DE1791398U

DE1791398U - MULTI FOCAL LENS, PREFERABLY FIELD LENS.

Info

Publication number: DE1791398U
Application number: DE1956Z0004293
Authority: DE
Original assignee: Zeiss Ikon AG
Current assignee: Zeiss Ikon AG
Priority date: 1956-07-28
Filing date: 1956-07-28
Publication date: 1959-07-02

Description

"Mehrbrennwei-tige Linse, vorzugsweise Feldlinse" Es ist beispielsweise bei Verwendung einaugiger Spiegelreflexkameras üblich, das Sucherbild durch eine Feldlinse aufzuhellen."Mehrbrennwei-term lens, preferably field lens" It is for example when using single-lens reflex cameras it is common to view the viewfinder image through a Brighten the field lens.

Ohne Verwendung einer mattierten Fläche ist nämlich eine einwandfreie Ausleuchtung des Sucherbildes nur möglich, wenn, wie bei Fernrohren üblich, die Pupille des Aufnahmeobjektivs in der Nähe der Augenpupille des Beobachters abgebildet wird. Da der Augenabstand zum Sucherbild nur wenig variiert werden kann, folgt aus den Abbildungsgesetzen, daß auch der Abstand der Objektivpupille zum Sucherbild sich nicht wesentlich ändern darf.Without the use of a matt surface there is a perfect one Illumination of the viewfinder image is only possible if, as is usual with telescopes, the The pupil of the taking lens is shown in the vicinity of the eye pupil of the observer will. Since the eye distance to the viewfinder image can only be varied slightly, it follows from the imaging laws that also the distance between the lens pupil and the viewfinder image must not change significantly.

Werden auswechselbare Objektivsysteme mit unterschiedlicher Brennweite benutzt, so ändert sich im allgemeinen auch der Abstand der Objektivpupille zur Bildebene. Um die Objektivpupille in jeder Lage in die Augenpupille des Beobachters abbilden zu können, müßte man sich auswechselbarer Feldlinsen bedienen, die dem jeweilig benutzten Objektiv bzgl. seiner Pupillenlage angepaßt sind. Die-Feldlinse bildet meist mit anderen zur Entstehung des Sucherbildes benötigten optischen Elementen eine Baueinheit, so daß ihre Auswechselbarkeit nicht ohne weiteres durchzuführen ist. Wird hierauf verzichtet, so müßte die Feldlinse als mehrbrennweitige Linse ausgebildet werden. Derartige Doppelfokuslinsen ermöglichen die gleichzeitige Abbildung verschieden weit entfernter Gegenstände, wobei bestimmte Abschnitte der Linse für die eine Brennweite und die Restlinse für die andere Brennweite ausgebildet sind. Wenn die Objektivpupille beim Brennweitenwech-Gel in Augennähe abgebildet werden soll, müßte jede der beiden unterschiedlichen Brechkräfte sich über die ganze Linse erstrecken, was praktisch nicht möglich ist.Are interchangeable lens systems with different focal lengths is used, the distance between the objective pupil and the lens changes in general Image plane. Around the lens pupil in every position into the eye pupil of the observer To be able to image, one would have to use interchangeable field lenses that the lens used in each case with respect to its pupil position are adapted. The field lens usually forms with other optical elements required to create the viewfinder image a structural unit, so that its interchangeability cannot be carried out easily is. If this is not done, the field lens would have to be a multi-focal lens be formed. Such double focus lenses allow simultaneous imaging objects at different distances, with certain sections of the lens for the one focal length and the remaining lens for the other focal length are formed. if the objective pupil should be imaged near the eyes when changing the focal length, each of the two different refractive powers would have to extend over the entire lens, which is not practically possible.

Um ein Auswechseln der Feldlinse beim Wechsel von Objektivsystemen unterschiedlicher Brennweite zu umgehen, und eine Ausdehnung der beiden unterschiedlichen Brechkräfte wenigstens näherungsweise aber die gesamte Linsenfläche zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die mehrbrennweitige Linse als Fresnel'sche Stufenlinse auszubilden, und die Neigung ihrer einzelnen Stufen in beliebiger Reihenfolge vorzugsweise abwechselnd der einen oder anderen, die Brennweite bestimmenden Krümmung anzupassen.To replace the field lens when changing lens systems different focal lengths to circumvent, and an extension of the two different To enable refractive powers at least approximately but the entire lens surface, is proposed according to the invention, the multi-focal length lens as a Fresnel lens Train Fresnel lens, and the inclination of their individual stages in any order preferably alternating one or the other curvature that determines the focal length adapt.

