /: 22. With larger relative openings, for example at f ; 8 to f ■, 11 the mapping after the edge of the field is not
60 so gut wie in der Mitte des Bildfeldes wegen der unzureichend korrigierten schräg einfallenden Strahlen. Der konventionelle Weg zur Korrektur der Abbildung am Bildfeldrand besteht darin, eine kleinere relative Blendenöffnung zu benutzen oder zusätzliche Linsen zu verwenden. Der erstgenannte Weg ist aus fotografischen Gründen unerwünscht und der zweite aus wirtschaftlichen Gründen.60 as good as in the center of the image field because of the insufficiently corrected oblique incident rays. Of the The conventional way to correct the image at the edge of the field is to use a smaller relative aperture to use or to use additional lenses. The former way is from photographic Reasons undesirable and the second for economic reasons.
Aus der US-PS 15 45 869 ist ein Kameraobjektiv mit zwei Blenden hinter einer achromatischen DoppellinseFrom US-PS 15 45 869 a camera lens with two apertures behind an achromatic double lens
65 bekannt. Eine der Blenden ist einstellbar und liegt der Doppellinse am nächsten. Die andere Linse ist fest und liegt hinter der einstellbaren Blende. Der festen Blende wird die Funktion zugeordnet, nicht korrigierte schräg einfallende Strahlen abzuschneiden, um chromatische Aberrationen zu vermeiden. Dies hat jedoch keinen Sinn, da durch Abschneiden der schrägen Randstrahlen die chromatische Aberration nicht korrigiert wird. Außerdem65 known. One of the apertures is adjustable and is closest to the double lens. The other lens is fixed and lies behind the adjustable aperture. The fixed diaphragm is assigned the function, uncorrected oblique cut off incident rays to avoid chromatic aberrations. However, there is no point since the chromatic aberration is not corrected by cutting off the oblique marginal rays. aside from that
soll die Linse achromatisch sein und die beschriebene Funktion der festen Blende ist damit zwecklos. Ein Astigmatismus spielt wegen des offensichtlich kleinen Bildwinkels keine Rolle.the lens should be achromatic and the function of the fixed aperture described is therefore useless. A Astigmatism is irrelevant because of the apparently small angle of view.
Aus dem Buch K. Michel »Die wissenschaftliche und angewandte Photographic« 1. Band: Das photographische Objektiv 1955, S. 166 ist ein gattungsgemäßes Kameraobjektiv der vorstehend beschriebenen Bauart bekannt, bei dem die Meniskuslinse als sphärische Linse ausgebildet ist und nur eine geringe Lichtstärke erreichbar ist, weil die relative Blendenöffnung klein gehalten werden muß.From the book K. Michel "The scientific and applied photographic" 1st volume: The photographic Lens 1955, p. 166 is a generic camera lens of the type described above known, in which the meniscus lens is designed as a spherical lens and only a low light intensity can be achieved because the relative aperture must be kept small.
Es ist weiter aus »K. Michel, Die Grundzüge der Theorie des Mikroskops 1964, S. 50« bekannt, bei einem Objektiv, rias aus einer einzel stehenden Linse besteht, die sphärische Aberration dadurch kleinzuhalten, daß der Linse eine asphärische Form gegeben wird. Hier handelt es sich jedoch nicht um ein Kameraobjektiv.It is further from »K. Michel, The Basics of the Theory of the Microscope 1964, p. 50 "known in one Objective, rias consists of a single standing lens to keep the spherical aberration small by the fact that the Lens is given an aspherical shape. However, this is not a camera lens.
Aus »A. E. Conrady. Applied Optics and Optical Design, Teil (II), I960, S. 789 und 790« ist es bekannt bei einseitiger Vignettierung durch die Objektivöffnung eine zusätzliche Blende zu benutzen, die die Vignettierung symmetrisch macht In Fig. 176 auf Seite 790 dieser Literaturstelle ist ein Objektiv dargestellt, das aus einem Kittglied mit drei Einzellinsen besteht und eine beträchtliche Länge der Objektivfassung aufweist.From »A. E. Conrady. Applied Optics and Optical Design, Part (II), 1960, pp. 789 and 790 "it is known from one-sided vignetting through the lens opening to use an additional diaphragm to reduce the vignetting makes symmetrical In Fig. 176 on page 790 of this reference, an objective is shown which consists of a There is cemented member with three individual lenses and has a considerable length of the lens mount.
