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Die Erfindung betrifft ein achromatisches, terrestrisches Okular mit drei distanziert voneinander angeord- neten optischen Gliedern, von denen das erste, dem Auge am nächsten stehende Glied und das dritte, vom Auge entfernteste Glied sammelnd sind.
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stem, ein.
Neben der Behebung der monochromatischen Bildfehler ist vor allem die farbenfreie, also achromatische Darbietung des vom Auge gesehenen Bildes notwendig. Man löst dieses Problem bei den herkömmlichen Syste- men dadurch, dass jedes Glied dieser optischen Übertragungskette, also Objektiv, Umkehrsystem und Okular, für sich achromatisch gemacht wird, wofür bei den bisher bekannten Konstruktionen ein aus mehreren Linsen zusammengesetztes Okular erforderlich ist. Insbesondere bei Fernrohren mit grossem Augabstand, wie dies bei Zielfernrohren wegen des Waffenrückstosses notwendig ist, ist der Durchmesser der Okularlinsen relativ gross, damit das geforderte Sehfeld überblickt werden kann. Die Achromatisierung erfordert sehr krumme Flächen und daher dicke und schwere Okularlinsen.
Ausserdem erzeugen diese Okulare mindestens vier Reflexbilder von jeder hinter dem Beobachter befindlichen Lichtquelle, die bei Beobachtungen in der Dämmerung störend wirken.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein leichtes, reflexarmes und billigeres Linsensystem zu schaffen.
Erfindungsgemäss sind das erste Glied eine sammelnde Einzellinse, die äquivalente reziproke Dispersion des dritten Gliedes negativ und der Abstand vom ersten zum zweiten Glied grösser als die Brennweite des ersten Gliedes.
Demgemäss ist das Okular nur mit einer einfachen Okularlinse ausgestattet, was dadurch erreicht wird, dass die unnötige Bedingung eines achromatischen Bildes in der Okularbildebene fallen gelassen wird. Es hat sich gezeigt, dass es genügt, wenn das vom Objektiv entworfene Bild lediglich in der Objektivbildebene achromatisch ist. Die beiden Systemteile Umkehrsystem und Okular sind nicht für sich achromatisiert, daher auch nicht selbständig verwendbar, weshalb es notwendig ist, diese beiden Systemteile gemeinsam als"Terrestrisches Okular" zu betrachten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen neben einem bekannten Fernrohrsystem einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt die optischen Teile und deren Anordnung bei einem bekannten System, Fig. 2 die prinzipielle Anordnung gemäss der Erfindung. Die Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Okulars.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten, aus dem Okular , dem Umkehrsystem --2, 3-- und dem Objektiv --4- bestehenden System erzeugt das Objektiv -4-- in der Objektivbildebene-a-a-- ein um 1800
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oder ZielfernrohrenBild-ya--wird durch das Umkehrsystem-2, 3-, das aus mehreren Linsen besteht, neuerlich um 1800 gedreht und darauf aufrecht in die Okularbildebene der -b-- in der Grösse --Yb-- abgebildet. Durch das Okular - wird endlich das Bild-Yb--von dem im Abstand x befindlichen Auge --5-- betrachtet. In der Fig. 1 ist neben der optischen Achse-o-der Hauptstrahl-6-für einen Gegenstandspunkt ausserhalb der Bildmitte gezeichnet, der unter dem okularseitigen Bildwinkeln gesehen wird.
ZurHerbeiführungeiner achromatischen Darbietung des vom Auge gesehenen Bildes ist es erforderlich, dass die in der Ebene-a-a bzw. b-b-- entstehenden Bilder-Ya bzw. Yb-- für mindestens zwei Farben (meist für die Linien C und F) im wesentlichen gleich gross sind und in eine Ebene fallen. Selbstverständlich trifft diese Forderung nicht mathematisch genau zu. Je nach den Ansprüchen, die an das Instrument gestellt werden, kann man von achromatischer Korrektur sprechen, wenn die Grössendifferenz der Bilder (laterale Achromasie) der beiden zu vereinigenden Farben nicht grösser ist als 0, 51o der Bildgrösse und die Bildortsdifferenz (achsiale Achromasie) nicht grösser ist als 0, Slo der Brennweite des Objektives bzw. des Okulars.
