DE1572701C - Zweigliedriges Fernrohrobjektiv mit verringertem sekundärem Spektrum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernrohrobjektiv mit verringertem sekundären Spektrum, das aus zwei festen Gliedern besteht, von denen jedes zwei ohne Luftabstand miteinander verbundene Linsen aufweist und die in Lichtrichtung hintereinander angeordneten Linsen abwechselnd positive und negative Brechkraft besitzen. Den beiden festen Gliedern kann ein ebenfalls aus zwei Linsen bestehendes, zu Fokussierzwecken verschiebbares Glied zugeordnet sein, dessen Linsen in Lichtrichtung gesehen positive und negative Brechkraft besitzen.

Fernrohrobjektive geringer Baulänge und großer Öffnung, wie sie beispielsweise für Präzisionstheodolite gefordert werden, sind von einer bestimmten Grenze an mit einem die Bildqualität mindernden und die Zielgenauigkeit beeinträchtigenden sekundären Farbfehler behaftet. Der sekundäre Farbfehler läßt sich beispielsweise durch die Verwendung eines Spiegelobjektivs oder durch entsprechend lange Fernrohre mit achromatisch korrigierten Objektiven umgehen, Spiegelobjektive sind nicht für alle Fernrohrkonstruktionen anwendbar, und bezüglich der Größe eines Instruments ist die Anwendung möglichst kurzer Fernrohre wünschenswert. Es ist bereits ein zweigliedriges Fernrohrobjektiv bekannt, bei dem jedes Glied aus zwei Linsen besteht und diese Linsen in Lichtrichtung abwechselnd negative und positive Brechkräfte haben. Dieses Fernrohrobjektiv genügt jedoch den vorstehend genannten Forderungen hinsichtlich der Helligkeit und Vergrößerung nicht. Es läßt sich diesen Forderungen auch nicht anpassen, weil dann die Krümmungen der Linsenflächen zu groß werden würden, d. h., die Zonenfehler der sphärischen Aberration würden sich erheblich vergrößern. Außerdem ist für die Anpassung dieses Fernrohrs ein unvertretbarer Aufwand der Fertigung und Justierung erforderlich.

Zur" Vermeidung dieser Mängel hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, den bekannten zweigliedrigen Objektivtyp so zu verbessern, daß er für Präzisionsfernrohre kurzer Baulänge und hoher Fernrohrhelligkeit verwendbar ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für ein Objektiv ohne Fokussierglied mit einer bildseitigen Schnittweite von s_e — 100,9 mm und einer Brennweite von / = 128,25 mm die in der Tabelle III genannten Werte für die Linsendicken d_h die Linsenradien r_t und die Brechungszahlen n_e, ης, n_F gelten, oder daß für ein Objektiv mit Fokussierglied mit einer bildseitigen Schnittweite s_e = 47,7 mm, einer Brennweite für die festen Glieder von f_F = 128,25 mm und einer Brennweite für das Gesamtobjektiv von f_G = 283,5 mm die in den Tabellen I und II genannten Werte für die Linsendicken d_h die Linsenradien r_t und die Brechungszahlen n_e, n_c, n_F gelten. Durch diese Linsenanordnungen wird das Objektiv entspannt, seine Fertigung und Justierung einfach gehalten und darüber hinaus "der Abstand des vordersten Linsenscheitelpunktes vom Brennpunkt verringerte Innerhalb jedes Gliedes können die Linsen aneinandergesprengt oder aneinandergekittet sein. Es ist vorteilhaft, wenn der öffnungsfehler so korrigiert ist, daß für das Licht der Wellenlängen X_c — 656,3 mn, X_e = 546,1 nm und Xp = 486,1 nm die Definitionshelligkeit mindestens 80% beträgt.

Das erfindungsgemäße Objektiv ist sowohl bei Fernrohren als auch bei Kollimatoren anwendbar, für die eine hohe Bildhelligkeit und eine kurze Baulänge gefordert wird. ,.' ./

Erfolgt die Verwendung des erfindungsgemäßen Objektivs in Fernrohren, die stark wechselnden klimatischen Bedingungen oder chemischen Einflüssen ausgesetzt sind, so ist es von Vorteil, wenn die erste Linse aus einem korrosionsbeständigen Material bestehtp ^ '

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnung, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Gegenstand der Erfindung als Frontobjektiv eines Fernrohrs mit Innenfokussierung und F i g. 2 das erfindungsgemäße Fernrohrobjektiv als Kollimatorobjektiv.

