DE60025962T2

DE60025962T2 - Blendensteuerung in einer Einwegkamera

Info

Publication number: DE60025962T2
Application number: DE60025962T
Authority: DE
Inventors: c/o Fuji Photo Film Co. Kazumi Minami-ashigara-shi Koike; c/o Fuji Photo Film Co. Takeshi Minami-ashigara-shi Masuda; c/o Fuji Photo Film Co. Yuji Minami-ashigara-shi Mikami
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-25
Also published as: DE60023246T2; DE60025962D1; US6430367B1; DE60023246D1; EP1103844B1; EP1103844A1; CN1166983C; KR20010051945A; EP1484636A1; KR100665724B1; EP1484636B1; CN1299074A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einwegkamera mit einem Belichtungskontrollmechanismus durch Blendenwechsel, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Einwegkamera, die ein Verschlechtern der Bildqualität aufgrund einer Änderung der Blendenposition verhindert.
2. Stand der Technik
Es wird eine Vielzahl an Einwegkameras, die einen vorgeladenen fotografischen Film und einen fotografischen Mechanismus, wie eine Fotolinse und einen Verschlussmechanismus aufweisen, hergestellt und verkauft. Um Herstellungskosten zu verringern, ist die Einwegkamera, hiernach einfach als Filmeinheit bezeichnet, so einfach wie möglich. Beispielsweise wird ein Linsenhalter mit einer festen Blendenöffnung und einer Struck-Type-Verschlusslamelle in der Filmeinheit verwendet. Die Werte des Blendenwerts und der Verschlussgeschwindigkeit sind fixiert und die Fotografierbedingung ist auch fixiert.
Deshalb kommt es vor, dass unter schwierigen Fotografierbedingungen die Belichtungsmenge außerhalb des Belichtungsspielraums liegt. Unter unterbelichteten Bedingungen ist das gedruckte Bild unscharf und weist einen geringen Kontrast auf, und die Körnigkeit wird schlechter. Bei Überbelichtungsbedingungen wird andererseits viel Zeit benötigt, um beim Druckvorgang das Fotopapier zu belichten.
Kürzlich wurden einige Mechanismen zum Ändern der Fotografierbedingung in Betracht gezogen, da es bei billigen Kameras, wie beispielsweise einer Filmeinheit, nötig ist, die Leistung zu verbessern. Beispielsweise ein Blendensteuermechanismus in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit und ein Mechanismus zum Wechseln von Fotolinsen mit unterschiedlicher Brennweite in Abhängigkeit von der Objektentfernung. Da ein komplexer oder ein teurer Mechanismus bei billigen Kameras, wie einer Filmeinheit, nicht möglich ist, wird in der Filmeinheit ein Belichtungsumstellungsmechanismus durch Bewegen einer Blendenplatte mit einer Stop-Down-Öffnung angewandt.
Beispielsweise tritt, wie in den 15A und 15B dargestellt, das unten beschriebene Problem auf, wenn eine Verschlusslamelle 103 am Ende des Objektivtubus 102, der ein Paar Fotolinsen 100 und 101 aufweist, angeordnet ist und eine Blendenplatte 104 mit einer Stop-Down-Öffnung zwischen den Fotolinsen 100 und 101 eingeführt und herausgeführt wird, da sich die Blendenöffnungen an verschiedenen Positionen auf der optischen Achse befinden.
Wie in 15A und 16A gezeigt, überlappen Lichtstrahlen, die am Rand eines Fotofilms 105 fokussiert werden, in der Verschlusslamelle 103. Wie in 15B und 16B dargestellt, sind andererseits die Strahlen auf Höhe der Verschlusslamelle 103 getrennt, wenn die Blendenplatte 104 in der eingeführten Position ist.
Ein Verschlussmechanismus, der in einer Filmeinheit angewandt wird, wird in 17 dargestellt. Eine Belichtung wird durchgeführt, wenn eine Verschlusslamelle betätigt wird und sich im Uhrzeigersinn drehend bewegt. Bezüglich der fünf Einfallslichtstrahlen, die die Verschlusslamelle beleuchten, und die in gestrichelten Linien in 17 gezeigt sind, ist der Zeitpunkt, zu dem der linke untere Strahl durch die Verschlusslamelle geschnitten wird, später als der des oberen rechten Strahls. Die Belichtung durch den unteren linken Strahl ist geringer als die des oberen rechten Strahls auf dem Fotofilm. Wenn daher Strahlen auf der Verschlusslamelle aufgrund des Einführens einer Stop-Down-Öffnung getrennt werden, ist die Belichtungsungleichheit sehr wahrscheinlich auffallend.
Eine Einwegkamera bei der zwei Blenden wählbar sind ist in US-5628039 offenbart. Um dieses Problem zu lösen, bevorzugt man eine Verschlusslamelle beweglich entlang der optischen Achse angzuordnen und bewegt man die Verschlusslamelle, wenn die Blendenplatte eingeführt oder zurückgezogen wird. Es ist jedoch schwierig, die Position der Verschlusslamelle zu ändern, da die Verschlusslamelle die Filmkammer dunkel halten muss und es ein Teil ist, das durch eine Verschlussauslösbetätigung bewegt wird.
Wie in 18A und 18B dargestellt, tritt beim Wechseln der Fotolinsen mit unterschiedlichen Brennweiten das gleiche Problem, wie oben beschrieben, auf, da die optimale Stellung der Blendenöffnungen unterschiedlich sind. Wenn eine Weitwinkellinse 106 benutzt wird, wie in 18A dargestellt, so überlappen sich Lichtstrahlen, die auf einem Rand des Fotofilms 105 fokussieren, auf Höhe der Verschlusslamelle 103. Wird andererseits ein Teleobjektiv 107 benutzt, wie in 18B dargestellt, sind die Strahlen auf Höhe der Verschlusslamelle 103 voneinander getrennt. Aus dem gleichen Grund, wie oben beschrieben, ist es wahrscheinlich, dass eine Belichtungsungleichheit auftritt.
