DE4033979A1 - Sound image viewfinder for camera - uses multiple lenses of plastics materials to compensate for optical aberrations - Google Patents
Sound image viewfinder for camera - uses multiple lenses of plastics materials to compensate for optical aberrationsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System und insbesondere auf ein optisches System für den Sucher einer Kamera des Typs, bei dem ein Bildaufnahmesystem und ein Suchersystem getrennt untergebracht sind, wie beispielweise in einer Objektivverschlußkamera und einer Videokamera.The invention relates to an optical system and especially on an optical system for the seeker Camera of the type in which an imaging system and a Viewfinder system are housed separately, such as in a lens shutter camera and a video camera.
Bei einem solchen Typ Kamera ist ein Sucher nach dem sogenannten umgekehrten Galilei′schen Prinzip bekannt, bei dem ein Objekt durch ein virtuelles Bild beobachtet wird.With such a type of camera there is a finder for the so-called reverse Galileo principle known, at an object is observed through a virtual image.
Mit dem Trend der Reduzierung der Größe der Kamerakörper ergab sich die Verwendung eines Varioobjektivs mit großem Variobereich im Bildaufnahmesystem. Für das Suchersystem wurde somit bei derartigen Kameras auch ein Variosucher mit großem Variobereich und geringer Veränderung der Aberrationsverhältnisse aufgrund des Variovorganges erforderlich.With the trend of reducing the size of the camera body resulted in the use of a zoom lens with large Vario area in the image recording system. For the viewfinder system was a vario finder with such cameras large vario range and little change in Aberration ratios due to the vario process required.
Aus den vorgenannten Gründen gelangte ein Sucher des Reellbildtyps in Gebrauch, welcher ein helleres Bildfeld und eine stärkere Vergrößerung erlaubt als ein Sucher des umgekehrten Galilei′schen Typs, so daß man den Bildrahmen deutlich erkennen kann. For the reasons mentioned above, a seeker of the Real image type in use, which has a brighter image field and allows a higher magnification than a viewfinder of the reverse Galileo type, so that you have the picture frame can clearly see.
Bei den in dieser Hinsicht entwickelten Suchern war es jedoch nicht möglich, die chromatische Aberration in zufriedener Weise zu kompensieren, so daß bei größeren Vergrößerungen unerwünschte Verfärbungen auftreten.It was with the seekers developed in this regard however, the chromatic aberration is not possible in to compensate in a satisfactory manner, so that with larger ones Unwanted discolorations occur.
Folgende Maßnahmen können als mögliche Maßnahmen zum Kompensieren der chromatischen Aberrationen durch Verwendung einer Glaslinse aufgezählt werden. Eine erste Maßnahme besteht in der Verwendung eines optischen Materials mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion. Eine zweite Maßnahme besteht in der Verwendung einer achromatischen Linse, bestehend aus einem preiswerten positiven Linsenelement aus optischem Material mit geringem Brechungsindex und niedriger Dispersion und einem negativen Linsenelement aus optischem Material mit hoher Dispersion.The following measures can be taken as possible measures for Compensate for chromatic aberrations Using a glass lens. A first one Measure consists in the use of an optical Materials with a high refractive index and low dispersion. A second measure is to use a achromatic lens consisting of an inexpensive positive lens element made of optical material with low Refractive index and low dispersion and a negative Lens element made of optical material with high dispersion.
Durch die erstgenannte Maßnahme werden die Herstellungskosten erhöht. Bei der letztgenannten Maßnahme wird der Brechnungsindex der positiven Linse erhöht. Der Krümmungsradius der Linsenoberfläche wird klein. Dies erbringt entscheidende Nachteile. Es tritt an der Rückseite der Linse eine Totalreflektion auf. Die Aberrationen sind sehr empfindlich im Hinblick auf die Anbringung der Linse in einem Linsenrahmen.Through the first-mentioned measure, the Manufacturing costs increased. With the latter measure the refractive index of the positive lens is increased. The Radius of curvature of the lens surface becomes small. This brings decisive disadvantages. It occurs on the back total reflection from the lens. The aberrations are very sensitive to the attachment of the lens in a lens frame.
Im Hinblick auf die Kompaktheit wird es bevorzugt, die Gesamtlänge des Suchersystems soweit wie möglich zu reduzieren. Da jedoch das Suchersystem mit einer kurzen physikalischen Länge und einem großen Varioverhältnis sowohl eine verstärkte Brechkraft des Objektivs als auch des Okularsystems mit sich bringt, ergibt sich daraus eine verstärkte chromatische Aberration sowie eine verstärkte sphärische Aberration. In terms of compactness, it is preferred that Total length of the viewfinder system as much as possible to reduce. However, since the viewfinder system with a short physical length and a large vario ratio both an increased refractive power of the lens as well of the eyepiece system results in one increased chromatic aberration as well as an increased spherical aberration.
