AT398249B

AT398249B - Okular mit variabler brennweite

Info

Publication number: AT398249B
Application number: AT117588A
Authority: AT
Original assignee: Docter Optic Eisfeld Gmbh
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1994-10-25
Also published as: DD261851B5; JPS6457223A; ATA117588A; DD261851A1; DE3813992A1

Description

AT 398 249 B

Die Erfindung betrifft ein Okular mit variabler Brennweite, das vor dem auszubildenden reellen Zwischenbild eine verschiebbare negative Linsengruppe Gi und nach dem rellen Zwischenbild eine verschiebbare positive Linsengruppe G2 aufweist, wobei sich die Linsengruppen bei der Brennweitenverstellung in entgegengesetzten Richtungen entlang der optischen Achse verschieben und sich deren Abstand 5 bei der Verstellung von der kurzen zur langen Brennweite verringert, und das eine bei der Brennweitenverstellung feststehende positive Linsengruppe G3 aufweist.

Das erfindungsgemäße Okular kann für monokulare und binokulare Fernrohre und für optische Geräte mit einem Beobachtungsstrahlengang zur Realisierung einer veränderlichen Vergrößerung eingesetzt werden. 10 Okulare mit variabler Brennweite sind in verschiedenen Typen bekannt.

Ein erster Typ besitzt ein feststehendes Augenglied und vor und nach dem reellen Zwischenbild eine bewegliche Linse bzw. Linsengruppe. In der DE-PS 2 950204 C2 ist ein derartiges Okular für Feldstecher dargestellt. Die Begrenzung des Bildfeldes erfolgt dabei durch die Unsenfassung der beiden beweglichen Glieder. Dadurch ergibt sich keine scharfe Feldbegrenzung. Außerdem wird beim Übergang von einer 75 kleinen zu einer großen Brennweite der augenseitige Bildfeldwinkel kleiner und das objektseitige Bildfeld somit nicht um den.Variofaktor größer, um den sich die Vergrößerung verringert hat.

Ein ähnliches Okular mit einer zusätzlichen feststehenden Feldlinse für den Einsatz in Mikroskopen ist in der DE-OS 1 814 132 beschrieben, weist jedoch die gleichen oben genannten Nachteile auf.

Weiters sind Typen von Okularen mit veränderlicher Brennweite bekannt, bei denen sich das Augen-20 glied bei der Brennweitenverstellung bewegt. Solche Okulare mit zwei beweglichen Gliedern beschreiben die SU-PS 453654 und die SU-PS 1190336, solche mit drei beweglichen Gliedern die SU-PS 502358.

Auch bei diesen Okularen wird der augenseitige Bildfeldwinkel mit zunehmender Brennweite kleiner. Nachteilig ist außerdem, daß sich mit der Bewegung des Augengliedes auch die Austrittspupille des Okulars mitbewegt und nicht ortsfest ist. 25 Die US-PS 3 582 188 zeigt einen Okulartyp mit optischem Ausgleich, wobei das Augenglied und ein zweites Glied gemeinsam bewegt werden und dazwischen ein feststehendes Glied angeordnet ist. Auch diese Konstruktion weist die genannten Nachteile auf.

Weiters beschreibt die DE-AS 22 59 723 ein Varioobjektiv mit einer Blende, die zwecks Konstanthaltung der relativen Öffnung über den gesamten Brennweitenverstellbereich mit dem zweiten Varioteil verstellbar 30 ist.

Bei der US-PS 4 273 414 wird die Blende mit dem Variatorteil in ihrer Lage verstellt und gleichzeitig deren Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung verändert.

Eine weitere Vorrichtung zur Steuerung einer Blende in Abhängigkeit von der Brennweite ist in der DE-AS 26 11 639 geoffenbart. 35 Ziel der Erfindung ist es, ein Okular mit variabler Brennweite zu schaffen, das für einen universellen Einsatz in Eernrohren und optischen Geräten geeignet ist.

Insbesonders liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Okular variabler Brennweite mit einem Variofaktor von 2.5 anzugeben, das über den gesamten Variobereich augenseitig einen Bildfeldwinkel von ca. 50’ und eine geringe Auswanderung der Austrittspupille besitzt und bei dem unabhängig von der 40 eingestellten Brennweite ein Ausgleich der Fehlsichtigkeit des Auges, insbesonders bei binokularer Anwendung, möglich sein soll.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß eine in ihrer Lage und in ihrem freien Durchmesser verstellbare, feldbegrenzende Blende FB im Strahlengang des Okulars angeordnet ist, die das nach dem ersten Linsenglied G1 entstehende reelle Zwischenbiid oder ein dazu konjugiertes, in Richtung des 45 abzubildenden Objektes liegendes Bild derart begrenzt, daß der augenseitige Bildfeldwinkel einen von der Brennweitenverstellung unabhängigen konstanten Wert oder einen in Abhängigkeit von der Brennweitenverstellung geforderten Verlauf besitzt.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß die negative Linsengruppe G1 aus einem Kittglied aus einer Negativlinse Li und einer Positivlinse L2 besteht, die positive Linsengruppe G2 aus einem Kittglied 50 aus einer Positivlinse L3 und einer Negativlinse U sowie einer weiteren Positivlinse Ls besteht und die augenseitige positive Linsengruppe Θ3 aus einem Kittglied aus einer Positivlinse Ls und einer Negativlinse L7 besteht.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Okular durch folgende Konstruktionsdaten bestimmt ist: 2 55

