FR2723789A1 - OPTICAL SYSTEM FOR VIEWING APPARATUS - Google Patents
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Abstract
L'invention est relative à un objectif pour appareil de prise de vues. Suivant l'invention le système optique de l'appareil de prise de vues est constitué d'un élément unique de type ménisque convergent dont la face avant est asphérique, d'un diaphragme situé entre le ménisque et le film et d'une surface d'exposition cylindrique dont le rayon de courbure est compris entre 85 mm et 95 mm. Application à la réalisation d'appareil de prise de vues à usage unique.The invention relates to a lens for a camera. According to the invention, the optical system of the camera consists of a single element of the converging meniscus type, the front face of which is aspherical, of a diaphragm located between the meniscus and the film and of a surface of Cylindrical exposure with a radius of curvature between 85 mm and 95 mm. Application to the production of a single-use camera.
Description
SYSTEME OPTIQUE POUR APPAREIL DE PRISE DE VUESOPTICAL SYSTEM FOR VIEWING APPARATUS
La présente invention concerne de simples lentilles formées d'un seul élément et plus particulièrement des lentilles format horizontal ou paysage formées d'un seul élément, qui sont notamment appropriées pour être utilisées en tant que lentille de prise de vues (ou objectif) dans des appareils de prise de vues bon marché tels que des The present invention relates to single lenses formed of a single element and more particularly to horizontal or landscape lenses formed of a single element, which are particularly suitable for use as a lens (or lens) in inexpensive cameras such as
appareils de prise de vues à usage unique. single-use cameras.
Une lentille à format horizontal est constituée par un seul élément de lentille en forme de ménisque convergent et un diaphragme. L'agencement est connu depuis environ 150 ans et a été utilisé à l'origine avec des matériaux photosensibles possédant des sensibilités spectrales si étroites dans le domaine du bleu, que l'on obtenait des résultats satisfaisants avec des valeurs de diaphragme A horizontal format lens consists of a single lens element in the form of a converging meniscus and a diaphragm. The arrangement has been known for about 150 years and was originally used with photosensitive materials having such narrow spectral sensitivities in the blue field that satisfactory results were obtained with diaphragm values.
élevées F. sans corrections de couleurs. high F. without color corrections.
Les objectifs actuels à un seul constituant, qui sont utilisés dans des appareils photographiques simples, comme par exemple des appareils de prise de vues à usage unique, sont habituellement réalisés avec des matériaux présentant une faible dispersion et un faible indice de réfraction Current single-component lenses, which are used in simple cameras, such as single-use cameras, are usually made of materials with low dispersion and low refractive index.
afin de réduire l'aberration chromatique longitudinale. to reduce longitudinal chromatic aberration.
C'est pourquoi, pour réduire la difficulté de correction de l'aberration chromatique dans un système de lentille à un seul élément, on a conçu les lentilles en cherchant à réduire la dispersion (en utilisant des matériaux à faible indice et à nombre d'Abbe élevé (habituellement des matières plastiques)) pour obtenir la puissance nécessaire et réduire l'ouverture numérique (NA) de la lentille.30 Le diaphragme dans une lentille à format horizontal est utilisé pour minimiser l'aberration de coma. On sait parfaitement qu'il existe un emplacement optimum pour un diaphragme sur le côté concave d'un élément de lentille formant ménisque pour réduire la coma. On peut également35 obtenir une correction utile de la courbure du champ astigmatique en "cintrant" l'élément de lentille. Par conséquent la forme de ménisque réduit une autre aberration. On peut légèrement réduire l'aberration sphérique au moyen du cintrage, mais seulement aux dépens de la courbure de champ astignatique, étant donné que l'aberration sphérique peut être commandée par la limitation du diaphragme, et c'est ce qu'on faisait. C'est pourquoi, les lentilles à format horizontal étaient habituellement limitées à F/11 et à des ouvertures habituellement plus faibles. De même, elles étaient limitées à des angles de demi-champ de 20 ou moins en raison de l'altération de la qualité de l'image pour des angles de champ plus étendus; Therefore, in order to reduce the difficulty of correcting chromatic aberration in a single-element lens system, lenses have been designed with the aim of reducing dispersion (using low-index and number-wise materials). High abbe (usually plastics)) to obtain the necessary power and reduce the numerical aperture (NA) of the lens.30 The diaphragm in a horizontal format lens is used to minimize coma aberration. It is well known that there is an optimum location for a diaphragm on the concave side of a meniscus lens element to reduce coma. It is also possible to obtain a useful correction of the curvature of the astigmatic field by "bending" the lens element. Therefore the meniscus form reduces another aberration. Spherical aberration can be slightly reduced by bending, but only at the expense of astignatic field curvature, since spherical aberration can be controlled by the limitation of the diaphragm, and this is what was done. Therefore, horizontal format lenses were usually limited to F / 11 and usually smaller apertures. Similarly, they were limited to half-field angles of 20 or less because of the deterioration of image quality at larger field angles;
voir Jacobs, Fundamentals of Optical Engineering, McGraw- see Jacobs, Fundamentals of Optical Engineering, McGraw-
Hill, N.Y. (1943).Hill, N.Y. (1943).
La lentille à format horizontal travaille de façon appropriée pour de faibles ouverture numériques, allant par exemple de F/45 à F/22. Pour des ouvertures plus élevés, par exemple de F/8 à F/11, l'image en direction du bord du champ n'est pas aussi bonne qu'au centre du champ en raison de la présence de rayons lumineux obliques controllés de façon inadéquate. Le moyen classique pour corriger l'image en direction du bord du champ est d'utiliser une faible ouverture ou d'ajouter des éléments de lentille supplémentaires. La première solution est indésirable du point de vue photographique et la seconde est indésirable du point de vue économique. Ainsi, bien que certains appareils de prise de vues à usage unique utilisent une lentille à deux éléments, ce second élément de lentille crée une masse additionnelle et rend le système de lentilles plus lourd et plus onéreux. Ces conditions sont particulièrement importantes pour des appareils de prise de vues à usage unique, qui doivent être légers, compacts et The horizontally sized lens works well for small numerical apertures, for example ranging from F / 45 to F / 22. For higher apertures, for example from F / 8 to F / 11, the image towards the edge of the field is not as good as at the center of the field due to the presence of obliquely controlled light rays. inadequate. The conventional means for correcting the image towards the edge of the field is to use a small aperture or to add additional lens elements. The first solution is undesirable from the photographic point of view and the second is undesirable from the economic point of view. Thus, although some single-use cameras use a two-element lens, this second lens element creates additional mass and makes the lens system heavier and more expensive. These conditions are particularly important for single-use cameras, which must be light, compact and
bon marché.cheap.
Les lentilles à format horizontal sont simples et par conséquent bon marché. C'est pourquoi, il serait souhaitable d'utiliser une lentille à format horizontal Horizontal format lenses are simple and therefore cheap. Therefore, it would be desirable to use a horizontal format lens
perfectionnée dans des appareils de prise de vues modernes. perfected in modern cameras.
Des tentatives visant à améliorer cette lentille pour des appareils de prise de vues, des lentilles et des films modernes ont été effectuées fréquemment. De telles tentatives sont décrites dans le brevet US No 5 278 597, qui sera décrit plus loin ci-après et dans la demande de brevet US 08/292349,intitulée HYBRID REFRACTIVE/DIFFRACTIVE ACHROMATIC CAMERA LENS AND CAMERA USING SUCH, qui est une demande de continuation en partie de la demande de brevet US 08/175 708 déposée le 29 Décembre 1993 au nom de Mark M. Meyers et qui suggère une solution différente pour un appareil de prise de vues comportant une lentille à un seul élément. La présente invention a également trait à des perfectionnements concernant une lentille à format Attempts to improve this lens for modern cameras, lenses and films have been made frequently. Such attempts are described in US Patent No. 5,278,597, which will be described later hereinafter and in U.S. Patent Application 08 / 292,349, entitled HYBRID REFRACTIVE / DIFFRACTIVE ACHROMATIC CAMERA LENS AND CAMERA USING SUCH, which is an application of continuation in part of the US patent application 08 / 170,708 filed on December 29, 1993 in the name of Mark M. Meyers and which suggests a different solution for a camera having a single-element lens. The present invention also relates to improvements concerning a format lens
horizontal.horizontal.