Wenn für einen Variosucher die Gesamtlänge reduziert wird, wird auch der Bewegungsbetrag der sich bewegenden Linsengruppen herabgesetzt. Dementsprechend ist es notwendig, die Brechkraft der sich bewegenden Gruppen zu erhöhen, um das Varioverhältnis heraufzusetzen. Als Ergebnis werden die chromatische Aberration und die sphärische Aberration bemerkenswert schlecht.If the total length is reduced for a vario finder, will also be the amount of movement of the moving Lens groups reduced. It is accordingly necessary to increase the refractive power of the moving groups increase to increase the vario ratio. As The result is the chromatic aberration and the spherical aberration remarkably bad.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches System insbesondere für einen Reellbildsucher zu schaffen, welches frei ist von Totalreflektionen auf der Rückseite der positiven Linse und welches hinsichtlich der Empfindlichkeit auf Aberrationen von fehlerhaften Linsenbefestigungen am Rahmen sogar dann unabhängig ist, wenn eine preiswerte Linse verwendet wird und das positive Linsenelement eine hohe Brechkraft aufweist, wobei eine ausreichende Kompensation chromatischer Aberrationen erzielbar ist.It is an object of the invention to provide an optical system especially for a real viewfinder, which is free of total reflections on the back of the positive lens and which in terms of Sensitivity to aberrations from faulty Lens attachments to the frame is independent even then if an inexpensive lens is used and the positive Lens element has a high refractive power, one adequate compensation of chromatic aberrations is achievable.
Dabei soll die Gesamtlänge des optischen Systems kurz sein bei einem großen Varioverhältnis und einem großen Vergrößerungsverhältnis, auch im Hinblick auf eine gute Korrektur der chromatischen Aberration.The total length of the optical system should be short with a large vario ratio and a large one Magnification ratio, also with a view to good Chromatic aberration correction.
Zur Lösung dieser Aufgaben dient ein optisches System mit zumindest einer Kittlinse, die zumindest aus zwei Linsenelementen zusammengesetzt ist und dabei zumindest ein Linsenelement aus Kunststoff besteht.An optical system is used to solve these tasks at least one putty lens made up of at least two Lens elements is composed and at least one Lens element made of plastic.
Ein derartiges System eignet sich insbesondere als Reellbildsucher.Such a system is particularly suitable as Real viewfinder.
Vorzugsweise besteht von den die Kittlinse bildenden Linsenelementen zumindest ein Linsenelement aus einem Material, das für ultraviolette Strahlen in hohem Maße durchlässig ist. Preferably consists of those forming the cement lens Lens elements at least one lens element from one Material that is highly sensitive to ultraviolet rays is permeable.
Außerdem können Linsenelemente geringer Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen vor und hinter der Kittlinse angeordnet sein.In addition, low permeability lens elements for ultraviolet rays in front of and behind the putty lens be arranged.
Wenn entsprechend der Erfindung die Linsenelemente der Kittlinse miteinander verkittet werden, so gelangen deren Flächen mit großem Krümmungsradius in Berührung miteinander. Dementsprechend wird die Reflektion von Licht auf den Flächen reduziert. Die Verwendung von preiswertem Material für die Linsenelemente ist erfindungsgemäß möglich. Die chromatischen Aberrationen sind bei der sich ergebenden Kittlinse stark herabgsetzt.If according to the invention, the lens elements of the Putty lens cemented together, so get their Surfaces with a large radius of curvature in contact together. Accordingly, the reflection of light reduced on the areas. The use of inexpensive Material for the lens elements is according to the invention possible. The chromatic aberrations are the same resulting cement lens greatly reduced.
Wenn das Linsenelement aus Kunststoff erwärmt wird, so wird dieses Linsenelement hinsichtlich seines optischen Wertes verschlechtert und ändert seine Farbe. Dadurch verbietet sich die Verwendung eines Klebstoffes, der thermisch für das Kitten der Linsenelemente gehärtet werden muß. Daher wird als Klebstoff ein solcher verwendet, der durch ultraviolette Bestrahlung aushärtet. Im allgemeinen enthält für optische Zwecke verwendeter Kunststoff eine Substanz, die ultraviolette Strahlen abhält, damit ein Sprödewerden oder frühzeitiges Altern des Kunststoffes durch ultraviolette Strahlen verhindert wird. Wenn dementsprechend die Kittlinse aus Linsenelementen besteht, deren Material Kunststoff ist, und wenn der Klebstoff ein solcher ist, der durch ultraviolette Strahlung härtet, um den Kittvorgang der Kittlinse zu bewerksteiligen, so ist es praktisch unmöglich, einen derartigen Klebstoff vollständig zu härten. Dies führt zu einem ungewollten und frühzeitigen Lösen der Linsenelemente der Kittlinse.If the plastic lens element is heated, then this lens element in terms of its optical value deteriorates and changes color. This prohibits the use of an adhesive that is thermally suitable for the cementing of the lens elements has to be hardened. Therefore is used as an adhesive that by cures ultraviolet radiation. Generally contains plastic used for optical purposes is a substance, which keeps ultraviolet rays from becoming brittle or premature aging of the plastic ultraviolet rays is prevented. If accordingly the cement lens consists of lens elements, whose material is plastic, and if the glue is a is such that hardens by ultraviolet radiation to to accomplish the putty process of the putty lens, so it is practically impossible to complete such an adhesive to harden. This leads to an unwanted and premature Loosen the lens elements of the putty lens.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Klebstoffschicht der Kittlinse durch zumindest das Linsenelement mit ultravioletten Strahlen bestrahlt werden, welches eine große Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen hat. Dementsprechend kann der Klebstoff sogar dann gut gehärtet werden, wenn dieser von dem Typ ist, der durch ultraviolette Strahlung gehärtet wird.In the arrangement according to the invention, the Adhesive layer of the putty lens through at least that Lens element are irradiated with ultraviolet rays, which is a great permeability to ultraviolet Has rays. Accordingly, the adhesive can even then be well hardened if it is of the type that by ultraviolet radiation is cured.