Um die Belichtungsungleichheit zu reduzieren, ist es nötig, die optimalen Positionen gleichmäßig zwischen dem Weitwinkelzustand und dem teleskopischen Zustand, der Ablenkkräfte und der Positionen der Fotolinsen einzustellen. Dies macht es schwierig, die Fotolinsen unabhängig zu entwickeln.
Eine Fotolinse, die in einer Filmeinheit benutzt werden soll, wird so entwickelt, dass die sphärischen Aberrationen nur ungenügend korrigiert werden, um eine Ausgeglichenheit der Bildqualität zwischen einem Randbereich und einem Zentralbereich zu gewährleisten. Jedoch ist aufgrund der sphärischen Aberration die Gegenstandsweite unterschiedlich, wenn die Belichtungsöffnung auf die optische Achse geschoben wird, wodurch es zu einer Verschiebung des Brennpunkts kommt. In diesem Fall ist es schwierig die Leistung bei beliebigem Abstand durch Einschieben der Blendenverschlußöffnung zu verbessern.
Daneben werden die chromatischen Aberrationen nur ungenügend korrigiert, da eine Fotolinse, die in der Filmeinheit benutzt wird, unter geringen Kosten bereitgestellt werden muss. Es gibt daher den Fall, dass nur die Lichtstrahlen mit starken chromatischen Aberrationen durch die Blendenverschlußöffnung hindurchkommen. In diesem Fall ist es schwierig, die optische Wirksamkeit durch Einführung der Blendenverschlußöffnung zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Anhand dem oben Beschriebenen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filmeinheit bereitzustellen, die dazu fähig ist, den Effekt der Beleuchtungsungleichheit durch einen Blendenwechsel zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Filmeinheit bereitzustellen, die dazu fähig ist, die Verschiebung des Brennpunkts, selbst zum Zeitpunkt eines Blendenwechsels, zu verringern.
Um obige Aufgabe zu lösen wird eine Einwegkamera wie nach Anspruch 1 definiert, bereitgestellt. Eine Filmeinheit besteht aus wenigstens einer Fotolinse zum Ausbilden eines Bildes auf einem Fotofilm, und aus einen Blendenwechsler, der auf einer optischen Achse der Fotolinse zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von einem Objekt kommt, angeordnet ist, wobei der Blendenwechsler in der Lage ist, wenigstens von einer ersten Position zu einer zweiten Position zu wechseln, der Blendenwert der Fotolinse an der ersten Position f1 ist und der Blendenwert der Fotolinse an der zweiten Position f2 ist, wobei f2 > f1 und die Einwegkamera die folgenden Bedingungen erfüllt: log2(L/100)| < 1,9 0 < E ≤ 2 – 0,91 × |log2(L/100)|wobei L den Anteil der Helligkeit in einem Randabschnitt des Bildes im Vergleich zur Helligkeit in einem Zentralabschnitt des Bilds, wenn sich der Blendenwechsler (14, 55) an der zweiten Position befindet, in % darstellt, und E den Unterschied zwischen der Maximalbeleuchtungsmenge und der Minimalbeleuchtungsmenge im Randbereich des Bildes in EV darstellt.
Die Filmeinheit kann aus einer Fotolinse mit zwei Linsenelementen und einer Belichtungsöffnung, die in einem Gehäuse ausgebildet sind, sowie einer Blendenplatte mit einer Blendenschließöffnung, die kleiner als die Blendenöffnung ist, bestehen. Die Blendenplatte ist beweglich und kann in eine Position zwischen den zwei Linsenelementen gebracht werden. Da der Abschnitt des einfallenden Lichts mit starken chromatischen Aberrationen durch die Blendenplatte geschnitten wird, verbessert sich die Bildqualität.
Eine Belichtungsungleichheit tendiert dazu, nicht auffallend zu sein, wenn die Randhelligkeit groß ist, selbst wenn der Beleuchtungsunterschied groß ist. Um den erlaubten Bereich der Randhelligkeit zum Reduzieren des Belichtungsungleichheitseffekts zu bestimmen, ist es daher möglich die Fotolinse und die Verschlusslamelle frei anzuordnen. Daher wird es leichter, die Fotolinse zu entwickeln.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Filmeinheit mindestens eine Fotolinse zum Ausbilden eines Bilds auf einem Fotofilm, einen Blendenwechsler, der auf einer optischen Achse der Fotolinse zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von einem Subjekt kommt, angeordnet ist, wobei der Blendenwechsler dazu fähig ist, zumindest von einer ersten Position in eine zweite Position zu wechseln, wobei der Blendenwert der Fotolinse an der ersten- Position f1 ist, und der Blendenwert der Fotolinse an der zweiten Position f2 ist, wobei f2 > f1; die Einwegkamera erfüllt die folgende Bedingung: δx·f1/F < 0,06wobei F(mm) die paraxiale Brennweite der Fotolinse darstellt, δx (mm) eine Verschiebung der Maxima der MTF-Kurven nach Verstellung des Blendenwechslers darstellt, und die folgende Bedingung erfüllt: u = 20 × 21,63/DLwobei u (Linien/mm) eine Raumfrequenz der MTF-Kurven darstellt, DL(mm) die halbeLänge der Diagonale des Bilds darstellt.