AT 398 249 B

Tabelle I

Brennweitenbereich: f = 10.0-25.0 Bildfeldwinkel 2a = 50* Radien Dicken und Linsenabstände Brechzahlen ne Abbesche Zahlen ve Π = -31.822 di = 1.75 1.55440 63.28 r2 = 17.825 d2 = 6.00 1.73430 28.12 r3 = 39.995 li = 43.16-7.99 r* = 56.020 d3 = 12.40 1.68101 54.74 r5 = -20.098 d* = 2.00 1.79192 25.52 re = -50.040 l2 = 0.20 r7 = 70.740 d5 = 5.50 1.68101 54.74 r8 = -130.085 l3 = 3.67 - 26.56 r9 = 19.672 de = 8.30 1.61521 58.36 rn>= -16.155 d7 = 1.50 1.66885 35.61 m = 93.632

Das durch das Okular abzubildende Zwischenbild, z.B. nach einem Femrohrobjektiv, stellt für das Okular ein virtuelles Objekt dar. Innerhalb des Okulars ergibt sich zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe eine reelle Zwischenabbildung, die über den gesamten Brennweitenbereich in diesem Luftraum bleibt und von den Linsen der ersten und zweiten Linsengruppe einen Mindestabstand nicht unterschreitet, damit Unsauberkeiten auf den Linsenfiächen nicht sichtbar werden.

Bei festbrennweitigen Okularen erfolgt bei binokularer Anwendung die Dioptrien-Korrekturverstellung zwischen beiden Augen durch die Verschiebung eines Okulars. Da die erfordeliche Verschiebung für diese Verstellung von der Okularbrennweite abhängig ist, führt dieses Verfahren bei Variookularen zu einer Änderung der Dioptrien-Korrekturverstellung bei einer Brennweitenverstellung.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß zur Dioptrien-Korrekturverstellung unabhängig von der Brennweitenverstellung des Okulars die augenseitige Linsengruppe G3 entlang der optischen Achse verschiebbar ist.

Zur Begrenzung des Sehfeldes und der Realisierung des konstanten augenseitigen Bildfeidwinkels ist die Feldblende FB vorteilhafterweise zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe G1 ,G2 entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet. Dabei wird entweder deren Lage bezüglich der Linsengruppen und deren freier Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung gesteuert oder es wird die Feldblende bei der Brennweitenverstellung gemeinsam mit der zweiten Linsengruppe G2 bewegt und deren freier Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung gesteuert.

Außerdem ist es möglich, die Feldblende zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe anzuordnen und nur den freien Durchmesser der Feldblende in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung zu steuern.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der angeschlossenen Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 das Linsenschnittbild mit der Feldblende in der kurzen Brennweitenstellung;

Fig. 2 das Linsenschnittbild mit der Feldblende in der langen Brennweitenstellung; und

Fig. 3 den Luftraum zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe mit der Feldblende bei gemeinsamer