Wenn das optische System mit der Kittlinse Bestandteil eines Suchers ist, und Linsenelemente geringer Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen vor und hinter der Kittlinse angeordnet sind, so kann die ultraviolette Strahlung die Kittlinse nicht erreichen. Wenn dementsprechend die Linsenelemente aus Kunststoff bestehen und keine ultraviolette Strahlung abhaltende Substanz enthalten, so ist die Kittlinse frei von einer vorzeitigen Alterung bzw. einer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften durch Sprödewerden oder dergleichen.If the optical system with the cement lens component of a viewfinder, and lens elements are smaller Permeability to ultraviolet rays in front and behind the putty lens are arranged so the ultraviolet Radiation cannot reach the putty lens. If accordingly the lens elements are made of plastic and not an ultraviolet ray blocking substance included, the putty lens is free from premature Aging or impairment of the optical Properties by becoming brittle or the like.
Für einen Variosucher, bei dem das zuvor beschriebene optische System zum Einsatz kommen soll, ist ein optisches System für das Objektiv wünschenswert, welches die folgenden Bedingungen (1-3) erfüllt. Außerdem ist es wünschenswert, daß das okular-optische System der Bedingung (4) genügt:For a vario viewfinder, where the previously described optical system to be used is an optical one System desirable for the lens that the following conditions (1-3) fulfilled. Besides, it is desirable that the ocular-optical system of Condition (4) is sufficient:
1) 0,4 < N2 < 0,9,1) 0.4 <N 2 <0.9,
2) |100/f4| < 3,0,2) | 100 / f 4 | <3.0,
3) 2,2 < f1/f8 < 3,5,3) 2.2 <f 1 / f 8 <3.5,
4) 0,375 < ral/fe < 0,6,4) 0.375 <r al / f e <0.6,
worin:
N2: das Varioverhältnis der zweiten Linsengruppe im
Vergleich mit dem Varioverhältnis des
objektiv-optischen Systems
fi : die Brennweite der i-ten Linsengruppe
f8: die Brennweite des objektiv-optischen Systems am
Ende des Weitwinkelbereiches
fe: die Brennweite des okular-optischen Systems und
ral: der Krümmungsradius der ersten Fläche des
okular-optischen Systems.wherein:
N 2 : the zoom ratio of the second lens group in comparison with the zoom ratio of the objective-optical system
f i : the focal length of the i-th lens group
f 8 : the focal length of the objective-optical system at the end of the wide-angle range
f e : the focal length of the ocular-optical system and
r al : the radius of curvature of the first surface of the ocular-optical system.
Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Variosucher vorgesehen, der ein objektiv-optisches System mit einer positiven Gesamtbrechkraft und ein okular-optisches System mit einer positiven Gesamtbrechkraft aufweist, wobei das objektiv-optische System von der Objektseite her gesehen eine erste Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft aufweist. Das von dem objektiv-optischen System gebildete Bild wird in der Nähe der ersten Fläche des okular-optischen Systems fokussiert, wobei die zweite und dritte Linsengruppe dahingehend bewegt wird, bei Konstanthaltung der Sicht durch den Sucher den Variovorgang zu bewirken.According to another aspect of the invention is a Vario finder provided an objective-optical system with a positive overall refractive power and a eyepiece optical system with a positive Has total refractive power, the objective-optical System seen from the object side a first Lens group with a positive refractive power, a second Lens group with a negative refractive power and a third lens group with a positive refractive power having. The one formed by the objective-optical system Image is near the first area of the focused ocular-optical system, the second and third lens group is moved to Keeping the view constant through the viewfinder the vario process to effect.