Aus dem Buch »M. Berek, Grundlagen der praktischen Optik 1930, S. 55 und 56« ist weiter bekannt, eine Blende derart bei einem Objektiv anzubringen, daß keine Koma dritter Ordnung erhalten werden (asymmetriefehlerfreie Blende).From the book “M. Berek, Fundamentals of Practical Optics 1930, pp. 55 and 56 «is also known one The diaphragm must be attached to an objective in such a way that no third-order coma is obtained (asymmetrical error-free Cover).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kameraobjektiv so zu verbessern, daß es über eine relative öffnung von mehr als 1 :9 und ein Bildfeld von 2 κ 26° gut korrigiert istThe invention is based on the object of improving a camera lens of the generic type in such a way that it is corrected well over a relative aperture of more than 1: 9 and an image field of 2 κ 26 °
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The problem posed is achieved by what is specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics.
Die Verbesserung gegenüber herkön^nlichen Landschaftsobjektiven wird demgemäß dadurch erzielt, daß eine Vignettierungsblende in der Mitte zwischen der Linse und der regulären Aperturblende angeordnet wird. Hierdurch wird die Unscharfe vermindert, die sich sonst im Bild an Stellen fände, die von der Mitte des Bildfeldes entfernt liegen. Die seitliche Wirkung, die von der Vignettierungsblende herrührt, ist daher durchaus annehmbar und bietet sogar einen ästhetischen Vorteil. Es ergibt sich ein vergleichbares aber geringes Absinken der relativen Blendenöffnung bei mittleren Bildfeldwinkeln. Bei herkömmlichen Landschaftslinsen liefert die Aperturblende ein Bild gleicher Beleuchtungsstärke bei etwa 11°. Über 1 Γ sinkt die Beleuchtungsstärke etwa linear und ist am Bildfeldrand etwa um einen Blendenwert niedriger.The improvement over conventional landscape lenses is accordingly achieved in that a vignetting stop is placed midway between the lens and the regular aperture stop. This reduces the blurring that would otherwise be found in the image at points from the center of the image field be distant. The side effect resulting from the vignetting diaphragm is therefore quite acceptable and even offers an aesthetic advantage. There is a comparable but slight decrease in the relative aperture at medium field angles. With conventional landscape lenses, the aperture diaphragm delivers an image of the same illuminance at around 11 °. The illuminance decreases approximately linearly above 1 Γ and is about one f-stop lower at the edge of the image field.
Die Vignettierungsblende in der Mitte zwischen der Linse und der Aperturblende führt zu einem gleichförmigen Absinken der Beleuchtungsstärke nach dem Bildfeldrand hin, ohne irgendwelche abrupte Änderungen, welche eine die fertige Photographie betrachtende Person als störend empfinden würde. Die für den Durchmesser der Vignettierungsblende gewählte Abmessung bei der erfindungsgemäßen Ausführung führt zu dem gleichen Absinken der Beleuchtungsstärke nach dem Bildfeldrand hin wie die Aperturblende allein bewirkt. Ihre stärkste Wirkung liegt im mittleren Bildfeldbereich.The vignetting diaphragm in the middle between the lens and the aperture diaphragm results in a uniform Decrease in illuminance towards the edge of the image field without any abrupt changes, which a person looking at the finished photograph would find disturbing. The one for the diameter the dimension selected for the vignetting diaphragm in the embodiment according to the invention leads to this the same decrease in illuminance towards the edge of the image field as the aperture diaphragm alone causes. Her the strongest effect is in the middle image field area.
Durch die asphärische Ausbildung der Linse wird das Bild weiter verbessert.The image is further improved by the aspherical design of the lens.