Un but de la présente invention est de fournir un appareil photographique comportant une lentille à format horizontal utile pour une ouverture comprise entre F/8 et F/16 et en particulier pour des ouvertures comprises entre An object of the present invention is to provide a camera having a horizontal format lens useful for an aperture between F / 8 and F / 16 and in particular for apertures between
F/9 et F/11.F / 9 and F / 11.
Un autre but de la présente invention est de fournir une lentille à format horizontal et un appareil de prise de vues fournissant une image utile sur un angle de demi-champ Another object of the present invention is to provide a horizontal format lens and a camera providing a useful image on a half-field angle
d'au moins 30 et de préférence de 33 ou plus. at least 30 and preferably 33 or more.
Ces buts de l'invention ainsi que d'autres sont atteints àl'aide d'un appareil photographique comprenant: (i) un corps d'appareil de prise de vues destiné à contenir un film, et (ii) un système optique constitué par: une lentille en forme de ménisque et possédant une surface asphérique située sur la surface avant de l'élément de lentille, un diaphragme situé entre l'élément de lentille et le film, le film étant incurvé de manière à définir un segment courbe cylindrique dont la surface concave est tournée vers ce ménisque, et le film possédant un rayon de These and other objects of the invention are achieved with the aid of a camera comprising: (i) a camera body for holding a film, and (ii) an optical system consisting of a meniscus-shaped lens having an aspheric surface located on the front surface of the lens element, a diaphragm located between the lens element and the film, the film being curved to define a cylindrical curved segment of which the concave surface is turned towards this meniscus, and the film having a radius of
courbure R tel que 85 mm < IRI < 95 mm. curvature R such that 85 mm <IRI <95 mm.
Selon un aspect de la présente invention, la lentille est agencée de manière à posséder un champ complet According to one aspect of the present invention, the lens is arranged to have a complete field
d'observation w tel que 65 < w < 680. observation w such that 65 <w <680.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'élément de lentille peut fonctionner avec une valeur de diaphragme F dans une gamme 8 S F/# < 12 et possède une According to another aspect of the present invention, the lens element can operate with a diaphragm value F in a range 8 S F / # <12 and has a
distance focale f dans la gamme comprise entre 28 et 35 mm. focal length f in the range 28 to 35 mm.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente Other features and benefits of this
invention ressortiront de la description donnée ci-après invention will emerge from the description given below
prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un dessin schématique d'un appareil photographique 100 comportant un boîtier 5. une lentille 10 conforme à l'invention étant représentée à distance du film photographique 15 sur lequel une image est formée, cette lentille possédant une surface avant 1 courbe et une surface arrière 2 concave; - les figures 2A-2D représentent des tracés de l'aberration de la lentille 10 de la figure 1. La figure 2A représente le tracé de l'aberration sphérique longitudinale, la figure 2B le tracé de la couleur latérale, la figure 2C le tracé de la distorsion et la figure 2D les tracés de courbures de champ sagitales (S) et tangentielles (T) pour trois longueurs d'onde différentes; - la figure 3 représente le tracé de la fonction de transfert de modulation MTF polychrome de la lentille 10 de la figure 1; - la figure 4 est un tracé de la fonction MTF polychrome correspondant à 0,7 fois le champ, c'est-à-dire à un angle de demi-champ de 24,8 de la lentille 10 de la figure 1; - la figure 5 représente un tracé de la fonction MTF polychrome correspondant au champ total, c'est-à-dire un demi-angle de 33,40 de la lentille 10 de la figure 1. En se référant à la figure 1, on y voit représentée une lentille à format horizontal 10 destinée à être utilisée dans des applications à des