Bei einem derartigen Variosucher kann das objektiv-optische System zumindest die folgenden Bedingungen (1) und (3) erfüllen:With such a zoom finder, this can be objective-optical System at least the following conditions (1) and (3) fulfill:
1) 0,4 < N2 < 0,9,1) 0.4 <N 2 <0.9,
3) 2,2 < f1/f8 < 3,5.3) 2.2 <f 1 / f 8 <3.5.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in den Zeichnungen rein schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below with reference to some of the Drawings shown purely schematically Exemplary embodiments explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Objektiv-Verschlußkamera unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Suchers, Fig. 1 is a plan view of a lens-shutter camera using a view finder according to the invention,
Fig. 2 eine Vorderansicht derselben Kamera, Fig. 2 is a front view of the same camera,
Fig. 3 eine Rückansicht derselben Kamera, Fig. 3 is a rear view of the same camera,
Fig. 4 eine Seitenansicht derselben Kamera, Fig. 4 is a side view of the same camera,
Fig. 5 bis 7 die Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform eines Reellbildsuchers entsprechend der Erfindung, bei dem eine Anordnung eines Linsensystems des Suchers in Fig. 5, eine Graphik mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereiches in Fig. 6 und eine Graphik mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Telebereiches in Fig. 7 dargestellt sind, Fig. 5 to 7, the representation of a first exporting approximate shape of a real image type view finder according to the invention in which an arrangement of a lens system of the finder in FIG. 5, a graph showing the aberrations at the wide-angle range in Fig. 6 and a graph with the Representation of the aberrations at the end of the telephoto range are shown in FIG. 7,
Fig. 8 bis 10 eine zweite Ausführungsform eines Reell bildsuchers gemäß der Erfindung, bei dem eine Anordnung des Linsensystems des Suchers in Fig. 8 dargestellt ist, sowie Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereiches in Fig. 9 und Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Telebereiches in Fig. 10 dargestellt sind, Figs. 8 to 10 show a second embodiment of a real image type view finder according to the invention, in which an arrangement of the lens system of the finder in FIG. 8, as well as graphs illustrating the aberration at the wide-angle range in Fig. 9 and graphs illustrating the aberrations at the end of the telephoto range are shown in Fig. 10,
Fig. 11 bis 13 eine dritte Ausführungsform eines Reell bildsuchers gemäß der Erfindung, bei der die Anordnung eines Linsensystems des Suchers in Fig. 11 dargestellt ist, sowie Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereiches in Fig. 12 und Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Telebereiches in Fig. 13 dargestellt sind, und Fig. 11 to 13 show a third embodiment of a real image type view finder according to the invention, in which the arrangement is shown of a lens system of the finder in FIG. 11, as well as graphs illustrating the aberration at the wide-angle range in Fig. 12 and graphs illustrating the aberrations at the end of the telephoto range are shown in Fig. 13, and
Fig. 14 bis 16 eine vierte Ausführungsform eines Reell bildsuchers gemäß der Erfindung, bei dem eine Anordnung eines Linsensystems des Suchers in Fig. 14 dargestellt ist, sowie Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereiches in Fig. 15 und Graphiken mit der Darstellung der Aberrationen am Ende des Telebereiches in Fig. 16 wiedergegeben sind. Fig. 14 to 16 show a fourth embodiment of a real image type view finder according to the invention in which an arrangement is shown of a lens system of the finder in FIG. 14, as well as graphs illustrating the aberration at the wide-angle range in Fig. 15 and graphs illustrating of the aberrations at the end of the telephoto range are shown in Fig. 16.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.The present invention is now based on the attached drawings described.
Fig. 1 bis 4 zeigt eine Objektivverschlußkamera mit einem Realbild-Variosucher 20, der entsprechend der Erfindung aufgebaut ist. Der mit 11 gekennzeichnete Kamerakörper weist ein Varioobjektiv 12 in der Mitte auf. Ein Lichtsender 13 und ein Lichtempfänger 14 eines Entfernungsmessers sind an der linken bzw. rechten Seite des Varioobjektivs 12 angeordnet. Der Kamerakörper 11 weist außerdem eine Varioblitzlichtvorrichtung 15 im oberen rechten Abschnitt auf, wenn die Vorderseite der Kamera betrachtet wird. Figs. 1 to 4 shows a lens shutter camera with a real-image zoom finder 20 of the invention is correspondingly constructed. The camera body marked with 11 has a zoom lens 12 in the middle. A light transmitter 13 and a light receiver 14 of a range finder are arranged on the left and right side of the zoom lens 12 . The camera body 11 also has a zoom flash device 15 in the upper right portion when the front of the camera is viewed.
Der Reellbild-Variosucher befindet sich in dem Raum, der hinter der vario-elektronischen Blitzlichtvorrichtung 15 belassen ist. Die Objektivlinse 21 des Reellbild-Variosuchers 15 befindet sich innerhalb und neben der Blitzlichtvorrichtung 15. Variolinsengruppen 22 und 23 und ein Prisma 25 mit einer ersten reflektierenden Fläche 24 sind auf dem Eintrittsweg A entlang der optischen Achse der Objektivlinse 21 vorgesehen. Die erste reflektierende Fläche 24 des Prismas 25 lenkt den Eintrittsweg A um 90° ab, um einen Brechungsweg B zu bilden.The real image zoom finder is located in the space left behind the vario-electronic flash device 15 . The objective lens 21 of the real image zoom finder 15 is located inside and next to the flash light device 15 . Vario lens groups 22 and 23 and a prism 25 with a first reflecting surface 24 are provided on the entry path A along the optical axis of the objective lens 21 . The first reflective surface 24 of the prism 25 deflects the entry path A by 90 ° to form a refraction path B.