Durch Bestimmung der Verschiebung der Maxima der MTF-Kurven in einem bestimmten Bereich ist es möglich die Fluktuationen der Brennweite zu reduzieren, und die optische Leistung bei beliebigem Abstand durch Einführen der Blendenverschlussöffnung zu verbessern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oberen und anderen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen deutlich, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden, wobei die Zeichnungen nur als Illustration dienen und daher nicht die vorliegende Erfindung beschränken. In den Zeichnungen entsprechen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleichen oder entsprechende Teile, und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer Einwegkamera ist;
2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Einwegkamera ist;
3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Belichtungseinheit ist;
4 eine Querschnittsansicht eines Objektivtubuses ist;
5A eine schematische Ansicht, die die Belichtungseinheit illustriert, darstellt, wobei eine Blendenverschlussöffnung auf die optische Achse geschoben ist;
5B ist eine 5A ähnliche schematische Ansicht, wobei die Blendenverschlussöffnung zurückgeschoben ist;
6A ist eine perspektivische Ansicht einer Belichtungseinheit mit zwei Fotolinsen mit unterschiedlichen Brennweiten;
6B ist eine schematische Ansicht, die die Belichtungseinheit mit zwei Fotolinsen mit unterschiedlichen Brennweiten darstellt;
7 ist ein Graph, der die Änderung der Lichtintensität in Abhängigkeit des Drehwinkels der Verschlusslamelle darstellt;
8 ist ein Graph, der eine Auswertung der Beleuchtungsungleichheit in Abhängigkeit von der Randhelligkeit und dem Belichtungsunterschied darstellt;
9A ist ein Graph, der die Änderung im Belichtungsspielraum durch den Blendenwechsler, unter der Bedingung F2 = 1,7 × F1 darstellt;
9B ist ein der 9A ähnlicher Graph, wobei die Bedingung F2 = 3 × F1 ist;
10 ist eine erklärende Ansicht, die den optischen Pfad einfallenden Lichts darstellt, wobei der Randbereich des einfallenden Lichts durch eine Blendenplatte geschnitten wird;
11 ist ein Graph, der die laterale Aberration der Fotolinse darstellt;
12A ist ein Graph, der die sphärische Aberration der Fotolinse darstellt, wobei eine Blendenverschlussöffnung von der optischen Achse weggeschoben ist;
12B ist ein Graph, der die Feldkrümmung darstellt, wobei eine Blendenverschlussöffnung von der optischen Achse entfernt ist;
13A und 13B sind den 12A und 12B ähnliche Graphen, wobei eine Blendenverschlussöffnung eingeschoben ist;
14 ist ein Graph, der den Durchmesser eines Unschärfekreises in Abhängigkeit der Subjektweite;
15A ist eine erklärende Ansicht, die den optischen Pfad von einfallendem Licht darstellt, wobei eine Blendenverschlussöffnung von der optischen Achse weggeschoben ist;
16A ist eine erklärende Ansicht, die Strahlen einfallenden Lichts auf Höhe der Verschlusslamelle darstellt, wobei eine Blendenverschlussöffnung von der optischen Achse entfernt ist;
15B und 16B sind den 15A und 16A ähnliche Ansichten, wobei eine Blendenverschlussöffnung eingeführt ist;
17 ist eine erklärende Ansicht der Drehung der Verschlusslamelle;
18A ist eine erklärende Ansicht, die den optischen Pfad einfallenden Lichts darstellt, wobei eine Weitwinkellinse auf der optischen Achse angeordnet ist; und
18B ist eine der 18A ähnliche Ansicht, wobei jedoch ein Teleobjektiv benutzt wird.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Einwegkamera illustriert. Die Einwegkamera umfasst ein Gehäuse 10 mit fotografischen Mechanismen und einem Verpackungsetikett 11, das um das Gehäuse 10 gerollt ist. Eine Fotolinse 12, eine Visiervorrichtung 13, ein Verstellknopf 14 sind auf der Vorderseite des Gehäuses 10 angeordnet. Ein Verschlussknopf 15 und ein Bildzähler 16 sind auf der oberen Wand angeordnet, und ein Teil eines Wickelrads 17 steht aus der Rückwand des Gehäuses 10 vor.
Das Gehäuse 10, wie in 2 dargestellt, beinhaltet einen Basisabschnitt 20, eine Belichtungseinheit 21, eine Fotofilmkassette 22, einen Fotofilm 23, eine Frontabdeckung 24 und eine Rückwand 25. Der Basisabschnitt 20 beinhaltet eine Belichtungsblende 26, die den Bildbereich auf dem Fotofilm 23 bestimmt und eine Kassettenkammer 27, die die Fotofilmkassette 22 aufnimmt, und eine Filmrollenkammer 30, die eine Rolle des Fotofilms 23 enthält.
Das Wickelrad 17 ist drehbar an der oberen Wand der Kassettenkammer 27 befestigt, und daran ist ein Schaft nach unten ausgebildet, der mit einer Spule 22a eingreift, wobei sich die Spule in der Fotofilmkassette 22 befindet. Das Ende des Fotofilms 23 wird da durch fixiert, dass es in einen Schlitz (nicht dargestellt), der in der Spule 22a ausgebildet ist, eingeführt ist. Wenn das Wickelrad 17 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, dreht die Spule 22a mit und der Fotofilm 23 wird in die Fotofilmkassette 22 gedreht.
Es gibt Öffnungen, die in der Frontabdeckung 24 ausgebildet sind, aus denen die Fotolinse 12 und die Visiervorrichtung 13 etc. auftauchen. Die Frontabdeckung 24 und die Rückwand 25 umschließen das Innere der Einwegkamera 10 in einer lichtundurchlässigen Art und Weise. Es gibt Bodendeckel 31a und 31b in der Rückwand 25 um den Boden der Fotofilmkassette 22 und des aufgerollten Fotofilms 23 in lichtundurchlässiger Art und Weise zu halten. Der Bodendeckel 31a wird geöffnet, um die Fotofilmkassette 22 herauszunehmen.
Der Wechselknopf 14 ist innerhalb einer Öffnung 32, die in der Frontabdeckung 24 ausgebildet ist. Die Öffnung 32 ist in horizontalen Richtung länger. Der Wechselknopf 14 ist beweglich zwischen der linken Position, nachfolgend als erste Position bezeichnet, und der rechten Position, nachfolgend als zweite Position bezeichnet, angeordnet. Der Wechselknopf 14 wird durch Einklicken in der ersten oder zweiten Position durch das Eingreifen von Vorsprüngen, nicht in dieser Figur dargestellt, gehalten.