In F i g. 1 ist O₁ — O₁ die optische Achse eines aus den Linsen 1 bis 6 bestehenden optischen Systems mit dem bildseitigen Brennpunkt F. Die Linsen 1 und 2 bzw. 3 und 4 bzw. 5 und 6 sind miteinander verkittet und durch Luftabstände (Luftlinsen) 7 und 8 voneinander getrennt. Der Luftabstand 8 ist veränderbar, weil das Glied 5; 6 zu Fokussierzwecken parallel zur optischen Achse O₁ — O₁ verschiebbar angeordnet ist. Die Dicken der Linsen oder die Abstände der Linsengruppen voneinander sind mit <f,· bezeichnet, wobei i die Zahlen 1 bis 8 bedeuten kann. Die Radien der Linsen sind mit r_; bezeichnet, der Index i bedeutet eine der Zahlen von 1 bis 9.

Der Abstand des Brennpunktes F₁ vom Scheitelpunkt S₁ der letzten Linse 6 ist die mit der Objektiventfernung veränderliche Schnittweite s_e.

Nachfolgend werden die optischen Daten zweier erfindungsgemäßer Objektive tabellarisch wiedergegeben.

Tabelle I

Linse

; (mm)

r, (mm)

+. 67,554
1 14,41 1,79160 1,77564 1,80620

- 42,470

2 3,30 1,75991 1,74561 1,77286

+ 43,190 '

7 0,03 1 1 1
+ 42,836

3 14,81 1,51819 1,51379 1,52187

- 44,327

4 5,00 1,75991 1,74561 1,77286

-130,314

8 77,98 1 . 1 1
+ 87,340

5 3,00 1,62951 1,62023 1,63772

- 13,400

6 1,20 1,62266 1,61706 1,62736
+ 18,245

In der vorstehenden und den nachfolgenden Tabellen sind n_e, n_c und n_F die Brechungszahlen für Licht der Wellenlängen X_e =546,1 nm, X_c = 656,3 nm und X_F = 486,1 nm. Im Beispiel 1 ist die Schnittweite für Licht der Wellenlänge X_e dingseitig unendlich und bildseitig s_e = 47,7 mm! Die Brennweite des aus den Linsen 1 bis 4 und dem Luftabstand 7 bestehenden Frontobjektivs ist f_F = 128,25mm, und die Brennweite des Gesamt Objektivs ist f_G = 283,5 mm. Die Definitionshelligkeiten für Licht der Wellenlängen X_e, X_c und X_F sind η_£ = 81%, η_ε = 91% und η_Ρ = 81%.

	d; (mm)	3 Tabelle II	rj (mm)	1,79192 1,76167	hc	"F
Linse	14,37 3,30	+ 65,973 - 43,152 + 42,851		1,77598 1,74728	1,80650 1,77471
1 2

7 0,08 1 1 1

+ 43,126
3 14,56 1,51824 1,51385 1,52191

- 45,670

IO

5,00

-134,261

1,76167 1,74728 1,77471

8 77,75 1 1 1

+ 87,340

5 3,00 · 1,63003 1,62072 1,63828

- 13,400

6 1,20 1,62287 1,61728 1,62757

+ 18,245

Beim Objektiv II sind die Schnittweiten s_e, die Brennweite f_F und die Gesamtbrennweite /_G die gleichen wie beim Objektiv I. Die Definitionsheüigkeiten für die entsprechenden Wellenlängen sind A_£=99%, λ₉ =97% und ;._F=97%.

Das Kollimatorobjektiv gemäß F i g. 2' besteht aus den Linsen 9, 10, 11 und 12, von denen jeweils zwei, 9, 10 bzw. 11, 12. aneinandergesprengt sind. Die durch Ansprengung entstandenen Glieder 9, 10 und 11,12 sind durch einen Luftabstand (Luftlinse) 13 voneinander getrennt, d; mit i von 9 bis 13 und r_; mit i von 10 bis 15 sind wieder die Dicken bzw. Radien der Linsen 9 bis 13. Die optische Achse des Kollimator-Objektivs ist O₂-O₂, sein Brennpunkt F₂.

Im folgenden werden die optischen Daten des Kollimatorobjektivs tabellarisch wiedergegeben.