Hinter der Blitzlichtvorrichtung 15 befindet sich ein integral mit einer Linse versehenes Prisma 26, die beide aus Kunststoff gegossen sind und sich im Brechungsweg B befinden. Dieses Prisma 26 hat eine Linsenoberfläche 27, eine zweite reflektierende Fläche 28, eine dritte reflektierende Fläche 29 und eine vierte reflektierende Fläche 30. Die zweite reflektierende Fläche 28 reflektiert die Strahlen vom Brechungsweg B nach unten; die dritte reflektierende Fläche 29 reflektiert die Strahlen des von der Fläche 28 reflektierten Lichtes in einer Richtung parallel zum Brechungsweg B; und die vierte reflektierende Fläche 30 reflektiert die von der Fläche 29 reflektierten Strahlen entlang dem Austrittsweg C, welcher parallel zum Eintrittsweg A ist. Ein Okular 31 befindet sich auf dem Austrittsweg C.Behind the flashing light device 15 is a prism 26 integrally provided with a lens, both of which are cast from plastic and are located in the refraction path B. This prism 26 has a lens surface 27 , a second reflective surface 28 , a third reflective surface 29 and a fourth reflective surface 30 . The second reflecting surface 28 reflects the rays downwards from the refraction path B; the third reflecting surface 29 reflects the rays of the light reflected from the surface 28 in a direction parallel to the refraction path B; and the fourth reflective surface 30 reflects the rays reflected from the surface 29 along the exit path C, which is parallel to the entry path A. An eyepiece 31 is located on the exit path C.
Das durch die Kombination der Objektivlinse 21 mit den Variolinsengruppen 22 und 23 gebildete Objektbild wird auf die Linsenoberfläche 27 fokussiert, umgekehrt und durch die zweite reflektierende Fläche 28, die dritte reflektierende Fläche 29 und die vierte reflektierende Fläche 30 für die Betrachtung durch das Okular 31 rechts und links gewendet. Der Sucherrahmen ist auf der Linsenoberfläche 27 abgebildet. The object image formed by the combination of the objective lens 21 with the zoom lens groups 22 and 23 is focused on the lens surface 27 , vice versa, and through the second reflecting surface 28 , the third reflecting surface 29 and the fourth reflecting surface 30 for viewing through the eyepiece 31 on the right and turned left. The finder frame is depicted on the lens surface 27 .
Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ist der Reellbildsucher 20 der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß sein optischer Weg hinter der Blitzlichtvorrichtung 15 verläuft. Dies ermöglicht die Einrichtung der notwendigen optischen Weglänge, so daß der Kamerakörper 11 wie beim Stand der Technik eine besondere Gestalt haben kann. Die Variolinsengruppen 22 und 23 befinden sich im Eintrittsweg A, der größer als die anderen optischen Wege gemacht werden kann. Dadurch wird ein großes Varioverhältnis von 3 oder mehr erzielt.In accordance with the above description, the real view finder 20 of the present invention is designed such that its optical path runs behind the flash light device 15 . This enables the establishment of the necessary optical path length so that the camera body 11 can have a special shape as in the prior art. The zoom lens groups 22 and 23 are located in the entrance path A, which can be made larger than the other optical paths. This achieves a large vario ratio of 3 or more.
Der in Fig. 5 dargestellte Sucher besteht aus einem positiven Objektivsystem mit Linsenselementen 1 bis 6, und einem positiven Okularsystem mit einem Porro-Prisma 8 und einer Linse 9. In Fig. 1 besteht das Porro-Prisma 8 für das Umkehren des Bildes aus einem Glasblock, in dem das Porro-Prisma entwickelt ist.The viewfinder shown in FIG. 5 consists of a positive objective system with lens elements 1 to 6 , and a positive eyepiece system with a Porro prism 8 and a lens 9 . In Fig. 1, the Porro prism 8 for inverting the image consists of a glass block in which the Porro prism is developed.
Das Objektivsystem besteht aus einer ersten Gruppe von positiven Linsenelementen (erste Linsengruppe) als erste und zweite Kunststofflinsenelemente 1 und 2, welche eine sogenannte Kittlinse bilden, eine zweite Gruppen, bestehend aus einem positiven Linsenelement 3 und einem positiven Linsenelement 4 (zweite Linsengruppe) und einer dritten Gruppe aus positiven Linsenelementen 5 und 6 aus Kunststoff (dritte Linsengruppe).The lens system consists of a first group of positive lens elements (first lens group) as first and second plastic lens elements 1 and 2 , which form a so-called cement lens, a second group consisting of a positive lens element 3 and a positive lens element 4 (second lens group) and one third group of positive lens elements 5 and 6 made of plastic (third lens group).