Bewegung mit der zweiten Linsengruppe, in der kurzen Brennweitenstellung. 3

Claims

AT 398 249 B In den Fig.1, 2 sind entlang der optischen Achse O-O', von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes aus gesehen, eine erste zur Brennweitenverstellung entlang der optischen Achse verschiebbare Unsengruppe Gi aus den verkitteten Unsen Li und L2, eine zweite zur Brennweitenverstellung entlang der optischen Achse verschiebbare Unsengruppe G2 aus den verkitteten Unsen L3 und U und der Bikonvexlinse Ls und eine dritte Unsengruppe G3 aus den verkitteten Unsen U und L7 angeordnet, wobei die erste Gruppe G1 eine negative Brechkraft und die beiden weiteren Gruppen G2 und G3 eine positive Brechkraft besitzen. Bei der Brennweitenverstellung werden die Unsengruppen G1 und G2 entlang der optischen Achse gegeneinander verschoben, wobei sich der Abstand der beiden Gruppen G1 und G2 bei der Verstellung von der kurzen zur langen Brennweite verringert. Zwischen den Unsengruppen G1 und G2 ist zur Realisierung einer Feldbegrenzung, die augenseitig bei allen Brennweitenstellungen einen konstanten Feldwinkel von 2σ' ergibt, eine längs der optischen Achse verschiebbare und im Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweitenstellung einstellbare Feldblende FB angeordnet, die so gesteuert wird, daß der Blendenrand mit dem Randbildpunkt des sich ergebenden reellen Zwischenbildes zusammenfällt. Eine für einen augenseitigen Bildfeldwinkel von 2a' - 50° gute Korrektur über den gesamten Brennweitenbereich von f = 10 bis 25 wird durch die geschilderte Anordnung der Unsen Li bis L7 mit ihren Radien n, Dicken dj, Brechzahlen ne und Abbe’schen Zahlen ve sowie den Luftabständen lk erreicht, deren Werte in der Tabelle I angegeben sind. In der folgenden Tabelle II sind für vier Brennweitenstellungen die Lagen der Linsengruppen G1 bis G3 zueinander, die Objektivschnittweite S1 bezüglich der Gruppe G1 und die Lage der effektiven Austrittspupille AP für eine Okuiareintrittspupille, die im Abstand von 375 (Einheiten) vor dem Zwischenbild liegt, angegeben. Mit diesen Werten ist das Okular auf 0 dpt abgestimmt. f ’ h x3 S1 s AP 10.0 43.16 3.67 +20.93 11.4 15.0 26.69 15.68 +16.48 9.3 20.0 15.92 22.47 +12.50 9.5 25.0 7.99 26.56 +8.65 11.1 Tabelle II Die Gruppe G3 ist unabhängig von der eingestellten Brennweite des Okulars zur Realisierung der Dioptrien-Korrekturverstellung entlang der optischen Achse 0-0' verschiebbar angeordnet. Die Steuerung der Lage der Feldblende FB entlang der optischen Achse kann auch bei Verzicht auf eine exakt scharfe Feldbegrenzung so gestaltet werden, daß die Feldblende FB entsprechend Fig.3 gemeinsam mit der zweiten Linsengruppe G2 entlang der optischen Achse bewegt wird. Der erforderliche Durchmesser der Feldblende FB in Abhängigkeit von der eingestellten Brennweite ergibt sich aus dem Strahlenverlauf. Patentansprüche 1. Okular mit variabler Brennweite, das vor dem abzubildenden reellen Zwischenbiid eine verschiebbare negative Linsengruppe G1 und nach dem reellen Zwischenbild eine verschiebbare positive Linsengruppe G2 aufweist, wobei sich die Linsengruppen bei der Brennweitenverstellung in entgegengesetzten Richtungen entlang der optischen Achse verschieben und sich deren Abstand bei der Verstellung von der kurzen zur langen Brennweite verringert, und das eine bei der Brennweitenverstellung feststehende positive Linsengruppe G3 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrer Lage und in ihrem freien Durchmesser verstellbare, feldbegrenzende Blende (FB) im Strahlengang des Okulars angeordnet ist, die das nach dem ersten Linsenglied (G1) entstehende reelle Zwischenbild oder ein dazu konjugiertes, in Richtung des abzubildenden Objektes liegendes Bild derart begrenzt, daß der augenseitige Bildfeidwinkel einen von der Brennweitenverstellung unabhängigen konstanten Wert oder einen in Abhängigkeit von der Brennweitenverstellung geforderten Verlauf besitzt.
2. Okular mit variabler Brennweite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Linsengruppe (G1) aus einem Kittglied aus einer Negativlinse (Li) und einer Positivlinse (L2) besteht, 4 AT 398 249 B daß die positive Linsengruppe (G2) aus einem Kittglied aus einer Positivlinse (L3) und einer Negativlinse (U) sowie einer weiteren Positiviinse (L5) besteht, und daß die augenseitige positive Linsengruppe (G3) aus einem Kittglied aus einer Positivlinse (U) und einer Negativlinse (L7) besteht.
3. Okular mit variabler Brennweite nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Okular durch folgende Konstruktionsdaten bestimmt ist: Brennweitenbereich: f = 10.0-25.0 Bildfeldwinkel 2a = 50 · Radien Dicken und Linsenabstände Brechzahlen ne Abbesche Zahlen ve h = -31.822 di = 1.75 1.55440 63.28 r2 = 17.825 d2 = 6.00 1.73430 28.12 r3 = 39.995 h = 43.16-7.99 r* = 56.020 d3 = 12.40 1.68101 54.74 rs = -20.098 d* = 2.00 1.79192 25.52 r6 = -50.040 l2 = 0.20 r7 = 70.740 ds = 5.50 1.68101 54.74 r8 * -130.085 l3 = 3.67 - 26.56 r9 = 19.672 de = 8.30 1.61521 58.36 n0= -16.155 07 = 1.50 1.66885 35.61 Ui = 93.632
4. Okular mit variabler Brennweite nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dioptrien-Korrekturverstellung unabhängig von der Brennweitenverstellung des Okulars die augenseitige Linsengruppe (G3) entlang der optischen Achse (O-θ') verschiebbar ist.
5. Okular mit variabler Brennweite nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende (FB) zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe (G1, G2) entlang der optischen Achse (O-θ’) verschiebbar angeordnet ist, deren Lage bezüglich der Linsengruppen (Gi, Gz) und deren freier Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung gesteuert wird.
6. Okular mit variabler Brennweite nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende (FB) zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe (G1, G2) entlang der optischen Achse (O-θ') verschiebbar angeordnet ist, wobei die Feldblende (FB) bei der Brennweitenverstellung gemeinsam mit der zweiten Linsengruppe (G2) bewegt und deren freier Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung gesteuert wird.
7. Okular mit variabler Brennweite nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende (FB) zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe (G1, G2) angeordnet ist, deren freier Durchmesser in Abhängigkeit von der Brennweiteneinstellung gesteuert wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5