Wie in der 3 dargestellt, umfasst die Belichtungseinheit 21 den Wechselknopf 14, einen Belichtungstunnel 33, eine Verschlusslamelle 34, eine Verschlussabdeckung 35 usw. Eine Verschlussöffnung 36 ist im zentralen Bereich des Belichtungstunnels 33 ausgebildet und es gibt einen Verschlusshebel 37, einen Verschlussantriebsmechanismus, einen Anti-Wickelmechanismus, usw., die oben auf dem Belichtungstunnel 33 befestigt sind.
Die Verschlusslamelle 34 umfasst einen Verschlussabschnitt 34a und einen Befestigungsabschnitt 34b und ist drehbar um eine Öffnung, die im Befestigungsabschnitt 34b ausgebildet ist, herum an der Wand des Belichtungstunnels 33 befestigt. Die Verschlusslamelle 34 wird durch die Vorbelastung einer Feder 40 im geschlossenen Zustand gehalten, wobei der Verschlussabschnitt 34a auf der optischen Achse 19 liegt, um Licht zu blockieren. Durch Herunterdrücken des Verschlussknopfes 15 wird der Verschlussantriebsmechanismus betätigt, und der Verschlusshebel 37 bewegt sich. Da der Rand des Befestigungsabschnitts 34b mit dem Verschlusshebel 37 getroffen wird, rotiert die Verschlusslamelle 34 gegen die Vorspannung der Feder 40 in die geöffnete Position. Dann öffnet sich die Verschlussöffnung 36, bis die Verschlusslamelle 34 durch die Vorspannung der Feder 40 in die geschlossene Position zurückkehrt. Die Schwingungsdauer der Verschlusslamelle 34 wird auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 1/60 Sekunde, eingestellt.
Die Verschlussabdeckung 35 wird auf der Vorderseite des Belichtungstunnels 33 befestigt, um die Verschlusslamelle 34 abzudecken. Die Verschlussabdeckung 35 hat eine Belichtungsöffnung 42, die als erste Blendenöffnung dient, und ein Objektivtubus 43 ist daran ausgebildet, der um die Belichtungsöffnung 42 angeordnet ist.
Die Fotolinse 12 umfasst ein erstes Linsenelement 44 und ein zweites Linsenelement 45, und zwischen beiden ist ein ringförmiger Abstandshalter 46 angeordnet. Diese Elemente befinden sich alle innerhalb des Objektivtubus 43. Das erste Linsenelement 44 ist eine Meniskuslinse mit einer konvexen Oberfläche in Richtung des Objekts und das zweite Linsenelement 45 ist eine konvexe Linse. Ein Linsenhalter 47 befindet sich vor dem Objektivtubus 43. Da der Linsenhalter 47 gegen den Randbereich des ersten Linsenelements 44 drückt, wird die Fotolinse 12 zwischen der Verschlussabdeckung 35 und dem Linsenhalter 47 gehalten.
Der Abstandshalter 46 ist zum einstellen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Linsenelement 44 und 45 angeordnet. Ein Blattteil, wie ein Mylar-Blatt oder ein geformtes Teil, kann als Abstandshalter 46 benutzt werden, wobei vorzugsweise die Dicke im ersten Falle mehr als 0,2 mm und im zweiten Falle mehr als 0,4 mm beträgt. Andererseits kann durch einen Vorsprung auf dem Rand des ersten Linsenelementes 44 oder des zweiten Linsenelementes 45 der Abstandshalter 46 weggelassen werden.
Der Wechselknopf 14 ist mit einer Blendenplatte 51 ausgebildet, in der eine Blendenverschlussöffnung 50, kleiner als die Belichtungsöffnung 42, als zweite Blendenöffnung ausgebildet ist. Auf der Seite des Objektivtubus 43 ist eine Rille 43a ausgebildet, so dass die Blendenplatte 51 darin eingeführt werden kann. Objektseitig vom Abstandshalter 46 ist eine Ausnehmung 46a ausgebildet, so dass die Blendenplatte 51 darin eingeführt werden kann. Wie in 4 dargestellt, wird der Blendenwechsel durch Einführen der Blendenplatte 51 zwischen das erste und zweite Linsenelement 44 und 45 durchgeführt.
Wie in 5A dargestellt, befindet sich die Blendenverschlussöffnung 50 auf der optischen Achse 19, wenn der Wechselknopf 14 sich in der ersten Position befindet, und der Blendenwert der Fotolinse 12 ist ungefähr 18. Dann wird die Belichtungsmenge durch die Blendenverschlussöffnung 50 verringert, wodurch ein Verhindern einer Überbelichtung eines Fotos ermöglicht wird. Wenn sich andererseits der Wechselknopf 14 auf der zweiten Position befindet, ist die Blendenverschlussöffnung 50 von der optischen Achse 19 entfernt, und der Blendenwert ist ungefähr B. Dann nimmt die Belichtungsmenge im Vergleich zur Blendenschließsituation zu, wodurch ein Verhindern einer Unterbelichtung eines Fotos ermöglicht wird.
Die Fotolinse 12 ist so aufgebaut, dass sie die folgenden Bedingungen erfüllt: |log2(L/100)| < 1,9 (1) 0 < E ≤ 2 – 0,91 × |log2(L/100)| (2)wobei L(%) den Anteil der Helligkeit eines Randabschnitts des Bild im Vergleich zur Helligkeit in einem Zentralabschnitt zu einem Zeitpunkt, zu dem die Blendenverschlussöffnung 50 eingeführt ist, darstellt, und E(EV) den Unterschied zwischen der Maximalbeleuchtungsmenge und der Minimalbelichtungsmenge im Randbereich des Bilds darstellt.