Mathematisch ausgedrückt :
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tes Okular.
Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung gemäss der Erfindung, wobei das Objektiv, weil für die Erfindung unerheblich, weggelassen wurde. Es ist lediglich vorausgesetzt, dass das in der Ebene --a-a-- entworfene Bild - y a-achromatisch ist. Das Okularsystem besteht aus drei optischen Gliedern-1, 2, 3-, welche zunächst als sehr dünne Linsen angenommen werden. Der einfacheren Betrachtung wegen, sei die Lichtrichtung entgegenge- setzt der tatsächlichen angenommen. Tut man das, so besteht für das Okularsystem die Forderung, dass ein augseitig im Unendlichen liegender Gegenstand durch das ganze System in der Ebene-a-a--farbenfrei abge- bildet wird, wobei sich die Eintrittspupille (der Kreuzungspunkt der Hauptstrahlen) am Ort des Auges befindet.
Im folgenden wird mit
F = -1 die Brennweite des terrestrischen Okulars (negativ, weil aufrechtes Bild), x der positive Augabstand,
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f f diebezeichnet.
Die reziproke Dispersion dient ursprünglich zur Kennzeichnung der Farbzerstreuung einer Glassorte. Ist die
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proker Dispersion erhalten werden.
In den angeführten Beispielen wird die reziproke Dispersion einzelner Linsen mit v, die äquivalente reziproke Dispersion einer Linsengruppe unter Zusatz der Gruppenzahl, z. B. v , v ,... angegeben.
Unter der Annahme dünner Linsen ist das terrestrische Okular achromatisch für kleine Objekte und im parachsialen Raum, wenn folgende mathematische Zusammenhänge erfüllt sind :
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Erfindungsgemäss werden folgende Einschränkungen gemacht : 1.) Die erste dem Auge am nächsten stehende Linse ist immer eine einfache Sammellinse. Also fl > 0, V 1 > O.
2. ) Der. Augabstand. sei, grösser als die Brennweite der ersten Linse (x > f)
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4. ) Die Brennweite des dritten Gliedes sei immer positiv (f3 > 0).
Aus der Gleichung II) und den Bedingungen 1 bis 4 ergibt sich, dass die reziproke Dispersion des dritten Gliedes negativ sein muss. Daraus resultiert, dass das dritte Glied aus mindestens zwei Linsen aus Glas verschiedener reziproker Dispersion zusammengesetzt sein muss.
Aus der Vielzahl der Möglichkeiten ist in der nachstehenden Tabelle eine Reihe von Lösungen mit folgenden Ausgangswerten angeführt :
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= -1Vl = 64,17 L = variabel
Tabelle :
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<tb>
<tb> L <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> 5, <SEP> 8 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 7, <SEP> 6 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP>
<tb> d2 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0
<tb> s'3 <SEP> 0,4 <SEP> 0,8 <SEP> 1,1 <SEP> 1,4 <SEP> 1,5 <SEP> 1,8 <SEP> 2,6 <SEP> 3,5
<tb> f2 <SEP> 0,91 <SEP> 1,43 <SEP> 2,5 <SEP> 10,0 <SEP> # <SEP> 3,33 <SEP> -0,91 <SEP> -0,50
<tb> fs <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> v2 <SEP> 235,3 <SEP> -40,8 <SEP> 15,1 <SEP> 2,8 <SEP> 0,0 <SEP> -6,2 <SEP> -15,0 <SEP> -19,7
<tb> v3 <SEP> -12,
8 <SEP> -25,7 <SEP> -35,3 <SEP> -44,9 <SEP> -# <SEP> -57,8 <SEP> -83,4 <SEP> -112,3
<tb> Ausführungs- <SEP> αγss
<tb> beispiel <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> Fig. <SEP> 5 <SEP> Fig. <SEP> 4
<tb>
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