Die Meniskusgestalt der Linse und deren asphärische Ausbildung dienen in erster Linie dazu, die Bildfeldkrümmung und die sphärische Aberration zu vermindern. Als bevorzugter Werkstoff für die Linse kommt Polymethyl-Methacrylat in Betracht. Dieser Werkstoff ist leicht formbar und vereinfacht die Herstellung der asymmetrischen Linse. Außerdem vermindert die hohe Abbesche Zahl (^=58) von Polymethyl-Methacrylat die Einführung chromatischer Aberrationen. Die Aperturble· de bewirkt im wesentlichen eine Eliminierung der Koma. Bei einer relativen öffnung vor /:9 verbleibt eine unerwünschte Bildfeldkrümmung am Bildfeldrand, obgleich solche Fehler in der Mitte des Bildfeldes nicht erscheinen. Die in der Mitte zwischen der Meniskuslinse und der Aperturblende angeordnete Vignettierungsblende vermindert aber die Wirkung des Astigmatismus am Bildfeldrand, ohne die Bildqualität in der Mitte des Bildfeldes in ungünstiger Weise zu beeinflussen.The meniscus shape of the lens and its aspherical design serve primarily to reduce the curvature of the field of view and reduce the spherical aberration. As the preferred material for the lens comes Polymethyl methacrylate into consideration. This material is easy to shape and simplifies the production of the asymmetrical lens. In addition, the high Abbe number (^ = 58) of polymethyl methacrylate reduces the Introduction of chromatic aberrations. The aperture plate essentially eliminates the Coma. With a relative opening in front of /: 9, an undesired curvature of field remains at the edge of the image field, although such errors do not appear in the center of the image field. The one in the middle between the meniscus lens and the aperture diaphragm arranged vignetting diaphragm but reduces the effect of the astigmatism on the Edge of the image field without adversely affecting the image quality in the center of the image field.
Das Zusammenwirken von Vignettierungsblende und Aperturblende für Bildpunkte am Bildfeldrand bewirkt eine kleinere relative Blendenöffnung für tangentiale Strahlen ohne die wirksame relative Blendenöffnung für sagittale Strahlen wesentlich zu ändern.The interaction of vignetting diaphragm and aperture diaphragm for image points at the edge of the image field causes a smaller relative aperture for tangential rays without the effective relative aperture for to change sagittal rays significantly.
Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der wirksamen tangentialen Schärfentiefe. So wird die gesamte photographische Abbildung fur eine Landschaftslinse gemäß der Erfindung auf Kosten eines geringen Lichtverlustes nach dem Bildfeldrand verbessert. Dieser geringe Lichtabfall wird jedoch mehr als kompensiert durch die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Kameraobjektiv für größere relative Öffnungen benutzt werden kann als dies bisher bei einfachen Landschaftslinsen möglich war. Die bei der Erfindung noch vorhandene Vignettierung braucht nicht größer zu sein als bei herkömmlichen mehrgliedrigen photographischen Objektiven.This results in an increase in the effective tangential depth of field. So becomes the whole photographic Imaging for a landscape lens according to the invention at the expense of a low loss of light the edge of the image field improved. However, this small drop in light is more than compensated for by the fact that the camera lens according to the invention can be used for larger relative openings than before was possible with simple landscape lenses. Needs the vignetting that is still present in the invention not to be larger than conventional multi-unit photographic lenses.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Kamera mit dem Objektiv gemäß der Erfindung;Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing, in the drawing shows Fig. 1 is a schematic sectional view of a camera with the lens according to the invention;
F i g. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Objektivs und der ihm zugeordneten beiden Blenden;F i g. 2 shows a schematic representation of the objective according to the invention and the two associated with it Aperture;
F i g. 3 und 4 Bildfeldkrümmungen verschiedener optischer Anordnungen;F i g. 3 and 4 curvatures of the field of view of different optical arrangements;
F i g. 5 und 6 die Bildqualität, die durch diese Anordnungen in verschiedenen Abständen vom Mittelpunkt des Bildfeldes erreicht wird.F i g. 5 and 6 show the image quality obtained by these arrangements at different distances from the center of the Image field is reached.
Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug genommen. Hier ist eine photographische Kamera 10 mit einem verbesserten Landschaftsobjektiv 12 dargestellt. Die Kamera nimmt einen Filmpack 14 auf, der mehrei'e Filmeinheiten enthält, deren lichtempfindliche Oberfläche jeweils in der Bildebene des Objektivs 12 liegt.In the following, reference is first made to Fig. 1 of the drawing. Here is a photographic one Camera 10 is shown with an improved landscape lens 12. The camera takes a film pack 14 on, the Mehrei'e film units contains, the light-sensitive surface each in the image plane of the lens 12 lies.