Der hier beschriebene Sucher ist ein Variosucher, bei dem die Vergrößerungskraft dadurch verändert wird, daß die zweite und dritte Linsengruppe in Richtung des Pfeiles bewegt wird, wobei auch eine Veränderung des Diopters des Suchers hierfür kompensiert wird. The viewfinder described here is a vario viewfinder, in which the magnifying power is changed in that the second and third lens group in the direction of the arrow is moved, with a change in the diopter of the Suchers is compensated for this.
Bei dem Reellbildsucher wird durch ein Objektivsystem abgebildet und dann durch ein Okularsystem in afokale Lichtstrahlen umgewandelt. Um die Gesamtlänge des Suchers bei Aufrechterhaltung einer großen Vergrößerungsmöglichkeit zu reduzieren, müssen die Brennweiten sowohl des Objektiv- als auch des Okularsystems kurz sein.In the real viewfinder is through a lens system mapped and then through an eyepiece system in afocal Rays of light converted. To the total length of the viewfinder while maintaining a large enlargement possibility to reduce the focal lengths of both the lens as well as the eyepiece system.
Wenn die Brennweite des Okularsystems fe (mm), eine achsen-chromatische Aberration des Objektivsystems, δ (mm) und die achsen-chromatische Aberration des gesamten Suchers, Δ (dpt) ist, so drückt sich die achsen-chromatische Aberration Δ aus alsIf the focal length of the eyepiece system is f e (mm), an axis-chromatic aberration of the objective system, δ (mm) and the axis-chromatic aberration of the entire finder, Δ (dpt), then the axis-chromatic aberration Δ is expressed as
Δ = 1000× δ/fe2.Δ = 1000 × δ / fe 2 .
Die vorgenannte Formel drückt aus, daß die chromatische Aberration auf der Achse für den gesamten Sucher größer wird, wenn die Brennweite des Okularsystems kürzer wird.The above formula expresses that the chromatic Aberration on the axis larger for the entire viewfinder becomes when the focal length of the eyepiece system becomes shorter.
Wenn bei einem Variosucher die Abbildungsgröße verändert wird, so verändert sich auch die Abbildungsgröße der sich bewegenden Linsengruppe und verursacht eine Änderung der chromatischen und sphärischen Aberrationen. Der Variosucher hat beim ersten Ausführungsbeispiel ein großes Varioverhältnis von 2,6. Daher werden die Änderungen der verschiedenen Aberrationen bei dem Variosucher groß.When the image size changes in a zoom finder the image size also changes moving lens group and causes a change in chromatic and spherical aberrations. The vario finder has a large one in the first embodiment Vario ratio of 2.6. Therefore, the changes to the various aberrations in the vario finder.
Bei der ersten Ausführungsform ist die erste Linsengruppe mit einer großen positiven Brechkraft eine Kittlinse mit einer mit einem positiven und einem negativen Linsenelement, wodurch die Erzeugung von chromatischen und sphärischen Aberrationen unterdrückt wird. Die dritte Linsengruppe als bewegliche Linsengruppe ist ebenfalls eine Kittlinse, die aus einem positiven und einem negativen Linsenelement besteht, wodurch eine Änderung der verschiedenen Aberrationen unterdrückt wird, wobei es sich dabei um Aberrationen handelt, die aus der Veränderung der Vergrößerungs- bzw. Verstärkungskraft resultieren. Mit solch einer Kittlinse ist es möglich, das gesamte Objektiv zu miniaturisieren.In the first embodiment, the first lens group is with a large positive refractive power one with a positive and a negative Lens element, which enables the generation of chromatic and spherical aberrations is suppressed. The third Lens group as a movable lens group is also one Putty lens made up of a positive and a negative Lens element is there, causing a change in different aberrations is suppressed, it being These are aberrations that result from changing the Enlargement or reinforcement force result. With such a cement lens, it is possible to use the entire lens to miniaturize.
Dieses Linsensystem ist in Beispiel 1 angegeben. Die verschiedenen Aberrationen ergeben sich aus Fig. 6 und 7. Die Graphiken in Fig. 6 zeigen die Aberrationen des Linsensystems im Weitwinkelbereich (kurzer fokaler Abstand, d. h. Brennweite). Die Graphiken in Fig. 7 zeigen die Aberrationen im Telebereich (lange Brennweite).This lens system is given in Example 1. The different aberrations result from FIGS. 6 and 7. The graphics in FIG. 6 show the aberrations of the lens system in the wide-angle range (short focal distance, ie focal length). The graphs in Fig. 7 show the aberrations in the telephoto range (long focal length).