In dieser Ausführungsform ändert sich die Position der Blendenöffnung durch Einführen und Zurückziehen der Blendenplatte 51. Alternativ ist die vorliegende Erfindung, wie in den 6A und 6B dargestellt, auf den Fall anwendbar, dass eine erste Fotolinse 53 und eine zweite Fotolinse 54 mit unterschiedlichen Brennweiten auf eine bewegliche Platte 55 montiert werden, wobei entweder die eine oder die andere Linse durch Bewegen der Platte 55 auf die optische Achse 19 gebracht wird. Da die Brennweiten der Fotolinsen unterschiedlich sind, sind die optimalen Blendenöffnungspositionen voneinander verschieden. Darüber hinaus kann eine Zoomlinse benutzt werden, um die Brennweite zu ändern. Ein Beispiel dieser Ausführungsform, für das numerische Werte gegeben werden, wird nachfolgend beschrieben. Als F wird die paraxiale Brennweite der Fotolinse 12, als f1 der Blendenwert der Fotolinse 12 zum Zeitpunkt, wenn die Blendenver schlussöffnung 50 von der optischen Achse 19 zugezogen ist, als f2 der Blendenwert zum Zeitpunkt, wenn die Blendenverschlussöffnung 50 eingeführt ist, bezeichnet. Der Durchmesser der Verschlusslamelle 34 ist 8,98 mm und die Größe des belichteten Bereichs ist 22,5 × 32,07 mm. F = 33,40 (mm) f1 = 8,05 f2 = 18,00 L = 57,90 (%)
In diesem Fall ist die Bedingung (1) erfüllt, da |log₂(L/100)| = 0,78 < 1,9.
Die Parameter der Fotolinse 12 werden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. In Tabelle 1 bezeichnet i die Oberflächenzahl, die die Anordnung ausgehend vom Objekt angibt, R(mm) ist der Krümmungsradius, D(mm) die Dicke des Linsenelements oder des Luftraums zwischen benachbarten Linsenelementen, N der Brechungsindex, d die Zerstreuung, und r(mm) der effektive Radius.
Tabelle 1
Die mit einem * bezeichnete Oberfläche ist eine asphärische Oberfläche, die durch die folgende Gleichung spezifiziert wird: Z = ch2/[1 + √{1 – (1 + K)c²h²}] + Ah4 + Bh6 + Ch8 + Dh10 wobei c ein reziproker Wert des Krümmungsradius (c = 1/R) ist, h der Abstand des Lichtstrahls von der optischen Achse 19 ist und K, A, B, C und D asphärische Koeffizienten sind.
Tabelle 2
Tabelle 3 zeigt die Belichtungsmenge, die als Belichtungswert (EV) dargestellt ist, im Randbereich eines jeden Bildbereichs im Fotofilm relativ zum Zentralbereich. Die Belichtungsmenge in jedem Bereich wird als Produkt aus der Randhelligkeit L und der Belichtungszeit dargestellt.
Die Belichtungszeit wird wie folgt berechnet, wobei angenommen wird, dass die Verschlusslamelle 43 sich gleichförmig bewegt. Wie in 17 dargestellt, wird der Winkel, unter dem die Verschlusslamelle 43 vollständig öffnet, als θ1 definiert. θ2 ist der Winkel, unter dem die Verschlusslamelle 43 so geschwungen ist, dass die zentralen Lichtstrahlen passieren können. θ3 ist der Winkel, unter dem die Verschlusslamelle 43 die zentralen Lichtstrahlen blockiert. Unter Bezugnahme auf den in 7 dargestellten Graphen wird die Belichtungszeit im Zentralbereich wie folgt ausgedrückt: T0 = 2 × {θ1 – (θ2 + θ3)/2}
Die Belichtungszeit im Randbereich Ti wird in ähnlicher Art und Weise berechnet, und der Anteil der Belichtungszeit relativ zur Belichtungszeit im Zentralbereich wird durch die Division von Ti durch T0 berechnet.
Wenn jedoch die Drehgeschwindigkeit der Verschlusslamelle 43 nicht gleichmäßig ist, so ist es vorteilhaft, den Belichtungsunterschied durch Messen der Dichte im belichteten Bereich zu berechnen. In diesem Fall ist es vorteilhafter, den Dichtebereich anzuwenden, in dem die charakteristische Kurve fast gerade über den gesamten belichteten Bereich des Fotofilms 23 ist. Darüber hinaus ist es nötig, die Dichte des Bereichs zu messen, der in die Aufwickelrichtung verschoben ist, unter Berücksichtigung der Verschiebung der ausgeblendeten Position des Fotofilms 23.
Tabelle 3
Gemäß der Tabelle 3 ist die Beleuchtungsmenge im Vergleich zu den anderen Ecken im rechten oberen Bereich am größten, und am geringsten im linken unteren Bereich. Der Belichtungsunterschied E in diesem Beispiel wird wie folgt berechnet. E = –0,57 – (–1,05) = 0,48 (EV)
Dieser Wert von E erfüllt die Bedingung (2).
Die Auswertungsergebnisse der Belichtungsungleichheit einiger Proben wird in Tabelle 4 dargestellt. Dieses Ergebnis ist auch in 8 dargestellt, wobei die horizontale Achse der Absolutwert des Verhältnisses der Helligkeit L im Randbereich im Vergleich zur Helligkeit im Zentralbereich ist, wobei diese als Belichtungswert EV dargestellt sind, und dies bedeutet, dass die Randhelligkeit mit Zunahme ihres numerischen Wertes abnimmt. Andererseits zeigt die vertikale Achse einen Belichtungsunterschied E, der in obiger Art und Weise berechnet wird, und bedeutet, dass die Belichtungsungleichheit mit Zunahme des Werts eine auffallende Tendenz hat. In der Figur entspricht der mit "Ausführungsform" bezeichnete Datenbereich dem Beispiel, für das numerische Werte eingesetzt wurden.