Fresnel'sche Stufenlinsen sind an sich bekannt. Sie bestehen aus einer Vielzahl konzentrischer Ringe, deren Oberflächen im Prinzip die gleiche Neigung zur optischen Achse besitzen wie die sphärische oder sphärische Fläche einer entsprechenden Vollinse im Bereich der jeweiligen Ringstufe.Fresnel's step lenses are known per se. They consist of one Large number of concentric rings, the surfaces of which in principle have the same inclination like the spherical or spherical surface have a corresponding to the optical axis Full lens in the area of the respective ring step.

Gibt man den einzelnen Ringstufen abwechselnd eine Neigung entsprechend der einen oder anderen Krümmung, die den unterschiedlichen Brennweiten zukommt, so werden beide Brechkräfte, wie beabsichtigt, wenigstens näherungsweise über die gesamte Linsenfläche verteilt. Um Störungen des Bildeindrucks durch die abwechselnd hellen und dunklen Kreisringe zu unterdrücken, genügt es, die Ringstufen mit hinreichend kleiner Breite herzustellen.The individual ring steps are alternately given an incline accordingly one or the other curvature due to the different focal lengths, so both refractive powers are, as intended, at least approximately over the entire lens surface distributed. To disturb the image impression by the alternating To suppress light and dark circular rings, it is sufficient to use the ring steps with sufficient small width.

Eine Fresnel'sche Stufenlinse mit den angegebenen Merkmalen kann derart hergestellt werden, daß sich sämtliche Stufen auf einer Seite befinden. Man kann aber auch die unterschiedlichen Brennweiten zugeordneten Stufen auf gegenüberliegenden Seiten der Stufenlinse derart anordnen, daß in jeder Ringstufe einer zur optischen Achse geneigten Fläche eine zur optischen Achse senkrechten Fläche gegenüberliegt.A Fresnel's Fresnel lens with the specified features can thus be made so that all the steps are on one side. One can but also the steps assigned to different focal lengths on opposite sides Arrange the sides of the Fresnel lens in such a way that in each ring step one for the optical Axis inclined surface faces a surface perpendicular to the optical axis.

Eine andere Möglichkeit, eine mehrbrennweitige Stufenlinse herzustellen, besteht darin, daß die einer Brennweite zugeordneten Stufen auf einer Seite der Linse angeordnet werden, und die andere Seite Stufen erhält, deren resultierende Wirkung mit Stufen der gegenüberliegenden Seite einer anderen Brennweite entspricht. Stufen dieser Art, die nur mit der gegenüberliegenden wirksam sind, können sich über den Gesamtquerschnitt der Linse oder nur über einzelne Ringstufen erstrecken.Another way to make a multi-focal step lens, is that the steps associated with a focal length are on one side of the Lens are placed, and the other side receives stages, their resulting Effect with steps on the opposite side corresponds to a different focal length. Stages of this type, which are only effective with the opposite, can develop Extend over the entire cross section of the lens or only over individual ring steps.

Wie bei einer Presnel'schen Stufenlinse, die eine einzige Brennweite besitzt, können die Ringstufen unterschiedlicher Neigung in beliebiger Reihenfolge über die ganze Linsenober- CD fläche sich erstrecken.As with a Presnel step lens, which has a single focal length, the ring steps can be different Incline in any order over the entire top of the lens CD area extend.

Bekanntlich ist die Wirkung jeder sphärischen Linse in ihrem zentralen Teil am schwächsten, in ihren Randpartien dagegen am stärksten. Infolgedessen besitzen die Fresnel'sehen Stufenlinsen in Nachbarschaft der optischen Achse Ringstufen mit geringer Neigung im Gegensatz zu den äusseren Stufen. Weil es ferner die Aufgabe von Feldlinse und damit von Fresnel'schen Stufenlinsen ist, in erster Linie die Randpartien des Sucherbildes aufzuhellen, sein zentraler Teil wird bekanntlich durch die Objektivpupille genügend stark aufgehellt, können in Ausgestaltung der Erfindung die Ringstufen mit unterschiedlicher Neigung auf einen Teil der Fresnel'schen Stufenlinsen beschränkt werden, vorzugsweise auf ihre Randgebiete.It is well known that the effect of every spherical lens is in its central one Part of it is weakest, but it is strongest in its peripheral areas. As a result, own the Fresnel's see Fresnel lenses in the vicinity of the optical axis with ring steps slight inclination in contrast to the outer steps. Because it is also the task of field lens and thus of Fresnel's step lenses, primarily the Brighten the edge areas of the viewfinder image, its central part is known to be through the objective pupil brightened sufficiently, can in development the Invention of the ring steps with different inclinations on a part of the Fresnel's Fresnel lenses are restricted, preferably to their peripheral areas.