Tabelle III

40

i (mm)

r, (mm)

9 14,37

+ 63,265
- 42,593

1,79192 1,77598 1,80650

10 3,30 1,76167 1,74728 1,77471

+ 42,883

13 0,45 1 11

+ 43,046

11 14,56 1,51824 1,51385 1,52191

12 5,00

- 45,237
-152,577

1,76167 1,74728 1,77471

55

Ist für Licht der Wellenlänge l_e die Schnittweite dingseitig unendlich, so beträgt die bildseitige Schnittweite s_e = 100,9 mm. Die Brennweite des Kollimatorobjektivs ist / = 128,25 mm. Die Definitionshelligkeiten betragen η_ε = 97%, η_ε = 96% und _Vf = 98%.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fernrohrobjektiv mit verringertem sekundären Spektrum, das aus zwei Gliedern besteht, von denen jedes zwei ohne Luftabstand miteinander verbundene Linsen aufweist und die in Lichtrichtung hintereinander angeordneten Linsen abwechselnd positive und negative Brechkraft besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Linsendicken bzw. Luftabstände d_h die Linsenradien r_h die' Brechungszahlen n_e, n_c, n_F, die bildseitige Schnittweite s_e und die Objektivbrennweite / folgende Werte gelten (F i g. 2):

_; (mm)

r, (mm)

'+ 63,265
9 14,37 1,79192 1,77598 1,80650

- 42,593

10 3,30 1,76167 1,74728 1,77471

+ 42,883

13 0,45 1.1 1
+ 43,046

11 14,56 1,51824 1,51385 1,52191

- 45,237

12 5,00 1,76167 1,74728 1,77471

-152,577

s_e = 100,9 mm; / = 128,25 mm.

2. Fernrohrobjektiv mit verringertem sekundären Spektrum, das aus zwei festen Gliedern und einem zu Fokussierzwecken verschiebbarem Glied besteht, von denen jedes Glied zwei ohne Luftabstand miteinander verbundene Linsen aufweist und die in Lichtrichtung hintereinander angeordneten Linsen abwechselnd positive und negative Brechkraft besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Linsendicken bzw. Luftabstände d_h die Linsenradien r_h die Brechungszahlen n_e, n_c, n_F, die bildseitige Schnittweite s_e, die Brennweite der beiden ersten Glieder f_F und die Brennweite f_G des Gesamtobjektivs folgende Werte gelten (F i g. 1):

.S d, (mm) r_; (mm)

+ 67,554

1 14,41 1,79160 1,77564 1,80620

- 42,470

2 3,30 1,75991 1.74561 1,77286

+ 43,190

7 0,03 1 1 1

+ 42,836

3 14,81 1,51819 1,51379 . 1,52187

- 44,327

4 5,00 1,75991 . 1,74561 1,77286

-130,314

8 77,98 1 1 1

+ 87,340

5 3,00 1,62951 1,62023 1,63772

- 13,400 .

6 1,20 1,62266 1,61706 1,62736

+ 18,245

s_e = 47,7 mm, f_F = 128,25 mm, /_G =283,5 mm.

3. Fernrohrobjektiv mit verringertem sekundären Spektrum, das aus zwei festen Gliedern und einem zu Fokussierzwecken verschiebbarem Glied besteht, von denen jedes Glied zwei ohne Luftabstand miteinander verbundene Linsen aufweist und die in Lichtrichtung hintereinander angeordneten Linsen abwechselnd positive und negative Brechkraft besitzen, dadurch gekenn-

zeichnet, daß für die Linsendicken bzw. Luftabstände d_h die Linsenradien r_t-, die Brechungszahlen n_e, n_c, n_F, die bildseitige Schnittweite s_e, die Brennweite der beiden ersten Glieder /_F und die Brennweite f_G des Gesamtobjektivs folgende Werte gelten (F i g. 1):

d_t (mm)

r, (mm)

+ 65,973

1 14,37 1,79192 1,77598 1,80650

- 43,152

2 3,30 1,76167 1,74728 1,77471

+ 42,851

7 0,08 1 11

+ 43,126

3 14,56 1,51824 1,51385 1,52191

5,00

45,670 1,76167 1,74728 1,77471

-134,261

8 77,75 1 1 1
+ 87,340

5 3,00 1,63003 1,62072 1,63828

- 13,400

6 1,20 1,62287 1,61728 1,62757

+ 18.245 s_e = 47,7 mm, f_F = 128,25 mm, f_G = 283,5 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen