DE7911041U1

DE7911041U1 - Flache feldlinse mit bildaufspaltung

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Publication number: DE7911041U1
Application number: DE19797911041U
Authority: DE
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1979-04-14
Filing date: 1979-04-14
Publication date: 1979-07-12
Also published as: US4367016A

Description

Ernst Leitz Wetzlar GmbH j/i · :...^::·|· · :' ^:f

Flache Feldlinse mit Bildaufspaltung

Die Neuerung betrifft eine flache Feldlinse mit Bildaufspaltung.

Flache Feldlinsen werden meist als Fresnel'sehe Stufenlinsen ausgeführt. Sie werden beispielsweise in oder nahe einer Zwischenbildebene bei einäugigen Spiegelreflexkameras eingesetzt, um das Sucherbild aufzuhellen. Dabei bildet die Feldlinse die Pupille des Aufnahmeobjektives in die Augenpupille des Beobachters ab.

Andere optische Bauelemente in der Zwischenbildebene dienen dazu, eine Scharfeinstellung des Sucherbildes zu ermöglichen. Dies sind entweder Mattscheiben, Prismenraster, Schnittkeile oder andere bildaufspaltende Strukturen.

Tie Feldlinse und die bildaufspaltenden Strukturen k butan neDpneinander in derselben Ebene angeordnet werden, wobei der zentrale Teil für die Scharfeinstellung und das Umfeld für die Bildaufhellung verwendet werden. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus Fein-

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gerätetechnik (1963), S. 330 - 332 und S. 366 - 373 bekannt. Die dort beschriebene Einstellscheibe besitzt in einer zentralen Ringzone ein Meßfeld, das aus konzentrisch zueinander liegenden ringförmigen Prismen oder Slylinderlinsen besteht, die auf der planen Seite einer herkömmlichen Plankonvexlinse angeordnet sind. Diese Elemente erzeugen außerhalb der Schärfenebene Doppelbilder, deren Zusammenfallen das Einstellkriterium ist, Die Anordnung besitzt gegenüber einer Mattscheibeneinstellung eine erhöhte Einstellgenauigkeit und eine gesteigerte Bildleuchtdichte. Nachteilig ist jedoch, daß für die Schärfeeinstellung nur ein kleiner Bildausschnitt zur Verfügung steht. Wegen des Fehlens lichtstreuender Elemente ist eine Beobachtung der Bildkomposition in der von der Mattscheibenbeobachtung gewohnten Weise weder im Meßfeld noch im umliegenden Fresnelfeld möglich.

Der Neuerung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine flache Feldlinse anzugeben, die über ihre gesamte Fläche in derselben Ebene die Eigenschaft der Pupillenabbildung mit der Möglichkeit einer Bildbeoba.chtung und Scharfeinstellung bei gesteigerter Leuchtdichte vereint.

Diese Aufgabe wird bei einer flachem Feldlinse mit Bildaufspaltung dadurch gelöst, daß sie auf konzentrischen Spuren liegende Verformungen gleichen Querschnitts mit mindestens zwei eine Symmetrieachse aufweisenden lichtbrechenden Flächen aufweist, wobei die Neigung der Symmetrieachse der auf derselben Spur liegenden Verformung zur optischen Achse der Feldlinse konstant ist,

3¹J aber sich in radialer Richtung auf den konzentrischen Spuren stetig änderte

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Patentabteilung p

Die Verformungen können Erhebungen oder Eindrücke sein. Die stetige Veränderung der Neigung der Symmetrieachse kann zunehmend oder abnehmend sein, je nachdem, ob eine sammelnde oder zerstreuende Wirkung der Feldlinse erreicht werden soll« In einer speziellen Ausgestaltung kann die Feldlinse in Form einer Frenelschen Stufenlinse ausgebildet sein, bei der die Verformungen auf der Wirkflanke der einzelnen Stufen liegen. Die Verformung kann dabei als Prisma oder Zylinderlinse ausgebildet sein. In einer anderen Ausgestaltung der Feldlinse kann jede Spur aus aneinandergereihten Verformungen von der Gestalt einer Pyramide, eines Kegels oder einer Kugelkappe be stehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der neuen Feldlinse schematisch dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Fresnelsche Stufenlinse

mit auf die Wirkflanke aufgesetzten Prismenringen;

Fig. 2 ein&n Schnitt durch eine Fresnelsche Stufenlinse mit in die Wirkflanke eingedrückten Zylindenlinsenringen; und

Fig. 3 einen perspektivischen Schnitt durch eine Feldlinse mit aneinandergereihten, auf konzentrischen Spuren liegenden kegelförmigen Eindrücken.

In Fig. 1 ist gestrichelt eine Plankonvexlinse im Schnitt 2j dargestellt. Bei Annäherung einzelner Kreisbogenabschnitte der konvexen Linsenseite durch ihre Sehnen und Zusaminen-

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schieben der einzelnen optisch brechenden Zonen in eine Ebene entsteht in bekannter Weise eine Fresnelsche Stufenlinse mit sägezahnfb'rmigera Querschnittsprofil. Die Stufen bestehen jeweils aus einer Wirkflanke 10 und einer Störflanke 11. Die Störflanken sind im Ausführungsbeispiel parallel zur optischen Achse 12 der Linse ausgerichtet. Die Neigung der Normalen 13 auf den Wirkflanken 10 nimmt gegenüber der optischen Achse 12 in radialer Richtung stetig zu. Eine Fresnelsche Stufenlinse dieser bekannten Struktur fokussiert parallel einfallende Lichtstrahlen zumindest annähernd in einem Punkt auf der optischen Achse 12.