Weitere Merkmale der Erfindung enthalten die Unteranspruch. An Hand mehrerer Ausführungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.Further features of the invention are contained in the subclaims. Based The invention is explained in several exemplary embodiments.

Fig. 1 stellt einen Teilmeridianschnitt einer Stufenlinse mit den Merkmalen der Erfindung dar. Diese Stufenlinse S soll eine Vollinse ersetzen, die sowohl eine Krümmung entsprechend der Kurve I wie auch eine entsprechend der Kurve II besitzt, die beide wenigstens annähernd sich über den gesamten Querschnitt der Linse erstrecken. Der der Kurve I zugehörige Brennpunkt ist mit FI bezeichnet, der entsprechende Brennpunkt der Kurve II I mit FII. Die Linse S ist in zwölf Ringstufen unterteilt, von denen die Stufe 1 eine Schrägfläche besitzt, deren Neigung, beispielsweise auf die optische Achse bezogen, der über die Breite dieser Stufe gemittelten Neigung der Kurve II entspricht.Fig. 1 shows a partial meridional section of a step lens with the features of the invention. This step lens S is intended to replace a full lens that has both a curvature corresponding to curve I and one corresponding to curve II, both of which extend at least approximately over the entire cross section of the Extend the lens. The focus associated with curve I. is labeled FI, the corresponding focal point of curve II I. with FII. The lens S is divided into twelve ring steps, of which the step 1 has an inclined surface, the inclination of which, based for example on the optical axis, corresponds to the inclination of the curve II averaged over the width of this step.

Die Neigung der Ringstufe 2 entspricht der über die Breite dieser Stufe gemittelten Neigung der Kurve I. Die weiteren Stufen erhalten abwechselnd die für die jeweilige Stufe gemittelte Neigung der einen oder der anderen der beiden Kurven I und II.The inclination of the ring step 2 corresponds to that across the width of this Stage mean slope of curve I. The other stages are given alternately the mean slope of one or the other of the two for each level Curves I and II.

