DD269694A1

DD269694A1 - Weitwinkelokular

Info

Publication number: DD269694A1
Application number: DD31155287A
Authority: DD
Inventors: Volker Tautz
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-05
Also published as: DE3833633A1; JPH01197718A

Abstract

Das Weitwinkelokular fuer Fernrohre mit grossem Gesichtsfeld umfasst nacheinander von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives, dreilinsiges Kittglied aus einer bikonkaven, einer bikonvexen und einer bikonkaven Linse, ein positives Kittglied aus einer bikonvexen Linse und einer konvexkonkaven Linse, eine bikonvexe Linse, deren dem Zwischenbild zugewandte Flaeche asphaerisch ist, und eine positive Meniskuslinse. Figur

Description

i _ \ ι ι

^ri

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelokular mit einem großen Gesichtsfeld für Fernrohre, insbesondere für terrestrische Fernrohre.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der Patentschrift US 4525035 wird ein sechslinsiges Okular für ein Gesichtsfeld von 80° angegeben. Bei diesem Okuiar ist die Schnittweite der Austrittspupille im Verhältnis zur Brennweite für eine bequeme visuelle Beobachtung, insbesondere für Brillenträger, zu kurz.

in der Patentschrift US 4497546 ist ein weiteres sechslinsiges Okular für ein Gesichtsfeld von 55° angegeben, bei dem ein positives Glied vor dem Zwischenbild angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung läßt sich dieser Okulartyp nicht für größere Gbjichtsfelder, z.B. bis 100°, bei einer großen Schnittweite der Austrittspupille anwenden.

In König, A.; Köhler, A.: „Die Fernrohre und Entfernungsmesser"; Berlin, Göttingen, Heidelberg 1959; S. 160-173 werden unter Nr. 19 und 20 Okulare für ein Gesichtsfeld von 120° angegeben. Diese Okulare sind kompliziert aufgebaut und haben ebenfalls eine zu kleine Schnittweite der Austrittspupille. Bei dem Okular nach Nr. 20 ist die Petzvalsumme nicht koi rig>ert. Unter Nr. 18 ist ein Okular mit einer asphärischen Fläche für ein Gesichtsfeld von 70° angegeben, das sich aufgrund des Aufbhns aus nur vier Linsen nicht für größere Gesichtsfelder, z. B. bis 100°, anwenden läßt.

Es ist ferner ein Weitwinkelokular vorgeschlagen worden für Fernrohre mit großem Gesichtsfeld, bei dorn von d -*r Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives Kittglied, eine bikonkave Linse, eine konkavkonvexe Linse und ein schwach positives Kittglied angeordnet sind. Dieses Okular besitzt den Nachteil, daß die Masse und der Durchmesser groß sind und es fertigungstechnisch aufwendig ist.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Weitwinkeiokuiar für ein großes Gesichtsfeld mit einem einfachen Aufbau zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkeiokuiar für ein Gesichtsfeld von 100° anzugeben, welches eine geringe Anzahl optischer Glieder aufweist, bei dem die Schnittweite der Austrittspupille größer als das 0,6fache der Brennweite des Okuiars ist, der maximale freie Durchmesser der Linsen nicht größer als das 1,5fache des Durchmessers des abzubildenden Zwischenbildes ist, die Verzeichnungskorrektion der Winkelbedingung entspricht und bei dem die Petzvalsumme korrigiert ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Weitwinkeiokuiar dadurch gelöst, daß bei einem siebenlinsigen Okular von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives dreilinsiges K^;*'.yiied aus einer bikonkaven Linse, ein positives zweilinsiges Kittgiied aus einer bikonvexen Linse und einer konvexkonkaven Linse, eine bikonvexe Linse, deren dem abzubildenden Zwischenbild zugewandte Fläche asphärisch ist, und eine positive Meniskuslinse angeordnet sind, wobei die folgenden Bedingungsausgleichungen erfüllt sind:

0,8 Γ < Ii < 1,2 f (1)

-5,5 f <f',.4< -4,0 Γ (2)

η, < 1,60 (3)

V, > 60,0 (4)

n₂>1,75 (5)

*₂ < 29,0 (6)

n₃<1,56 (7)

V₃ > 60,0 (8)

5,0 f < f₆ < 6,5 Γ (9)

n₄>1,60 (10)

V₄ < 50,0 ' (11)

n₅>1,75 (12)

V₆ < 29,0 (13)

worin die Symbole folgsnde Bedeutung haben:

P — Geuamtbrennweite des Okuiars

f'i,_m — Brennweite des Glieds von Fläche i bis m

f'i — Brennweite der Fläche i

l_k — Luftabstand k

nj —Brechzahl n, der Linse j

V| — Abbesche Zahl der Linse j Dabei ist es vorteilhaft, daß die asphärische Fläche der Linse L₆ hyperbolisch ist, für deren Pfeilhöhe ζ folgende Beziehung gilt:

j I

wobei η der Scheitelradius, a ein Parameter und h der Abstand der Punkte der asphärischen Fläche von der optischen Achse sind. Das Weitwinkeiokuiar ist durch die in Tabelle 1 angegebenen Konstruktionsdaten gekennzeichnet.

Das durch das Okular abzubildende Zwischenbild, z. B. nach einem Fernrohrobjektiv, stellt für das Okular ein virtuelles Objekt dar. Innerhalb des Okuiars ergibt sich zwischen dem dreiiinsigen und zweilinsigen Kittgiied eine reelle Zwischenabbildung, die von den angrenzenden Linsenflächen dieses Luftraums nach Bedingung (1) einen Mindestabstand besitzt, damit Unsauberkeiten auf den Linsenflächen nicht sichtbar werden.