Tabelle 4
In der "Auswertung"-Spalte bedeutet das Zeichen 'O' ein gutes Resultat, bei dem die Belichtungsungleichheit nicht auffallend ist, das Zeichen "x" bedeutet ein inakzeptables Ergebnis, bei dem die Belichtungsungleichheit auffallend ist, und das Zeichen "Δ' entspricht einem mittleren Grad zwischen den beiden. Die in 8 gezeigten gestrichelten Linien entsprechen den Bedingungen der Bedingungen (1) und (2).
In 8 wurde anhand des Ergebnisses der Probe 1 und Probe 3 gefunden, dass, wenn der entsprechende Punkt, bestimmt durch die Randhelligkeit L und den Belichtungsunterschied E in der Nähe der gestrichelten Linien ist, die Belichtungsungleichheit auffallend und die Bildqualität gering ist. Gemäß dem Ergebnis der Probe 2 wurde herausgefunden, dass wenn die Randhelligkeit L gering ist, der Belichtungsunterschied E gering sein sollte, so dass die Beleuchtungsungleichheit nicht auffallend ist. Andererseits wurde, gemäß den Ergebnissen der Probe 4 und Probe 5 herausgefunden, dass, wenn die Randhelligkeit zunimmt, die Belichtungsungleichheit dazu tendiert, nicht mehr auffallend zu sein.
Die 9 bis 14 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Änderung der Brennweite selbst bei einem Blendenwechsel verringert ist. Die schematische Ansicht der Filmeinheit ist die gleiche, wie in 1 und 2 gezeigt, und die schematische Ansicht der Belichtungseinheit ist die gleiche wie in 3 bis 5 gezeigt. Daher werden Elemente, die ähnlich denen der obigen Ausführungsform sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In dieser Ausführungsform ist die Fotolinse 12 so hergestellt, dass sie die folgende Bedingung erfüllt: δx·f1/F < 0,06 (3)wobei F(mm) die paraxiale Brennweite der Fotolinse 12 darstellt, δx(mm) die Änderung der Maxima in MTF-Kurven nach Verstellung der Blendenöffnungen darstellt, wobei die folgende Bedingung erfüllt wird: u = 20 × 21,63/DL (4)wobei u(Linien/mm) die Raumfrequenz der MTF-Kurven darstellt, DL die halbe Länge der Diagonale des Bildbereichs des Fotofilms 23 darstellt.
Der Blendenwert der Fotolinse 12 ist eingeschränkt, um die folgende Bedingung zu erfüllen: 1,7 × f1 < F2 < 3 × f1 (5) wobei f1 den Blendenwert zu einem Zeitpunkt darstellt, wenn die Blendenverschlussöffnung 50 von der optischen Achse 19 weggezogen ist, hiernach als offener Zustand bezeichnet, und f2 der Brennweite zu einem Zeitpunkt entspricht, wenn die Blendenverschlussöffnung 50 eingeschoben ist, hiernach als Blendenverschlusszustand bezeichnet.
Wenn der Wert von f2 am unteren Limit der Bedingung (5) liegt, so hat die Belichtung durch die Belichtungsöffnung 42 einen Unterschied von 1,53 EV im Vergleich zur Blendenverschlussöffnung 50. Üblicherweise hat ein Fotofilm einen Belichtungsspielraum von –1,5 bis +3,5, dargestellt durch den Belichtungswert EV.
9A stellt die Änderung des Belichtungsspielraums zum Zeitpunkt dar, wenn der Wert von f2 sich am unteren Limit der Bedingung (5) liegt, und anhand des Blendenverschlusszustands. Da die Überlappung zwischen Belichtungsspielraumbereichen breiter wird, ist es möglich; Fehler im Photo durch den Blendenwechsel zu verhindern. Da im Gegensatz dazu der korrekte Belichtungsbereich kleiner wird, ist es schwierig, selbst mit Änderungen im Belichtungszustand, die Belichtung richtig zu machen. Daher ist es nicht vorteilhaft, den f2-Wert kleiner als das untere Limit der Bedingung (5) anzusetzen.
9B stellt die Änderung des Belichtungsspielraums zum Zeitpunkt dar, wenn der Wert von f2 auf den oberen Grenzwert der Bedingung (5) eingestellt wird, und anhand des Blendenverschlusszustands. Da der korrekte Belichtungsbereich größer wird ist es möglich, Änderungen im Belichtungszustand zu berücksichtigen. Da im Gegensatz dazu die Überlappung zwischen Belichtungsspielräumen geringer wird, nimmt die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers im Foto zu. Daher ist es nicht vorteilhaft, den Wert von f2 über das obere Limit der Bedingung (5) zu setzen.
Numerische Werte für diese Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Die Daten der Fotolinse 12 sind die gleichen wie in Tabelle 1 und 2 gezeigt. F = 33,40 (mm) f1 = 8,05 f2 = 18,00 d = 21,63 (mm) δx1 = –0,17 (mm) δx2 = –0,05 (mm) δx = 0,12 (mm)
F bezeichnet die paraxiale Brennweite der Fotolinse 12, f1 ist der Blendenwert der Fotolinse 12 im offenen Zustand, f2 der Blendenwert im Blendenverschlusszustand und d die halbe Länge der Diagonale in einer Standardbildgröße eines 135er Fotofilms (24 × 36 mm), δx1 und δx2 sind die Verschiebung der Maxima vom Zentrum der MTF-Kurve, wenn die Fotolinse 12 mit monochromatisches Licht (Wellenlänge: 587,56 nm) bestrahlt wird, wobei δx1 der Wert im offenen Zustand und δx2 der Wert im Blendenverschlusszustand ist. Und δx ist der absolute Wert des Unterschieds zwischen δx1 und δx2. In diesem Fall wird die Bedingung (4) erfüllt, da δx·f1/F ≈ 0,029 < 0,06
Die Werte von f1 und f2 entsprechen auch der Bedingung (5).