appareils de prise de vues fonctionnant en lumière visible, et plus particulièrement destinée à être utilisée dans un appareil de prise de vues à usage unique 100 possédant un bottier 5, un diaphragme ou un obturateur d'ouverture ST, un film photographique 15 supporté en un emplacement approprié de sorte qu'une image est produite par la lentille sur le film. L'appareil de prise de vues 100 comprend d'autres structures connues ou des moyens pour faire avancer le film et un obturateur pour permettre une exposition du film de manière à capter une image d'une scène devant être photographiée. La lentille 10 Referring to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a schematic drawing of a camera 100 having a housing 5. a lens 10 according to the invention being shown at a distance from the photographic film 15 on which an image is formed, this lens having a curved front surface and a concave rear surface 2; FIGS. 2A-2D show plots of the aberration of the lens 10 of FIG. 1. FIG. 2A represents the plot of the longitudinal spherical aberration, FIG. 2B shows the trace of the lateral color, FIG. distortion and Figure 2D the sagiteal (S) and tangential (T) field curvature plots for three different wavelengths; FIG. 3 represents the plot of the polychrome MTF modulation transfer function of the lens 10 of FIG. 1; FIG. 4 is a plot of the polychromic MTF function corresponding to 0.7 times the field, i.e. at a half-field angle of 24.8 of the lens 10 of FIG. 1; FIG. 5 represents a plot of the polychrome MTF function corresponding to the total field, that is to say a half-angle of 33.40 of the lens 10 of FIG. 1. Referring to FIG. there is shown a horizontal format lens 10 for use in applications to cameras operating in visible light, and more particularly for use in a disposable camera 100 having a housing 5 , a diaphragm or aperture shutter ST, a photographic film 15 supported at a suitable location so that an image is produced by the lens on the film. The camera 100 comprises other known structures or means for advancing the film and a shutter to allow exposure of the film so as to capture an image of a scene to be photographed. The lens 10
est un élément unique ou singulet convexe/concave (c'est-à- is a single element or singlet convex / concave (ie
dire en forme de ménisque) formé d'un corps possédant une première surface convexe 1 du côté de l'objet et une surface concave 2 qui constitue la surface située à l'opposé de la première surface courbe 1. Il s'agit fondamentalement d'une lentille à format horizontal. Les deux surfaces 1 et 2 sont perpendiculaires à l'axe optique de la lentille. La lentille réfringente est formée par un matériau transparent du point de vue optique, qui possède un indice de réfraction égal au moins à 1,45 et un nombre V supérieur à 50. Dans une forme de réalisation préférée, l'indice de réfraction est égal à 1,49 et le nombre V est de 57,4. Un matériau approprié préférable est constitué par n'importe quel matériau moulable tel qu'une matière plastique optique ou un verre. Si l'élément de lentille est moulé, la matière plastique est préférable étant donné qu'elle est meilleur marché et facile à mouler. La valeur du diaphragme F de la lentille donne une ouverture de F/10 in the form of a meniscus) formed of a body having a first convex surface 1 on the side of the object and a concave surface 2 which constitutes the surface located opposite the first curved surface 1. It is basically a a lens in horizontal format. Both surfaces 1 and 2 are perpendicular to the optical axis of the lens. The refractive lens is formed by an optically transparent material having a refractive index of at least 1.45 and a V number greater than 50. In a preferred embodiment, the refractive index is equal to at 1.49 and the number V is 57.4. A suitable preferable material is any mouldable material such as an optical plastics material or a glass. If the lens element is molded, the plastic is preferable since it is cheaper and easier to mold. The value of the diaphragm F of the lens gives an opening of F / 10
et la lentille possède un angle de demi-champ de 33,40. and the lens has a half-field angle of 33.40.