Das dreilinsige Kittglied dicht vor dem reellen Zwischenbild trägt durch seine negative Brennweite nach Bedingung (2) wesentlich zur Reduzierung des Betrags der Petzvalsumme bei, ohne dabei nachteilig auf andere Bildfehler zu wirken. Der Aufbau dieses Kittglieds aus drei Linsen nach den Bedingungen (3) bis (8) für die Brechzahlen und Abbeschen Zahlen führt zu einer Verringerung des Farbvergrößerungsfehlers. Die Ablenkung des Hauptstrahls weg von der optischen Achse durch das negative dreilinsige Kittglied würde zu einer starken Zunahme der Durchmesser der positiven Linsen und Linsengruppen bei bekannten Okulartypen führen. Die Zunahme der Linsendurchmesser wird durch die starke positive Brechkraft der dem reellen Zwischenbild zugewandten Fläche des zweiiinsigen Kittglieds nach Bedingung (9) und durch die Bedingungen (1) und (2) in Grenzen gehalten. Die Aberrationen des Okuiars und die Verzeichnung werden aber durch diese starke Brechkraft nachteilig beeinflußt. Die durch diese positive Fläche eingebrachten Aberrationen werden weitestgehend durch die folgende bikonvexe Linse mit der asphärischen Fläche auf der dem reellen Zwischenbild zugewandten Seite, die vorteilhaft als Hyperboloid ausgebildet wird, kompensiert.

Die Einhaltung der Bedingungen (10) bis (13) und die positive Meniskuslinse auf der Augenseite des Okulars unterstützen die gesamte Korrektion des Okulars für das große Gesichtsfeld.

AusfQhrungsbelsplel

Die Erfindung soll anhand nachstehender Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt die

Fig. das Linsenschnittbild des Weitwinkelokulars.

In Fig. sind entlang der optischen Achse 0-0' von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives dreilinsiges Kittglied K₁ aus einer bikonkaven Linse Li, einer bikonvexen Linse L₂ und einer bikonkaven Linse L₃, ein positives Kittglied K] aus einer bikonvexen Linse U und einer konvexkonkaven Linse Le, eine bikonvexe Linse U, deren dem abzubildenden Zwischenbild zugewandte Fläche asphärisch ist, und eine positive Meniskuslinse L₇ angeordnet.

Eine für einen augenseitigen Bildfeldwinkel von 25' = 100° gute Korrektion wird durch die geschilderte Anordnung der Linsen L₁ bis L₇ mit ihren Radien r<, Dicken d,, Brechzahlen n, und Abbeschen Zahlen v„ dem Parameter a und dem Scheitelradius η für die asphärische Fläche, wobei deren Pfeilhöhe ζ nach folgender Beziehung vom Abstand zur optischen Achse h abhängt

2 α

sowie den Luftbildabständen Ik erreicht, deren Wert in Tabelle 1 angegeben sind.

Tabelle 1

f' = 1 1:6,25 2σ=100°

Radien	= -2,6492	Dicken	= 0,120 = 0,848 = 0,160 = 1,138	n.	V.
	= 2,0448 = -2,3450 = 2,3450	Abstände	= 1,040 - 0,240
	= 2.Μ76 = -1.9S28		= 0,016
Γ2 r₃ Γ4	= -5,3812 = 1,6962 asphaerisch	di d₂ d₃ I₁	= 0,816	1,55440 1,79192 1,51859	63,28 25,52 63,86
rs Γβ	= -0,0015	d₄ d₆	= 0,016 = 0,532	1,68101 1,79192	54,74 "25,52
r? Γβ	= -9,8512 = 1,3530	I₂	= 0,642
a	= 2,3740	d₆		1,68101	54,74
ra Γιο	Petzvalsumme TP = 0,0024*Γ	I₃ d₇	1,61521	58,36
Γΐΐ

Claims

1. Weitwinkelokular mit Asphäre, bestehend aus sieben entlang einer optischen Achse angeordneten Linsen, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander von der Seite des abzubildenden Zwischenr lildes zum Auge hin ein negatives dreilinsiges Kittglied K₁ aus einer bikonkaven Linsen L₁, einer bikonvexen Linse L₂ und einer bikonkaven Linse L₃, ein positives Kittglied K₂ aus einer bikonvexen Linse L₄ und einer konvexkonkaven Linse L₅, eine bikonvexe Linse Le, deren dem abzubildenden Zwischenbild zugewandte Fläche asphärisch ist, und eine positive Meniskuslinse L₇ angeordnet sind, wobei die folgenden Bedingungsgleichungen eingahalten sind.

0,8 f < I₁ <1,2f -5,5 f < f',,4 < -4,0 f n, < 1,60 V₁ > 60,0 n₂>1,75 V₂ < 29,0 n₃< 1,56 V₃ > 60,0 5,0 f < V₅ < 6,5 f n₄> 1,60 V₄ < 50,0 n₅>1,75 V₅ < 29,0 , worin die Symbole folgende Bedeutung haben:

f — Gesamtbrennweite des Okulars

f'i.m — Brennweite des Glieds von Fläche i bis m

f'i — Brennweite der Fläche i

Ik — Luftabstand k

ni — Brechzahl n_e der Linse j

V] — AbbescheZahl der Linse j

2. Weitwinkelokular mit Asphäre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Fläche der Linse L₆ hyperbolisch ist, für deren Pfeilhöhe ζ folgende Beziehung gilt:

' Ψ

^ri

wobei T₁ der Scheitelradius, a ein Parameter und h der Abstand der Punkte der asphärischen Fläche von der optischen Achse sind.

3. Weitwinkelokular mit Asphäre nach Ap pruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Konstmktionsparameter vorliegen:

wobei die Pfeil höhe ζ der asphärische Fläche nach folgender Beziehung vom Abstand zur optischen Achse h abhängt.

Z α

2 α rr