Das Objektiv 12 vteist eine asphärische Meniskuslinse 16, eine Aperturblende 18 in der Nähe der komafreien Position der Linse 16 und eine Vignettierungsblende 20 in der Mitte zwischen der Linse 16 und der Aperturblen-The objective 12 vteist an aspherical meniscus lens 16, an aperture stop 18 in the vicinity of the coma-free Position of the lens 16 and a vignetting diaphragm 20 in the middle between the lens 16 and the aperture diaphragm
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Vignettierungsblende 20 und Aperturblende 18 einteilig mit der Linsenhalterung 22 hergestellt, die die Landschaftslinse 16 halten. Durch diese einteilige Ausbildung wird eine sehr genaue und trotzdem billige Herstellung, beispielsweise im Spritzgußverfahren möglich. Daraus resultiert, daß das Objektiv 12 gemäß der Erfindung Bilder mit verbesserter optischer Qualität bei geringerem Kostenaufwand bringt als bei den üblichen Verfahren gemäß welchen zusätzliche Linsen eingefügt werden, um die Bildqualität zu verbessern.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, there are vignetting diaphragms 20 and aperture diaphragms 18 manufactured in one piece with the lens holder 22 which hold the landscape lens 16. Through this one-piece Training is a very precise and yet cheap production, for example by injection molding possible. As a result, the objective 12 according to the invention provides images with improved optical quality brings additional lenses at a lower cost than with the usual methods can be inserted to improve the image quality.
Hinter dem Objektiv 12 befindet sich ein Verschluß 24. Dieser kann in herkömmlicher Weise arbeiten.
Das Objektiv 12 hat ebenso wie herkömmliche Landschaftsobjektive eine feste Brennweite. Die besten Bilder
werden von Aufnahmen mit vorbestimmtem Objektabstand erhalten. Der optimale Abstand ist eine Funktion
der Brennweite der Linse 16 und der bildseitigen Schnittweite. Die Bilder von Gegenständen in anderen
Abständen von der Kamera 10 werden zwar zufriedenstellend aber weniger gut je nach Änderung des Objektabstandes
gegenüber dem optimalen Abstand abgebildet.A shutter 24 is located behind the lens 12. This can operate in a conventional manner.
The lens 12, like conventional landscape lenses, has a fixed focal length. The best images are obtained from recordings with a predetermined object distance. The optimum distance is a function of the focal length of the lens 16 and the focal length on the image side. The images of objects at other distances from the camera 10 are indeed displayed satisfactorily but less well depending on the change in the object distance compared to the optimal distance.
Um die Bildqualität des Objektivs 12 über einen vollen Bereich möglicher Aufnahmeentfernungen zu verbessern, ist die Linsenhalterung 22 in dem Gehäuse 26 axial zwischen zwei Stellungen beweglich gelagert. Die beiden Stellungen ermöglichen die Einstellung zweier unterschiedlicher Aufnahmeentfernungen für das Objektiv 12.To improve the image quality of lens 12 over a full range of possible shooting distances, the lens holder 22 is mounted in the housing 26 so that it can move axially between two positions. the Both positions allow you to set two different shooting distances for the lens 12th
Eine bildseitige Schnittweite, nämlich die kleinere wird so vorgewählt, daß eine optimale Abbildung für Gegenstände in Aufnahmeentfernungen von 30 Längeneinheiten oder mehr von der Kamera 10 er/.icii wild. Die andere bildseitige Schnittweite wird so gewählt, daß eine optimale Abbildung für Gegenstände bei Aufnahme- >o entfernungcn kleiner als 30 Längeneinheiten von der Kamera 10 erzielt wird.A focal length on the image side, namely the smaller one, is preselected so that an optimal image for Objects at a distance of 30 units of length or more from the camera 10 er / .icii wild. the other focal length on the image side is chosen so that an optimal image for objects when shooting > o a distance of less than 30 units of length from the camera 10 is achieved.
Die Einstellung des Objektivs auf die eine oder andere Aufnahmeentfernung wird durch eine Rastanordnung erleichtert. Diese weist zwei Ringnuten 30 und 32 im Inneren einer Hülse 34 auf, die am vorderen Teil der Kamera 10 angeordnet ist. Das Gehäuse ist mit zwei nach außen elastisch vorgespannten Ringrippen 36 und 38 versehen. Wenn das Gehäuse nach hinten geschoben wird, rastet die Rippe 38 in die Ringnut 32 ein. und es wird die kleinere bildseitige Schnittweite für weiter weg liegende Aufnahmegegenstände eingestellt. Diese Stellung ist in Fig. 1 dargestellt. Wenn das Gehäuse mit der Linsenfassung nach vorn geschoben wird, dann rastet die Ringrippe 38 aus und die Ringrippe 36 rastet in die Ringnut 30 ein. wodurch die größere bildseitige Schnittweite für näher liegende Aufnahmegegenstände eingestellt wird. Die Ringrippen 36 und 38 können ein Teil der Linsenfascung sein.The adjustment of the lens to one or the other shooting distance is facilitated by a latching arrangement. This has two annular grooves 30 and 32 in the interior of a sleeve 34 which is arranged on the front part of the camera 10. The housing is provided with two annular ribs 36 and 38 which are elastically pretensioned towards the outside. When the housing is pushed backwards, the rib 38 engages in the annular groove 32. and the smaller focal length on the image side is set for objects that are further away. This position is shown in FIG. When the housing with the lens mount is pushed forward, the annular rib 38 disengages and the annular rib 36 engages in the annular groove 30. whereby the larger image-side focal length is set for closer objects. The annular ribs 36 and 38 may be a part of the Linsenfas c ung.
Im folgenden wird auf F i g. 2 der Zeichnung Bezug genommen, um das Verständnis des Objektivs zu erleichtern. In F i g. 2 sind nur die optisch wichtigen Teile des Objektivs 12 dargestellt, das heißt die Meniskuslinse 16. die Vignettierungsblende 20 und die Aperturblende 18. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Meniskuslinse 16 nach der Objektseite gewölbt, und die beiden Blenden 18 und 20 liegen auf der konkaven Seite der Linse zwischen dieser .nd der Bildebene.In the following, reference is made to FIG. Reference is made to Figure 2 of the drawings to facilitate understanding of the lens. In Fig. 2 only the optically important parts of the objective 12 are shown, that is to say the meniscus lens 16. the vignetting diaphragm 20 and the aperture diaphragm 18. In this embodiment, the meniscus lens 16 is curved towards the object side, and the two diaphragms 18 and 20 are on the concave side of the lens between this and the image plane.
Die erste objektseitige Oberfläche η der Linse 16 ist sphärisch gestaltet, und die zweite bildseitige Fläche ri ist asphärisch. Die asphärische Gestaii der Oberfläche ergibt bessere Korrekturen im Hinbück auf eine sphärische Aberration, die sonst im Bild auftreten könnte, das von der Meniskuslinse 16 erzeugt wird.The first object-side surface η of the lens 16 is designed spherically, and the second image-side surface ri is aspherical. The aspherical shape of the surface results in better corrections in view of a spherical aberration that might otherwise occur in the image that is generated by the meniscus lens 16.
Die Durchbiegung der Meniskuslinse 16 wird so gewählt daß die Bildfeldkrümmung reduziert wird. Die Dicke der Linse 16 ist mit t bezeichnet und so gewählt, daß die Abbildung des optischen Sy.tems 12 verbessert wird. Diese Wirkung ist jedoch von sekundärer Bedeutung.The deflection of the meniscus lens 16 is selected so that the curvature of the field of view is reduced. The thickness of the lens 16 is denoted by t and is chosen so that the imaging of the optical system 12 is improved. However, this effect is of secondary importance.
Die Aperturblende 18 weis' eine Blendenöffnung mit einem Durchmesser von Di auf und sie liegt vom Scheitel der objektseitigen Oberfläche η in einem Abstand, der gleich der Summe der Lufträume Si und 52 ist, -.o daß die beste Korrektur im Hinblick auf eine Koma-Aberration erlangt wird.The aperture diaphragm 18 has a diaphragm opening with a diameter of Di and it lies from the apex of the object-side surface η at a distance which is equal to the sum of the air spaces Si and 52, so that the best correction with regard to a coma Aberration is obtained.
In der Mitte zwischen der Meniskuslinse 16 und der Aperturblende 18 liegt die Vignettierungsblende 20. Ihr Abstand vom Scheitel der Oberfläche r\ ist mit 5i bezeichnet. Ihr Öffnungsdurchmesser beträgt Di. Dieser Durchmesser ist etwas größer als der Durchmesser der Aperturblendenöffnung 18.In the middle between the meniscus lens 16 and the aperture diaphragm 18 is the vignetting diaphragm 20. Its distance from the apex of the surface r \ is denoted by 5i. Its opening diameter is Di. This diameter is somewhat larger than the diameter of the aperture diaphragm opening 18.
Die Lage der Vignettierungsblende 20 ist nicht kritisch. Die Mittellage hat den Vorteil, daß ein leichtes, gleichförmiges Abnehmen der Beleuchtung von der Mitte des Bildes nach dem Rand hin stattfindet (Vignettierung). Dieses gleichförmige Abfallen hat bei der Belichtung zur Folge, daß es für die die fertige Fotografie betrachtende Person weniger bemerkbar wird.The position of the vignetting diaphragm 20 is not critical. The middle layer has the advantage that a light, uniform decrease of the lighting takes place from the center of the image towards the edge (vignetting). This uniform drop in exposure has the consequence that it is the finished photograph observer becomes less noticeable.
Die tatsächlichen Durchmesser von Aperturblendenöffnungen 18 und Vignettierungsblendenöffnung 20 hängen von der Größe der Lufträume si und 52 ab.The actual diameters of aperture diaphragm openings 18 and vignetting diaphragm opening 20 depend on the size of the air spaces si and 52.
Das folgende Objektivbeispiel betrifft eine /79 Objektivlinse der Brennweite F mit einem maximal nutzbaren Bildwinkel vor. 2 χ 26 Grad:The following lens example concerns a / 79 objective lens with a focal length F with a maximum usable Angle of view. 2 χ 26 degrees:
Die Gestalt der asphärischen Fläche ο ist durch folgende Gleichung gegeben:The shape of the aspherical surface ο is given by the following equation:
Z = -=ί- Y1 + 29.083 Γ1 - 44.969 χ IO2 }"■ + 38.08 χ IO4 V8 - 10.991 χ 10b V"0 2 OZ = - = ί- Y 1 + 29.083 Γ 1 - 44.969 χ IO 2 } "■ + 38.08 χ IO 4 V 8 - 10.991 χ 10 b V" 0 2 O
dabei ist Zdie Pfeiihöhe gemessen von der Be/.ugsebene und V'ist der radiale Abstand von der optischen Achse. Eine vergleichbare bekannte Landschaftslinse hat folgende Konstruktionsdaien:where Z is the height of the arrow measured from the plane of movement and V 'is the radial distance from the optical axis. A comparable well-known landscape lens has the following design data:
1515th
u/iC /ArignuCrigCuCn ι UT ei Π 5Cm. uiC SUS ι GiyTnCuiyi- !»iCiniiCry'iui gCiCTtigi Simvj.u / iC / ArignuCrigCuCn ι UT ei Π 5Cm. uiC SUS ι GiyTnCuiyi-! »iCiniiCry'iui gCiCTtigi Simvj.
Im folgenden wird auf die F i g. 3 bis 6 der Zeichnung Bezug genommen. Die F i g. 3 bis 5 stellen berechnete Daten für eine erfindungsgemäß gestaltete Objektivlinse mit den obigen Konstruktionsdaten dar. F i g. 3 zeigt die axiale Versetzung der sagittalen und tangentialen Bildfläche von der Bildebene. Die voll ausgezogene Linie stellt den geometrischen Ort des Kreises der geringsten Abweichung dar. F i g. 5 zeigt die Bildunschärfe in der Filmebene als Funktion des Bildwinkels. Die Unscharfe wird repräsentiert durch den Radius (in mm) des Effektivwertes für ein berechnetes Punktdiagramm einer theoretischen Punktquelle.In the following, the F i g. 3 to 6 of the drawing are referred to. The F i g. 3 to 5 digits calculated Data for an objective lens designed according to the invention with the above construction data. F i g. 3 shows the axial displacement of the sagittal and tangential image surface from the image plane. The full line represents the geometric location of the circle with the least deviation. F i g. 5 shows the image blurring in FIG Film plane as a function of the angle of view. The fuzziness is represented by the radius (in mm) of the RMS value for a calculated scatter plot of a theoretical point source.
Die Fig.4 und 6 liefern vergleichbare Informationen, errechnet für eine herkömmliche Landschaftslinse (Formel II).FIGS. 4 and 6 provide comparable information, calculated for a conventional landscape lens (Formula II).
Durch Vergleich der F i g. 3 und 4 wird klar, daß eine Landschaftslinse gemäß der Erfindung überlegene Ergebnisse liefert. Ihre punktzentrierten Oberflächen sind merklich geringer gekrümmt und die Gesamtabbildung ist bei größeren Bildwinkeln weit überlegen. Dies ist ein wichtiger Fortschritt, da jener Teil des Bildes, der /.wischen I Γ und 26° liegt, den Hauptteil der Gesamtbildfläche darstellt.By comparing FIGS. 3 and 4 it is clear that a landscape lens according to the invention is superior Delivers results. Their point-centered surfaces are noticeably less curved and the overall image is far superior at larger angles of view. This is an important step forward as that part of the picture that /. lies between I Γ and 26 °, represents the main part of the total image area.
Die in den F i g. 5 und 6 enthaltene Information zeigt den Vergleich. Es ist ersichtlich, daß die Unscharfe bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Landschaftslinse und bei den herkömmlichen Landschaftslinsen bis etwa 11° Bildwinkel vergleichbar ist. Bei größeren Bildwinkeln steigt jedoch die Unscharfe bei den herkömmlichen Landschaftslinsen auf das Zweifache der Unscharfe eines Bildes an, das durch eine Linse mit Vignettierungsblende gemäß der Erfindung erzeugt wird.The in the F i g. Information contained in FIGS. 5 and 6 shows the comparison. It can be seen that the blurring in the landscape lens designed according to the invention and with the conventional landscape lenses up to about 11 ° Angle of view is comparable. However, at larger angles of view, the blurring increases with the conventional ones Landscape lenses to twice the blurring of an image through a lens with a vignetting diaphragm is generated according to the invention.
Die gemäß der Erfindung erreichten Verbesserungen sind wie folgt erklärbar:The improvements achieved according to the invention can be explained as follows:
Strahlenbündel, die in die Kamera parallel zur optischen Achse einfallen, »sehen« die Öffnung durch die Vignettierungsblende 20 und die Aperturblende 18 als kreisrund. Die wirksame Blendenzahl wird durch die Aperturblende 18 bestimmt. Strahlenbündel, die jedoch in das optische System schräg eintreten, sehen die Öffnung nicht durch die Vignettierungsblende 20 und die Aperturblende 18 kreisförmig, sondern statt dessen elliptisch. Die Exzentrizität der Ellipse steigt mit dem sich vergrößernden Schrägeinfall der Lichtstrahlenbündel an. Das heißt, die kleine Achse der wirksamen Öffnung wird mit ansteigendem Schrägeinfall schneller kleiner als die große Hauptachse.Beams entering the camera parallel to the optical axis "see" the opening through the Vignetting diaphragm 20 and the aperture diaphragm 18 as circular. The effective f-number is determined by the Aperture diaphragm 18 is determined. The bundles of rays that enter the optical system at an angle are seen by the The opening is not circular through the vignetting diaphragm 20 and the aperture diaphragm 18, but instead elliptical. The eccentricity of the ellipse increases with the increasing oblique incidence of the light beam at. This means that the minor axis of the effective opening becomes smaller faster than with increasing oblique incidence the great main axis.
Dies kann so interpretiert werden, daß selektiv die Blendenzahl ansteigt und infolgedessen die Schärfentiefe für die tangentialen Strahlen größer wird. Die Wirkung der Vignettierungsblende 20 und der Aperturblende 18 auf sagittale Strahlen ist gering.This can be interpreted in such a way that the f-number increases selectively and consequently the depth of field for the tangential rays becomes larger. The effect of the vignetting diaphragm 20 and the aperture diaphragm 18 on sagittal rays is low.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, was bei einem Objektiv 12 bei schrägem Einfall von Strahlen 41, 42, 43 und 44 geschieht, die in einer Tangentialebene liegen. Die Aperturblende 18 vignettiert den Strahl 41, läßt jedoch die Strahlen 42 und 43 hindurchtreten. Der Strahl 44 würde von der Aperturblende 18 nicht vignettiert werden, er wird jedoch durch die Vignettierungsbiende zurückgehalten. Die Strahlen 41 und 44, die weiter vom Mittenstrahl des Strahlenbündels entfernt sind, kann man schwerer korrigieren und daher tragen sie in höherem Maße zu Aberrationen in einem Bild bei, welches durch die Linse 16 entworfen wird, falls sie nicht vignettiert werden. Die Aperturblende 18 bewirkt dies nur zum Teil. Es ist ersichtlich, daß die Vignettierungsblende 20 in der Mitte £From FIG. 1 it can be seen what happens in the case of an objective 12 with oblique incidence of rays 41, 42, 43 and 44 happens that lie in a tangential plane. The aperture stop 18 vignets the beam 41, but leaves the Rays 42 and 43 pass through. The beam 44 would not be vignetted by the aperture stop 18, he is held back by the vignetting band. The rays 41 and 44, which are farther from the center ray of the beam are more difficult to correct and therefore they contribute to a greater degree Aberrations in an image designed by the lens 16 if they are not vignetted. the Aperture diaphragm 18 only partially effects this. It can be seen that the vignetting diaphragm 20 in the middle £
zwischen der Meniskuslinse 16 und der Aperturblende 18 dies jedoch bewerkstelligt, indem der Lichtstrahl 44 gesperrt wird. Die Vignettierungsblende 20 wird nicht benötigt, um axiale (nicht dargestellte) Strahlen zu beeinflussen und natürlich beeinflußt sie achsparallele Strahlen auch nicht. 'between the meniscus lens 16 and the aperture stop 18, however, this is accomplished by the light beam 44 is blocked. The vignetting diaphragm 20 is not required to direct axial rays (not shown) influence and of course it does not influence axially parallel rays either. '
Ein weiteres Ergebnis der Erfindung ist zu erwähnen, da es Einfluß hat auf die üblichen Bilder, die man mitAnother result of the invention should be mentioned, since it has an influence on the usual pictures one is with
einer Fixfokus-Landschaftslinse oder einer Landschaftslinse mit zwei Einstellungen erhalten kann. Die aus den '■■ a fixed focus landscape lens or a landscape lens with two settings. Those from the '■■
F i g. 3 bis 6 entnehmbaren Ergebnisse gelten für das Bild eines optimal angeordneten Gegenstandes. In der |F i g. 3 to 6 inferred results apply to the image of an optimally arranged object. In the |
Praxis befindet sich der Aufnahmegegenstand doch oft nicht im optimalen Abstand. Ein typisches Bild wird 60 s wegen dieser Differenz in der Mitte etwas weniger scharf. Bei einem Kameraobjektiv gemäß der ErfindungIn practice, the subject is often not at the optimal distance. A typical picture is 60 s because of this difference in the middle a little less sharp. In a camera lens according to the invention
leidet das Bild an den Rändern nicht unter diesen Unterschieden, und zwar wegen der größeren Schärfentiefe, |the image does not suffer from these differences at the edges, because of the greater depth of field, |
die der verkleinerten wirksamen Blendenöffnung infolge der Vignettierungsblende 20 und der Aperturblende 18 Üthat of the reduced effective diaphragm opening as a result of the vignetting diaphragm 20 and the aperture diaphragm 18 Ü
zuzuschreiben ist. eis attributable. e
6565
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen f. For this purpose 2 sheets of drawings f.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| DE2516614A1 DE2516614A1 (en) | 1976-10-28 |
| DE2516614C2 true DE2516614C2 (en) | 1986-04-17 |
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ID=5944054
Family Applications (1)
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Cited By (1)
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Families Citing this family (1)
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1975
- 1975-04-16 DE DE19752516614 patent/DE2516614C2/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3803501A1 (en) * | 1987-02-06 | 1988-10-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | PHOTOGRAPHIC FILM CONTAINER |
| DE3803501C2 (en) * | 1987-02-06 | 1998-03-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | disposable camera |
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
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