L'épaisseur totale de la lentille peut être inférieure à 4 mm et il est préférable que cette épaisseur soit égale à environ 1 à 3 mm. Dans cette forme de réalisation, elle est égale à 1,645 mm. La distance focale des lentilles à format horizontal selon l'invention peut être comprise entre 28 et The total thickness of the lens may be less than 4 mm and it is preferable that this thickness is about 1 to 3 mm. In this embodiment, it is equal to 1.645 mm. The focal length of the lenses in horizontal format according to the invention can be between 28 and
mm et est comprise de préférence entre 32 et 35 mm. mm and is preferably between 32 and 35 mm.
Conformément à un aspect de l'invention, il est prévu une lentille à format horizontal (c'est-à-dire un élément de lentille en forme de ménisque) possédant une distance focale située dans une gamme de 32 à 35 mm et des valeurs de diaphragme fournissant des ouvertures comprises entre F/9 et F/11. La distance focale de la lentille 10 est de 32,84 mm. Le centre de courbure, du rayon de base de la surface incurvée convexe 1, est situé à 6,33 mm à droite de cette surface, le long de l'axe optique. La surface 1 est asphérique et peut être décrite par l'équation suivante: x= Cy2 +DY4+EY6+FYS+GY' +HY2+IY'4+ JY'6 1+ l-(k+ 1)C2Y2 L'élément asphérique affaiblit la puissance superficielle en direction du bord (c'est-à-dire que la lentille devient plus négative au fur et à mesure qu'on se rapproche du bord de l'ouverture). Le degré de déformation asphérique est indiqué dans le tableau 2. La valeur Y/R dans le tableau 2 est l'ouverture transparente relative de According to one aspect of the invention, there is provided a horizontal format lens (i.e., a meniscus-shaped lens element) having a focal length in the range of 32 to 35 mm and diaphragm providing openings between F / 9 and F / 11. The focal length of the lens 10 is 32.84 mm. The center of curvature, the base radius of the convex curved surface 1, is located 6.33 mm to the right of this surface, along the optical axis. Surface 1 is aspherical and can be described by the following equation: x = Cy2 + DY4 + EY6 + FYS + GY '+ HY2 + IY'4 + JY'6 1+ l- (k + 1) C2Y2 The aspherical element weakens the surface power towards the edge (that is, the lens becomes more negative as one approaches the edge of the aperture). The degree of aspherical deformation is shown in Table 2. The Y / R value in Table 2 is the relative transparent aperture of
la surface asphérique, Y/R=1 représentant une demi- the aspherical surface, Y / R = 1 representing half
ouverture de 4 mm pour cette forme de réalisation. 4 mm aperture for this embodiment.
La forme de ménisque de la lentille et la surface de réfraction sphérique servent principalement à réduire la courbure de champ astigmatique et l'aberration sphérique dans l'image réelle produite par la lentille. Le matériau préféré pour l'élément de lentille est le polyméthylméthacrylate. Il est aisément moulable et simplifie la fabrication de l'élément de lentille avec une surface asphérique. En outre, le nombre de dispersion élevé d'Abbe (V=57,4) du polyméthylméthacrylate (PMMA) minimise l'introduction d'aberrations chromatiques dans l'image formée par l'élément de lentille. Des dimensions et espacements indiqués à titre d'exemple sont reproduits dans le tableau 1, l'indice n étant situé au centre de la gamme mesurée pour la longueur d'onde nominale x = 546,1 nm, l'indice de réfraction est égal à 1,49 et le nombre V est The meniscus shape of the lens and the spherical refraction surface serve primarily to reduce the astigmatic field curvature and spherical aberration in the actual image produced by the lens. The preferred material for the lens element is polymethyl methacrylate. It is easily moldable and simplifies the manufacture of the lens element with an aspherical surface. In addition, the high Abbe dispersion number (V = 57.4) of polymethyl methacrylate (PMMA) minimizes the introduction of chromatic aberrations into the image formed by the lens element. Exemplary dimensions and spacings are shown in Table 1, where the index n is located at the center of the range measured for the nominal wavelength x = 546.1 nm, the refractive index is equal at 1.49 and the number V is
égal à 57,4.equal to 57.4.
Tableau 1Table 1
Surface Rayon Épaisseur Matériau Indice Nombre 1 6,3336(a) 1,645 PMMA 1,492 57,4 2 9,5006(b) 0 Air 1,000 Air 3,223 Air 1,000 Diaphragme 26,367 Plan Image -90,00 (a) Le profil de surface est un élément asphérique; le rayon de courbure de base est égal à 6,3336. Le profil asphérique de la surface est tel que décrit par l'équation ldans laquelle C=0,1578881; k=0; D=-O,27619E-3; Area Radius Thickness Material Index Number 1 6,3336 (a) 1,645 PMMA 1,492 57,4 2 9,5006 (b) 0 Air 1,000 Air 3,223 Air 1,000 Diaphragm 26,367 Plan Image -90,00 (a) The surface profile is a aspherical element; the base radius of curvature is 6.3336. The aspheric profile of the surface is as described by equation 1 in which C = 0.1578881; k = 0; D = -O, 3-27619E;
E=O,55003E-4; F=-0,46081E-5; G=0,13672E-6; H=O; E = O, 55003E-4; F = -0,46081E-5; G = 0,13672E-6; H = O;
I=0,84984E-10; et J=-0,58619E-11.I = 0,84984E-10; and J = -0.58619E-11.
(b) Forme cylindrique; le rayon de courbure (suivant (b) cylindrical shape; the radius of curvature (following
la dimension longitudinale du film) est -90 mm. the longitudinal dimension of the film) is -90 mm.
Tableau 2Table 2
Y/R Déformation Déformation sagitale sagitale totale* Y / R Deformity Sagittal sagittal total sag *
0,1 0,012642 0,0126350.1 0.012642 0.012635
0,2 0,050721 0,0506220.2 0.050721 0.050622
0,3 0,114704 0,1142770.3 0.14704 0.114277
0,4 0,205402 0,2043330.4 0.205402 0.204333
0,5 0,324026 0,3220880.5 0.324026 0.322088
0,6 0,472269 0,4694230.6 0.472269 0.469423
0,7 0,652451 0,6486910.7 0.652451 0.648691
0,8 0,867728 0,8628490.8 0.867728 0.862849
0,9 1,122449 1,1163310.9 1.122449 1.16331
1,0 1,422748 1,4163361.0 1.422748 1.416336
1,1 1,777628 1,7686771,1 1,777628 1,768677
* inclut la déformation asphérique. * includes aspheric deformation.
La lentille de la première forme de réalisation possède une longueur d'onde nominale ou centrale 1=546,1 nm. La lentille est optimisée et analysée pour une largeur de bande de 440 à 650 nm autour de cette longueur d'onde centrale. La lentille est conçue de manière à être utilisée dans un appareil de prise de vues comportant des moyens classiques appropriés ou une structure classique appropriée pour définir une forme incurvée du film. La forme du film est courbe suivant un segment de cylindre, la surface concave du film étant tournée vers la surface 2 de la lentille. Bien que dans l'art antérieur on ait décrit des éléments à une seule lentille en forme de ménisque, utilisés chacun en liaison avec une configuration courbe du film, de telles configurations de film avaient des rayons absolus de courbure compris entre 100 mm et 160 mm. Selon un aspect de la présente invention, le meilleur rayon de The lens of the first embodiment has a nominal or central wavelength λ = 546.1 nm. The lens is optimized and analyzed for a bandwidth of 440 to 650 nm around this central wavelength. The lens is designed to be used in a camera having appropriate conventional means or a conventional structure suitable for defining a curved shape of the film. The shape of the film is curved along a cylinder segment, the concave surface of the film being turned towards the surface 2 of the lens. Although in the prior art meniscal single lens elements, each used in connection with a curved configuration of the film, have been described, such film configurations have absolute radii of curvature of between 100 mm and 160 mm. . According to one aspect of the present invention, the best radius of
courbure pour le film de forme cylindrique est d'environ - curvature for the cylindrical film is about -
mm, c'est-à-dire que l'on a 85 mm < IRI < 95 mm, la mm, that is to say that we have 85 mm <IRI <95 mm, the
surface concave étant tournée vers la lentille. concave surface being turned towards the lens.
Bien que le brevet US 5 278 597 indique qu'un rayon de courbure R pour le fil nécessite d'être compris entre -80 mm et -250 mm pour l'obtention d'une performance acceptable, dans toutes les formes de réalisation décrites, les rayons de courbure sont compris entre -100 mm et -200 mm. La plupart des autres utilisations possedent un rayon de courbure de à -140 mm. Ceci est dû au fait que les concepteurs de lentilles savent d'une manière commune que plus le film est cintré, plus la variation entre la qualité de l'image dans la direction longitudinale et la qualité de l'image dans la direction courte (direction parallèle à Although US Pat. No. 5,278,597 indicates that a radius of curvature R for the wire needs to be between -80 mm and -250 mm in order to obtain an acceptable performance, in all the described embodiments, the radii of curvature are between -100 mm and -200 mm. Most other uses have a radius of curvature of -140 mm. This is because the lens designers commonly know that the more the film is bent, the greater the variation between the image quality in the longitudinal direction and the image quality in the short direction (direction). parallel to
l'axe du cylindre) du film de forme cylindrique est élevée. the axis of the cylinder) of the cylindrical film is high.
Par conséquent, étant donné que les concepteurs de lentilles croyaient habituellement que la variation de l'image augmente progressivement lorsque la courbure de la pellicule augmente, ils évitent des rayons de courbure inférieurs à 100 mm. Cependant, nous avons trouvé que pour les valeurs de diaphragme F fournissant des ouvertures égales à F/9 ou plus (c'est-à-dire F/11,..., F/16), la lentille à format horizontal possède une profondeur de champ suffisante pour être utilisée avec un film disposé suivant un cylindre ayant un rayon de coubure dans la gamme de - 85 à -95 mm, sans altération notable de la qualité de l'image. En outre, nous avons trouvé que cette gamme de rayons s'adapte à la courbure de champ et à la distorsion de champ de la lentille et par conséquent compense la courbure et la distorsion de champ, de sorte que, lorsque le film est aplati et est imprimé, la qualité d'image résultante est supérieure. Étant donné qu'il est avantageux que la lentille collecte autant de lumière que cela est possible, la valeur de diaphragme F de la lentille doit fournir une ouverture proche de F/9. On obtient de bons résultats avec des lentilles ayant des valeurs de diaphragme fournissant des ouvertures situées dans la gamme Therefore, since lens designers usually believed that the variation of the image increases gradually as the curvature of the film increases, they avoid radii of curvature less than 100 mm. However, we have found that for diaphragm values F providing apertures equal to F / 9 or higher (i.e. F / 11, ..., F / 16), the horizontal format lens has a sufficient depth of field to be used with a film arranged in a cylinder having a radius of curvature in the range of -85 to -95 mm, with no noticeable deterioration of image quality. In addition, we have found that this range of radii adapts to the field curvature and field distortion of the lens and therefore compensates for curvature and field distortion, so that when the film is flattened and is printed, the resulting image quality is superior. Since it is advantageous for the lens to collect as much light as is possible, the aperture value F of the lens should provide an aperture close to F / 9. Good results are obtained with lenses having diaphragm values providing openings in the range
F/9 à F/l.F / 9 to F / l.
Les figures 2 à 5 sont des tracés des aberrations et de Figures 2 to 5 are plots of aberrations and
la fonction de transfert de modulation MTF de la lentille. the MTF modulation transfer function of the lens.