Eine Stufenlinse mit den Merkmalen der Erfindung entsteht also durch die Ineinanderschachtelung zweier Stufenlinsen mit verschiedenen Brennpunkte. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegen sämtliche Stufen auf einer Seite der Linse S. Gemäß Fig. 2 werden die der Kurve I angepaßten Stufen auf die eine Seite der Stufenlinse S verlegt, während die der Kurve II entsprechenden Stufen auf der gegenüberliegenden Seite der Stufenlinse S liegen, und zwar derart, daß in jeder Ringstufe einer zur optischen Achse genei @ten Flache eine zur optischen Achse senkrecht verlaufenden Flache. gegenüberliegt.A Fresnel lens with the features of the invention is thus created by the nesting of two Fresnel lenses with different focal points. at the embodiment of FIG. 1, all stages are on one side of the Lens S. According to FIG. 2, the steps fitted to the curve I are applied to the one Side of the Fresnel lens S relocated, while the steps corresponding to curve II lie on the opposite side of the Fresnel lens S, in such a way that in each ring step of a surface inclined towards the optical axis one towards the optical Axis perpendicular to the surface. opposite.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2-ist jede Ringstufe durch eine parallel zur optischen Achse verlaufende Kante von der benachbarten getrennt. Hierdurch können abschalttungen auftreten, die bei der Betrachtung des Sucherbildes stören. Diese Erscheinung kann wesentlich verringert werden, wenn mindestens je zwei benachbarte Stufen unterschiedlicher Neigung derart in Richtung der optischen Achse gegeneinander versetzt werden, daß ihre zur optischen Ac@se geneigten Flächen unter Vermeidung einer Stufenbildung sich unmittelbar aneinander anschließen. Dabei kann man. vom Linsenrand gerechnet, mit einer Ringstufe großer Neigung beginnen, an die sich eine Stufe mit kleiner Neigung anschließt. So entsteht eine Stufenlinse entsprechend Fig. 3 mit der Stufenfolge 2, 1, 4,3,6, 5 ... , wobei die Stufen 2,1 ; 4, 3 ; 6,5 0.'zu einem Stufenpaar zusammengefaßt werden, innerhalb dem keine schattenbildenden Kanten auftreten. Wird, vom Linsenrand gerechnet, mit einer Ringstufe kleinerer Neigung begonnen, so entsteht eine Stufenlinse entsprechend der Fig. 4. Dabei sind je zwei benachbarte Ringstufen mit einer geraden und ungeraden Bezifferung zu den Ringstufenpaaren 1,2 ; 3, 4; ; 5, 6 usw. zusammengefaßt. Anstelle einer diskontinuierlichen Neigung solcher Ringstufenpaare können diese auch mit einer kontinuierlichen Neigung versehen werden, wie in den Fign. 5 und 6 dargestellt, wobei die Stufenlinse gemäß Fig. 5 aus der der Fig. 4 und die Stufen- linse nach Fig. 6 aus der-in Fig. 3 dargestellten hervorgeht. S(Aftz sprüche Po. tontan 1. Mehrbrennweitige Linse, vorzugsweise Feldlinse, dadurch ge- kennzeichnet, daß sie als Fresnellsche Stufenlinse ausgebildet ist, wobei die Neigung der einzelnen Stufen in beliebiger Reihenfolge, vorzugsweise abwechselnd, der einen oder anderen, die Brennweite bildenden Krümmung angepaßt ist.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, each ring step is separated from the adjacent one by an edge running parallel to the optical axis. This can cause shutdowns that interfere with viewing the viewfinder image. This phenomenon can be significantly reduced if at least two adjacent steps of different inclination are offset from one another in the direction of the optical axis in such a way that their surfaces inclined towards the optical axis adjoin one another directly, avoiding the formation of a step. You can. Calculated from the edge of the lens, start with a ring step with a large slope, which is followed by a step with a small slope. The result is a stepped lens according to FIG. 3 with the step sequence 2, 1, 4,3,6, 5 ..., the steps 2,1; 4, 3; 6.5 0 'can be combined into a pair of steps within which no shadow-forming edges occur. If, calculated from the edge of the lens, a ring step with a smaller inclination is started, a stepped lens is created as shown in FIG. 3, 4; ; 5, 6 etc. combined. Instead of a discontinuous inclination of such ring step pairs, these can also be provided with a continuous inclination, as shown in FIGS. 5 and 6 shown, wherein the stepped lens according to FIG. 5 from that of FIG. 4 and the stepped Lens according to FIG. 6 from the one shown in FIG. 3 emerges. S (Aftz proverbs Po. tonal 1. Multi-focal length lens, preferably field lens, thereby indicates that it is designed as a Fresnell step lens is, wherein the inclination of the individual steps in any order, preferably alternately, is adapted to one or the other curvature forming the focal length.

Claims

2. Lens according to claim 1, characterized in that the different Focal lengths associated with steps on opposite sides of the Fresnel lens in such a way are arranged that in each ring step a surface inclined to the optical axis a surface perpendicular to the optical axis is opposite.

3. Lens according to claim 1, characterized in that a focal length associated steps are on one side of the lens while its other Side preferably only has steps in individual zones, the resulting effect with adjacent steps on the opposite side corresponds to the other focal length. 4. Lens according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the ring stages are different Inclination extend over the entire lens surface.

5. Lens according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Ring steps of different inclination extend over only part of the lens surface extend, preferably over their peripheral areas.

6. Lens according to claim 1, 4 or 5, characterized in that at least two adjacent steps of different inclination in the direction of the optical axis are offset from one another in such a way that their surfaces inclined to the optical axis directly adjoin one another while avoiding step formation. 7. Lens according to claim 6, characterized by a steadily changing CD

similar inclination of each pair of steps.

8. Lens according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that they are preferably in their central part with means for equatorial Image shift is equipped.

9. Lens according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that at least the surfaces free of step rings are at least partially are matted.

10. Lens according to claim 2 or 3, characterized in that it consists of two halves divided perpendicular to the optical axis, which act as a carrier stages associated with different focal lengths are formed.