10 ist ein schematisches Diagramm von einfallenden Lichtstrahlen, die im Punkt P fokussieren, wobei der Abstand von der optischen Achse 19 gleich 0,35 × d2 ist, wobei d2 die Diagonallänge des Druckbereichs im 135er Fotofilm (22,5 × 32,07 mm) ist. Im offenen Zustand trifft in dieser Zeichnung einfallendes Licht von A bis B auf den Punkt P. Andererseits wird im Blendenverschlusszustand der Randbereich des einfallenden Lichts durch die Blendenverschlussöffnung 50 blockiert, so dass in dieser Figur einfallendes Licht im Bereich C bis D den Punkt P erreicht.
11 zeigt die laterale Aberration des einfallendes Lichts, das wie in 10 dargestellt im Punkt P fokussiert. Die g-Linie (Wellenlänge: 435,84 nm), die d-Linie (Wellenlänge: 587,56 nm) und die c-Linie (Wellenlänge: 656,3 nm) werden als einfallendes Licht benutzt. Die Krümmung ist in der Aberration berücksichtigt, wobei der Radius in der diagonalen Richtung des Bildbereichs des Fotofilms 23 gleich –149,3 mm ist. Wenn die Blendenverschlussöffnung 50 eingeführt ist, wird einfallendes Licht mit großen chromati schen Aberrationen durch die Blendenverschlussöffnung 50 blockiert. Daher ist es durch Einführen der Blendenplatte 51 zwischen dem ersten Linsenelement 54 und dem zweiten Linsenelement 55 möglich, die Qualität des abgebildeten Bildes zu verbessern.
Die 12A und 12B zeigen die sphärische Aberration und die Bildkrümmung der Fotolinse 12 im offenen Zustand, wobei die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie in 12B die Aberrationen bezüglich der radialen Bildoberfläche bzw. der tangentialen Bildoberfläche darstellen. Die Bildkrümmung ist als die Aberration der Bildoberfläche zum Zeitpunkt, wenn die Krümmung berücksichtigt wird, dargestellt, wobei der Radius der Krümmung gleich –149,3 mm in der diagonalen Richtung des belichteten Bereichs des Fotofilms 23 ist. Die 13A und 13B sind ähnlich der 12A und 12B, stellen jedoch den Blendenverschlusszustand dar.
14 zeigt die Änderung des Unschärfekreises entsprechend dem Objektabstand. Da die Bedingung (4) erfüllt ist, nimmt die Verschiebung des Brennpunkts ab, selbst wenn die Blende gewechselt wird. Da die inverse Fläche des Durchmessers des Unschärfekreises abnimmt, ist es möglich, die Bildqualität beim Abblenden zu verbessern.
In den obigen Ausführungsformen ist eine Blitzeinheit weggelassen worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf eine Einwegkamera mit einer Blitzeinheit anwendbar. Eine Blitzeinheit ermöglicht bei extrem dunklen Bedingungen mit korrekte Belichtung zu fotografieren.
In den obigen Ausführungsformen wird ein 135er Fotofilm benutzt. Alternativ kann in der vorliegenden Erfindung auch ein Fotofilm des Typs IX-240 benutzt werden.
Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf obige Ausführungsformen beschränkt, sondern im Gegensatz dazu sind dem Fachmann verschiedene Modifizierungen möglich, ohne den Rahmen der anhängenden Ansprüche zu verlassen.
Des Weiteren umfasst eine Einwegkamera nach einem ersten Aspekt wenigstens eine Fotolinse (12, 53, 54) zum Ausbilden eines Bildes auf einem Fotofilm (23) und einen Blendenwechsler (14, 55), der auf der optischen Achse (19) der Fotolinse (12, 53, 54) angeordnet ist, zum Kontrollierender Lichtmenge, die von einem Subjekt kommt, umfasst, wobei der Blendenwechsler (14, 55) dazu fähig ist, zumindest von einer ersten Position in eine zweite Position zu wechseln, der Blendenwert der Fotolinse (12, 53, 54) an der ersten Position f1 ist und der Blendenwert der Fotolinse (12, 53, 54) an der zweiten Position f2 ist, wobei f2 > f1 und die Fotolinse eine Modulationsübertragungsfunktion (MTF) hat, so dass die Einwegkamera die folgenden Bedingungen erfüllt: log2(L/100)| < 1,9 0 < E ≤ 2 – 0,91 × |log2(L/100)|wobei L den Anteil der Helligkeit in einem Randabschnitt des Bildes im Vergleich zur Helligkeit in einem Zentralabschnitt des Bilds, wenn sich der Blendenwechsler (14, 55) an der zweiten Position befindet, in % darstellt, und E den Unterschied zwischen der Maximalbeleuchtungsmenge und der Minimalbeleuchtungsmenge im Randbereich des Bildes in EV darstellt.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst die Einwegkamera nach dem ersten Aspekt des Weiteren eine Verschlusslamelle (34) zum Bewirken eines Öffnungs-/Schließvorgangs auf der optischen Achse (19) durch Schwingen, um so den Fotofilm zu belichten, wobei die Blendenwechsler (14, 55) Folgendes umfasst: eine erste Verschlussöffnung (42,85) zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von dem Subjekt kommt, so dass der Blendenwert an der ersten Position f1 ist und eine zweite Verschlussöffnung zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von dem Objekt kommt, so dass der Blendenwert an der zweiten Öffnung f2 ist, wobei die zweite Verschlussöffnung (50, 60) weiter von der Verschlusslamelle entfernt ist, als die erste Verschlussöffnung (42, 58).
Nach einem weiteren Aspekt ist die Verschlusslamelle (34) der Einwegkamera nach dem zweiten Aspekt hinter dem Blendenwechsel (14, 55) angeordnet und die zweite Verschlussöffnung (50, 60) ist vor der ersten Verschlussöffnung (42, 58) angeordnet.
Nach einen vierten Aspekt ist die erste Verschlussöffnung (42, 58) der Einwegkamera nach dem dritten Aspekt größer als die zweite Verschlussöffnung.
Nach einem fünften Aspekt ist die erste Verschlussöffnung (42) der Einwegkamera nach dem vierten Aspekt auf der optischen Achse (19) befestigt und der Blendenwechsler (14) umfasst eine bewegbare Blendenplatte (51), die die zweite Verschlussöffnung (50) enthält, die von der optischen Achse (19) weg ist, wenn sie auf der ersten Position ist, und die die zweite Verschlussöffnung (50) auf der optischen Achse (19) einrichtet, wenn sie auf der zweiten Position ist.
Nach einem sechsten Aspekt umfasst die Einwegkamera nach dem fünften Aspekt wenigstens ein erstes Linsenelement und ein zweites Linsenelement (44, 45) und die Blendenplatte (51), ist in einen Raum, der zwischen dem ersten und dem zweiten Linsenelement bereitgestellt ist (44, 45), bewegbar.
Nach einem siebten Aspekt ist die wenigstens eine Fotolinse (53, 54) der Einwegkamera nach dem vierten Aspekt eine erste Fotolinse (53) und eine zweite Fotolinse (54) mit Brennweiten, die verschieden voneinander sind, und der Blendenwechsler umfasst eine bewegliche Platte (55), die die erste und die zweite Verschlussöffnung (58, 60) enthält, zum Halten der ersten und der zweiten Fotolinse (53, 54) jeweils vor der ersten und der zweiten Verschlussöffnung (58, 60) so, dass die erste Verschlussöffnung (58) und die erste Fotolinse (53), wenn sie auf der ersten Position sind, auf der optischen Achse (19) eingerichtet sind und die zweite Verschlussöffnung (60) und die die zweite Fotolinse (54), wenn sie auf der zweiten Position sind, auf der optischen Achse (19) eingerichtet sind.
Nach einem achten Aspekt kann die Platte (55) der Einwegkamera nach dem siebten Aspekt manuell von außen betätigen werden.
Nach einem neunten Aspekt erfüllt die Einwegkamera nach dem ersten Aspekt des Weiteren die Folgende Bedingung: δx·f1/F < 0,06wobei F die paraxiale Brennweite der Fotolinse (12, 53, 54) in mm darstellt, δx die Verschiebung in mm der Maxima in MTF-Kurven nach Verstellung des Blendenwechslers (14, 55) darstellt, und u = 20 × 21,63/DLwobei u die Raumfrequenz der MTF-Kurven in Linien/mm darstellt und DL eine halbe Länge einer Diagonale des Bildes in mm darstellt.

Claims

Einwegkamera, die mindestens eine Fotolinse (12, 53, 54) zum Ausbilden eines Bildes auf einem Fotofilm (23) und einen Blendenwechsler (14, 55), der auf der optischen Achse (19) der Fotolinse (12, 53, 54) angeordnet ist, zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von einem Subjekt kommt, umfasst, wobei der Blendenwechsler (14, 55) dazu fähig ist, zumindest von einer ersten Position in eine zweite Position zu wechseln, der Blendenwert der Fotolinse (12, 53, 54) an der ersten Position f1 ist und der Blendenwert der Fotolinse (12, 53, 54) an der zweiten Position f2 ist, wobei f2 > f1 und die Fotolinse eine Modulationsübertragungsfunktion (MTF) hat, so dass die Einwegkamera die folgenden Bedingungen erfüllt: δx·f1/F < 0,06wobei F die paraxiale Brennweite der Fotolinse (12, 53, 54) in mm darstellt, δx die Verschiebung in mm der Maxima in MTF-Kurven nach Verstellung des Blendenwechslers (14, 55) darstellt, und u = 20 × 21,63/DLwobei u die Raumfrequenz der MTF-Kurven in Linien/mm darstellt und DL eine halbe Länge einer Diagonale des Bildes in mm darstellt.
Einwegkamera nach Anspruch 1, die des Weiteren die folgende Bedingung erfüllt: 1,7 × f1 < f2 < 3 × f1.
Einwegkamera nach Anspruch 1, wobei der Blendenwechsler (14, 55) umfasst: eine erste Blendenöffnung (42, 58) zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von einem Subjekt kommt, um den Blendenwert an der ersten Position gleich f1 zu machen; und eine zweite Blendenöffnung (50, 60) zum Kontrollieren der Lichtmenge, die von einem Subjekt kommt, um den Blendenwert an der zweiten Position gleich f2 zu machen.
Einwegkamera nach Anspruch 3, wobei die erste Blendenöffnung (42, 58) auf der optischen Achse (19) fixiert und größer ist als die zweite Blendenöffnung (50, 60); und der Blendenwechsler (14, 55) eine bewegliche Blendenplatte (51, 55) umfasst, die die zweite Blendenöffnung (50, 60) enthält, wobei sie von der optischen Achse (19) entfernt ist, wenn er an der ersten Position ist, und die zweite Blendenöffnung (50, 60) auf die optische Achse (19) einstellt, wenn er an der zweiten Position ist.
Einwegkamera nach Anspruch 1, die des Weiteren die folgenden Bedingungen erfüllt: |log2(L/100)| < 1,9 0 < E ≤ 2 – 0,91 × |log2(L/100)|wobei L den Anteil der Helligkeit in einem Randabschnitt des Bildes im Vergleich zur Helligkeit in einem Zentralabschnitt des Bilds, wenn sich der Blendenwechsler (14, 55) an der zweiten Position befindet, in % darstellt, und E den Unterschied zwischen der Maximalbeleuchtungsmenge und der Minimalbeleuchtungsmenge im Randbereich des Bildes in EV darstellt.