Entsprechend der Neuerung sind auf die Wirkflanken 1p Erhebungen lh mit dreieckigem Querschnitt aufgesetzt. Alle Erhebungen auf den unterschiedlich geneigten Wirkflanken besitzen dieselben Basiswinkel, wenn die Wirkflanke 10 als Basis bezeichnet wird« Die Normalen auf den Wirkflanken 10 sind Symmetrieachsen der Erhebungen Ik. Wegen der Rotationssymmetrie der Fresnelschen Stufenlinse zur optischen Achse 12 stellen die Erhebungen ]h Prismenringe dar.

In Fig. 2 liegen bezüglich der Konstruktion der Fresnelschen Stufenlinse gleiche Verhältnisse vor wie in Fig. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Neuerung ist hier jedoch die Wirkflanke 10 kreisbogenförmig eingedrückt. Alle Eindrücke weisen denselben Krümmungsradius auf, wobei der Krümmungsmittelpunkt auf der Normalen. 13 liegt.

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In der Auf sieht stellen die Eindrücke lconkave Zylindei-linsenringe dar.

Aus der in der Einleitung genannten Literaturstelle ist die bildaufspaltende Wirkung solcher Prismenringe und Zylinderlinsenringe bekannt, wobei aber ihre Symmetrieachsen parallel zueinander liegen und den bildaufspaltenden Elementen die abbildende Wirkung einer Plankonvexlinse nachgeordnet ist. Experimente haben gezeigt, daß durch die Neuerung beide Wirkungen in einer Fläche vereinigt werden können. Auf diese Weise erhält man eine flache Feldlinse, die über ihre gesamte Fläche sowohl zur Bild= aufhellung beiträgt als auch zur Bildeinstellung geeignet ist. Bei ausreichender Feinheit der Rilienstruktur ist eine der Mattscheibenbeobachtung vergleichbare Bild— betrachtung möglich.

Eine weitere Annäherung an die Streuung einer Mattscheibe wird erreicht, wenn die beschriebenen Erhebungen oder Eindrücke nicht ringförmig geschlossen sondern als auf einer Spur liegende einzelne symmetrische Verformungen mit einer höheren Zahl brechender Flacnen ausgeführt

werden. Ein Beispiel dazu ist in Fig. 3 dargestellt. ι

Die Verformung besteht in Fig. 3 aus einem kegelförmigen Eindruck lh¹. Die Neigung der Grundfläche 10' nimmt von | Spur zu Spur in radialer Richtung ebenso zu wie die 2j Neigung der Wirkflanke einer entsprechenden Fresnelschen Stufenlinse. Die Symmetrieachse 13' der Eindrücke taumelt auf jeder Spur um die optische Achse 12 herum.

B 297^ Pat St/Wo 9.k.1979

Patentabteilung

Wenn der Eindruck mit einem zylindrischen Werkzeug mit kegelförmiger Spitze erzeugt wird, ergibt sich e"ine Störflanke 1 1 ' , die parallel zur Symmetrieachse 13' verläuft. Die Spitze des Eindrückwerkzeuges kann natürlich ebensogut als Pyramide oder Kugelkappe ausgebildet sein. Wenn anstelle einer Verformung mit kreisförmiger Gx-undfläche eine solche mit einem regelmäßigen Vieleck als Grundfläche gewählt wird, hat dies den Vorteil, daß damit die Verformungen in der Linsenfläche enger aneinander anschließen können und die Linsenfläche besser ausfüllen.

Claims

Schutzansprüche

ι kennzeichnet, daß sie auf konzentrischen Spuren

I liegende Verformungen ( Ik, Ik') gleichen Quer-

ä Schnitts mit mindestens zwei eine Symmetrieachse

ί (^Ί3>¹3') aufweisenden lichtbrechenden Flächen

j aufweist, wobei die Neigung der Symmetrieachse

I . (13113 ') der auf derselben Spur liegenden Ver-

I formungen (14, Ik') zur optischen Achse (12) der

I Feldlinse konstant ist, aber sich in radiale:*

jj Richtung auf den konzentrischen Spuren stetig

1 ändert.

I 2. Feldlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

: daß die Verformungen Erhebungen sind.

' 3· Feldlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

_g daß die Verformungen Eindrücke sind.

I k. Feldlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

I gekennzeichnet, daß die Neigung der Symmetrieachse

in radialer Richtung stetig zunimmt.

Patentabteilung

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• · ■ I 11

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5. Feldlinse nach, einem di$r Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Symmetrieachse in radialer Richtung stetig abnimmt.

6. Feldlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer Fresnelsehen Stufenlinse ausgebildet ist, bei der die Verformungen (14) auf der W±rlcflanke (1O) der einzelnen Stufen liegen

7. Feldlinse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung als Prisma ausgebildet ist.

8ο Feldlinse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung als Zylinderlinse ausgebildet ist.

ο Feldlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Spur aus aneinandergereihten Verformungen von der Gestalt einer Pyramide besteht_Λ

10. Feldlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Spur aus aneinandergereihten Verformungen von der Gestalt eines Kegels besteht.

11. Feldlinse nach einem der Anspruch*· 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Spur aus aneinandergereihten Verformungen von der Gestalt einer Kugelkappe besteht,