L'analyse de performance s'effectue le long du rayon sphérique de meilleur ajustement jusqu'au coin du film cylindrique. Pour un format de film de 35 mm, ce rayon est de -130 mm. Le rayon de meilleur ajustement sera différent pour d'autres formats. Le rayon de -130 mm a été utilisé uniquement à des fins d'analyse. Le rayon réel du cylindre du film est 90 mm. Il est mesuré suivant la dimension longitudinale du film. Dans la petite dimension du film, le rayon de courbure est infini. On notera que sur l'axe, les valeurs de MTF de la lentille pour des fréquences de 10 à lignes/mm sont égales à 0,45 ou plus, que à 0,7 du champ la valeur moyenne NTF(( ST)) est supérieure à 0,3 pour des fréquences comprises entre 10 et 20 et que la valeur de MTF est égale à environ 0,5 pour 10 lignes/mm et environ 0,7 The performance analysis is performed along the spherical radius of best fit to the corner of the cylindrical film. For a 35 mm film format, this radius is -130 mm. The best fitting radius will be different for other formats. The -130 mm radius was used for analysis purposes only. The actual radius of the cylinder of the film is 90 mm. It is measured according to the longitudinal dimension of the film. In the small dimension of the film, the radius of curvature is infinite. It will be noted that on the axis, the MTF values of the lens for frequencies of 10 to lines / mm are equal to 0.45 or more, that at 0.7 of the field the average value NTF ((ST)) is greater than 0.3 for frequencies between 10 and 20 and the value of MTF is approximately 0.5 for 10 lines / mm and approximately 0.7
pour 5 lignes/mm.for 5 lines / mm.
Il ressort à l'évidence de la description qui précède It is clear from the foregoing description
que l'invention fournit une lentille à un seul élément destinée à être utilisée dans un objectif d'appareil de prise de vues tels que des appareils de prise de vues bon marché ou à usage unique. En utilisant les caractéristiques de cette lentille, on obtient un contrôle extrêmement bon that the invention provides a single-element lens for use in a camera lens such as inexpensive or single-use cameras. By using the characteristics of this lens, we obtain an extremely good control
de l'aberration.of aberration.
Enfin, la lentille selon la présente invention n'est pas limitée à son utilisation dans un appareil de prise de vues à usage unique, mais peut être utilisé dans n'importe quel appareil de prise de vues à objectif simple ou dans n'importe quel autre dispositif de prise d'images pour focaliser la lumière du spectre visible, et en particulier dans des dispositifs constitués avec un composant ou un élément à une seule lentille. Bien que dans la forme de réalisation précédente, la distance focale soit de 32,84 mm, la lentille conforme à la présente invention est particulièrement appropriée pour être utilisée dans des appareils de prise de vues bon marché tels que (mais non exclusivement) des appareils de prise de vues à usage unique possédant des distances focales de 32 à 35 mm et ayant une valeur de diaphragme F fournissant des ouvertures comprises entre F/8 et F/12 et en particulier de tels appareils de prise de vues possédant une valeur de diaphragme F fournissant des ouvertures comprises entre F/9 Finally, the lens according to the present invention is not limited to its use in a single-use camera, but can be used in any single-purpose camera or in any another image pickup device for focusing the light of the visible spectrum, and in particular in devices consisting of a single-lens component or element. Although in the previous embodiment, the focal length is 32.84 mm, the lens according to the present invention is particularly suitable for use in inexpensive cameras such as (but not exclusively) cameras. single-shot cameras having focal lengths of 32 to 35 mm and having an aperture value F providing apertures of between F / 8 and F / 12 and in particular such cameras having an aperture value F providing openings between F / 9
et F/11.and F / 11.
Des changements et modifications dans le cadre de l'invention apparaîtront à l'évidence aux spécialistes de Changes and modifications within the scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.
la technique. C'est pourquoi la description précédente peut the technique. This is why the previous description can
être considérée comme purement illustrative, sans aucun caractère limitatif. be considered as purely illustrative, without any limiting character.
ilhe
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- 1995-08-10 JP JP7204897A patent/JPH0869092A/en not_active Withdrawn
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