In der Tabelle repräsentiert "r" den Krümmungsradius des Linsensystems, "d" die Dicke und den Luftspalt des Linsensystems, "n" den Brechungsindex des Linsensystems, "ν" die Abbezahl des Linsensystems.In the table, "r" represents the radius of curvature of the Lens system, "d" the thickness and the air gap of the Lens system, "n" the refractive index of the lens system, "ν" is the Abbe number of the lens system.
Bei dem Linsensystem sind die erste, dritte, fünfte, zehnte und fünfzehnte Fläche asphärisch. Für eine sphärische Fläche gilt die nachfolgende Gleichung:In the lens system, the first, third, fifth, tenth and fifteenth surface aspherical. For a spherical Area, the following equation applies:
darin ist X der Abstand zwischen den Koordinaten der asphärischen Fläche, wo die Höhe von der optischen Achse Y ist, und einer Tangentialebene am asphärischen Scheitelpunkt, C der Krümmungsradius (l/r) am Scheitelpunkt der asphärischen Fläche, K der konische Koeffizient, A4 bis A8 der vierte bis achte Grad der asphärischen Flächenkoeffizienten. Die besonderen Werte dieser Koeffizienten sind in dem Beispiel 1 angegeben. Der Krümmungsradius der asphärischen Fläche in Beispiel 1 ist der Krümmungsradius am Scheitelpunkt der sphärischen Oberfläche.where X is the distance between the coordinates of the aspherical surface where the height from the optical axis Y is, and a tangent plane at the aspherical Vertex, C is the radius of curvature (l / r) at the vertex the aspherical surface, K the conical coefficient, A4 to A8 the fourth to eighth degree of aspherical Area coefficients. The special values of this Coefficients are given in Example 1. The Radius of curvature of the aspherical surface in Example 1 the radius of curvature at the apex of the spherical Surface.
In Fig. 6 und 7 sind die sphärische Aberration, die sphärische Aberration SA durch eine ausgezogene Linie gekennzeichnet und die Sinusbedingung durch eine unterbrochene Linie. Die axiale chromatische Aberration und die seitliche chromatische Aberration kennzeichnen sich durch drei Typen von Kennlinien, nämlich die d-Linie (558 nm), die g-Linie (436 nm) und die C-Linie (656 nm). Fur den Astigmatismus wird die sagittale Richtung S durch eine ausgezogene Linie gekennzeichnet und die meridionale Richtung M durch eine unterbrochene Linie.In Fig. 6 and 7, the spherical aberration, the spherical aberration SA are indicated by a solid line and a sine condition indicated by a broken line. The axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration are characterized by three types of characteristic curves, namely the d line (558 nm), the g line (436 nm) and the C line (656 nm). For astigmatism, the sagittal direction S is indicated by a solid line and the meridional direction M by a broken line.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestehen die Linsenelemente der Kittlinse beide aus Kunststoff, das heißt das positive Linsenelement aus PMMA und das negative Linsenelement aus Polycarbonat. Daher können die Linsenelemente leicht in jede gewünschte Form gebracht werden. Bei der Verwendung eines Spritzgußverfahrens können die Linsenelemente leicht einer Massenproduktion unterworfen werden mit der Folge, daß die Linsenelemente wesentlich preisgünstiger hergestellt werden können als bei Verwendung von Glas. In the first embodiment, there are Lens elements of the cement lens both made of plastic, the is called the positive lens element made of PMMA and the negative Lens element made of polycarbonate. Therefore, the Lens elements easily brought into any desired shape will. When using an injection molding process the lens elements easily mass-produced are subjected with the result that the lens elements can be manufactured much cheaper than at Use of glass.
Die mit einer Kittlinse verkitteten Linsenelemente dienen der Kompensation der Aberration und haben eine große Brechkraft. Insbesondere ist der Krümmungsradius der Kittfläche jedes Elementes klein. Wenn die Kittlinsen voneinander getrennt sind, so tritt an den Flächen der Linsenelemente, die aufeinander zu gerichtet sind, eine Totalreflektion auf oder die Aberration-Degradation ist empfindlicher für eine Fehlausrichtung der optischen Achse des positiven Linsenelementes mit dem negativen Linsenelement. Für eine Vermeidung dieses Phänomens ist eine hohe Präzision für den Außendurchmesser der Linse und den Linsenrahmen erforderlich.The lens elements cemented with a cement lens serve compensation for aberration and have a large one Refractive power. In particular, the radius of curvature is Small area of each element. If the putty lenses are separated from each other, so occurs on the surfaces of the Lens elements facing each other, one Is total reflection on or the aberration degradation more sensitive to optical axis misalignment of the positive lens element with the negative Lens element. To avoid this phenomenon high precision for the outer diameter of the lens and the lens frame required.
Die positiven Linsenelemente der Kittlinsen bestehen aus einem Material, welches keine Substanz enthält, das die ultraviolette Strahlung abhält, d. h. PMMA für eine gute Übertragung von ultravioletten Strahlen. Wenn dementsprechend ein Kittmaterial verwendet wird, welches unter dem Einfluß von ultravioletten Strahlen aushärtet, so kann dieses Kittmaterial bzw. der Klebstoff durch Bestrahlung der Linsenelemente mit ultravioletten Strahlen durch die positive Linse vollständig gehärtet werden.The positive lens elements of the cement lenses consist of a material that contains no substance that the prevents ultraviolet radiation, d. H. PMMA for good Transmission of ultraviolet rays. If accordingly a cement material is used, which cures under the influence of ultraviolet rays, so can this cement material or the adhesive through Irradiation of the lens elements with ultraviolet rays be fully hardened by the positive lens.
Wenn ultraviolette Strahlen durch solche positiven Linsenelemente 2 und 6 der Kittlinsen, die sich in einem Sucher befinden, gelangen, so wird das Linsenelement durch die ultraviolette Strahlung weder in seiner Farbe verändert, noch hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften beeinträchtigt. PMMA, welches eine Substanz zum Abhalten von ultravioletten Strahlen enthält, wird für die Linsen des okular-optischen Systems verwendet, welche sich näher dem Auge befinden. Mit solch einer selektiven Materialverwendung für die Linsenelemente werden ultraviolette Strahlen durch die Linsenelemente an beiden Seiten des Suchers absorbiert. Die ultravioletten Strahlen gelangen aber nicht in die positiven Linsenelemente 2 und 6. Somit können diese Linsenelemente nicht durch die ultraviolette Strahlung im genannten Umfang beeinträchtigt werden.When ultraviolet rays pass through such positive lens elements 2 and 6 of the putty lenses, which are located in a viewfinder, the lens element is neither changed in color by the ultraviolet radiation, nor is its optical properties impaired. PMMA, which contains a substance for blocking ultraviolet rays, is used for the lenses of the ocular-optical system which are closer to the eye. With such selective material use for the lens elements, ultraviolet rays are absorbed by the lens elements on both sides of the viewfinder. However, the ultraviolet rays do not get into the positive lens elements 2 and 6 . Thus, these lens elements cannot be affected by the ultraviolet radiation to the extent mentioned.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reellbildsuchers entsprechend der Erfindung. Das Linsensystem dieses Suchers ergibt sich aus dem Beispiel 2. Die Aberrationen sind in Fig. 9 und 10 dargestellt. Fig. 9 zeigt die Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereichs und Fig. 10 die Aberrationen am Ende des Telebereichs. Fig. 8 shows another embodiment of a real image type view finder according to the invention. The lens system of this viewfinder results from example 2. The aberrations are shown in FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows the aberrations at the end of the wide-angle range and FIG. 10 shows the aberrations at the end of the telephoto range.
Die erste, zweite, vierte, neunte und sechzehnte Fläche der Linsenelemente sind asphärisch und die asphärischen Oberflächenkoeffizienten sind im Beispiel 2 dargestellt. The first, second, fourth, ninth and sixteenth surfaces of the Lens elements are aspherical and the aspherical Surface coefficients are shown in Example 2.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reellbildsuchers gemäß der Erfindung. Fig. 11 shows a further embodiment of the invention shows a real image viewfinder invention.
Ein Linsensystem des Suchers ergibt sich aus Beispiel 3. Die Aberrationen sind in Fig. 12 und 13 dargestellt. Fig. 12 zeigt die Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereichs und Fig. 13 die Aberrationen am Ende des Telebereichs.A lens system of the viewfinder results from example 3. The aberrations are shown in FIGS. 12 and 13. Fig. 12 shows the aberrations at the end of the wide-angle range and Fig. 13 shows the aberrations at the end of the telephoto range.
Die erste, dritte, zehnte und elfte Fläche der Linsenelemente sind asphärisch und die asphärischen Oberflächenkoeffizienten sind in Beispiel 3 angegeben. The first, third, tenth and eleventh areas of the Lens elements are aspherical and the aspherical Surface coefficients are given in Example 3.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reellbildsuchers gemäß der Erfindung. Fig. 14 shows a further embodiment of the invention shows a real image viewfinder invention.
Ein Linsensystem dieses Suchers ist anhand von Beispiel 4 angegeben. Die Aberrationen sind in Fig. 15 und 16 dargestellt. Fig. 15 zeigt die Aberrationen am Ende des Weitwinkelbereichs und Fig. 16 die Aberrationen am Ende des Telebereichs.A lens system of this viewfinder is shown using Example 4. The aberrations are shown in Figs. 15 and 16. Fig. 15 shows the aberrations at the end of the wide-angle range and Fig. 16 shows the aberrations at the end of the telephoto range.
Die erste, dritte, zehnte und elfte Fläche der Linsenelemente ist asphärisch und die asphärischen Oberflächenkoeffizienten sind in Beispiel 4 angegeben. The first, third, tenth and eleventh areas of the Lens elements is aspherical and the aspherical Surface coefficients are given in Example 4.
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