DE2127145C3 - Optisches Suchersystem - Google Patents

Description

i\ - 2(1

15.

1.4

./, ■ 2 mm .\_:i ,1.4413 I₂₁ 57. N

./_: -- 34.2

</, = 2 \_:, 1.4413 I₂₂ --- 57.x

(i, = 33.5

I.¹)

«/„ = 34,2 Λ·\, =. 1.4413 I_2-, = 57,8

/V,₄ = 1.4413 Y₂₄ = 57.x

Die Erlindang betrifft ein optisches Suchers}stern vom Typ eines Erdfernrohrs mi' vier in Luft stehenden, identischen, nichtsphärischen Linsen mit vorzugsweise je einer sphärischen Fläche, die derart angeordnet sind, daß sie ein Objektiv, ein aus zwei Linsen bestehendes Bildaufrichtungssystem und ein Okular in der aufgezählten Reihenfolge bilden, wobei die Linsen jeweils in einem Abstand, der im wesentlichen der doppelten Brennweite der einzelnen Linsen entspricht, angebracht sind, und in der Ebene der zusammenfallenden inneren Brennpunkte des Bildaufrichiungssystems eine Aperturblende angeordnet ist (vgl. F i g. 2). Ein solches optisches Suchersystem mit reeller Abbildung eignet sich für Fotokameras, insbesondere Filmkameras.

Eine bekannte Ausfuhrungsform eines optischen Suchersystems mit reeller Abbildung weist ein Objektiv 1, eine Feldlinse 2, ein Umkehrsystem 3. eine Feldlinse 4, ein Okular 5 und eine Blende 6 auf (s Fig. 1). Ein auf dem Kopfstehendes Bild la des Gigenstands, wie es vom Objektiv 1 abgebildet wird.

wird vom Umkehrsystem 3 in ein aufrechtes reelles Bild Ib umgewandelt und vom Okular 5 weiter vergrößert betrachtet.

Dieses konventionelle optische Suchersystem mit reeller Abbildung mit der beschriebenen Anordnung enthält, wie in Fig. 1 gezeigt, elf Linsen. Hieraus ergeben sich die Nachteile eines komplizierten Zusammenbaus sowie hoher Kosten.

Es ist weiter bekannt, bei einfachen Suchern asphärische Linsen zu verwenden (deutsches Gebrauchsmuster 1 700 222, britische Patentschriften 795 023. 606 075).

Ausgehend von diesem Stand der Technik schafft die Erfindung ein optisches Suchersystem von der eingangs genannten Art, das einfach und wirtschaftlich herstellbar ist und das die folgenden Fertigungsdaten besitzt:

= 20 mm

'■2 = - 15,

'■.1 = 15-

r₄= -20

r₅ = 20

'·„ =■ -15, _t„ =

r_u = -20

= -1,9

= -1,9

-1,9

-1,9

rf, = 2 mm N₂₁ = 1,4913 V₂₁ = 57,8

rf, =■ 34,2

d₃ = 2 N_n = 1,4413 V_n = 57,8

rf₄ = 33,5

rf₅ = 2 N₁₃ = 1,4913 K₂₃ = 57,8

d_b = 34,2

rf₇ =2 /V₂₄ = 1,4913 K₂₄ = 57,8

del

Ι-ιΐπκΙιΐιυ k.Mitmi dabei ..

■!-' Hl !.,Ml. ;,1|, MK-Ik-I --<. ^U-I

'HfIiL-D Au in der Vd,e ,ici
;ii ...!ebenen verwendet werde
■■ ei/mgcnm;. der /ahi
elCil i ill-en ϊ ι η k.Miye
' ^c-chn, -.-,,eil \m hai
S.ra!/er iiul del ! cidlu
■- i wird durch diel -.rlm
,.:-en verwende! Werden
■· /.mi iier ! niM-j. di

in de;

ili

ig verwelk!
ΐκ il geringer al- die /aiii d;
iU.inellen optischen Swei
i-\ /- B. um zwei geriiiüei

.ilen (Jl'fenlegungss.
ptischen S^;cm. da

in dem in der 2~^:5 bc-Jiriciv-

ill I422
sechs Kun-.t-i, .nini-en aiil-

iMriilv. hinaus i>l da- optische Stichel -\-iem _:- '■■·. ti'. 1 ι !inching symmetrisch aufgebaut, so daß die ein-■; enden I ichtstrahlen aul das Ob|ekliv tinier den .λ,hen Bedingungen aulirelTen. inner welchen die .i. iieienden l.ichisirahlen da- - Jkuiar \erla^en. υ eidurch werden die verschiedenen Bildfehler mim- : eil. vor allem Koma. Ktrbi'ehler der \'ergroßeruni; ■ üd Bildver/eichnuny. so dall sie für die beabsichtigten \ iwenduiiiis/wecke \ernachlassigi werden können

nie Linsen des optischen Suchers}stems ncinaH i ΊίικΙιπιμ haben identische Form und den gleichen i.ihereii Durchmesser, Wird Kunsistoff als Linsenüi.'ienal verwendet, können die linsen in MasseniLiUgung billig hergestellt werden. Wird die l.inseni.isstiiig zusammen mit den Linsen geformt, können ..'le wer Linsen für das optische Suchers)stern gemal.l l.undung mit hoher Genauigkeit und Präzision zusammengebaut werden. Da gemäl.i Lrlindung die Anzahl der Linsen geringer als in konventionellen optischen Svstemen ist. ist auch die Lichlabsorption des Suchers)stems gemäß Windung geringer.

In lolgenden wird die Firtindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

I·' i g. I zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines herkömmlichen optischen Suchersvsiems mit reellem Bild;

I- i μ. 2 zeigt den Aufbau einer Ausführungsl'orm eines optischen Suchersystems mit rellem Bild gemäß Erfindung;

F ι g. 3 zeigt den optischen Strahlengang und eine der Linsen, mit denen das optische Suchers)stern mit reellem Bild gemäß l.rundung aufgebaut ist;

r ι g. -4 zeigt eine schematische Darstellung der Bildfehler der Linse gemäß F i g. .1, bezogen auf die (/-Linie.

Die F. ι I'm iking wird nachfolgend unter Bezug auf eine Filmkamera, insbesondere für X-mm-Schmalfilm. erläutert In vielen 8-mm-Filmkameras hai die Flauptlinse ties Aufnalimeobjektivs eine Brennweite zw ischcn 15 und 20 mm. Der Abstand zwischen der rückwärtigen Flache des Okulars und dem Augenpunkt oder der Augenpupille liegt zwischen 15 und 20 mm.

Werden die gleichen Linsen als Objektiv 21 und Okular 24 verwendet und sind in der Mitte dazwischen die Linsen 22 und 23 als Bildaufrichtungssystem angebracht, wie dies aus F i g. 2 ersichtlich ist, so daß die Linsen symme'risen angeordnet werden können, sind Oinfallshöhe und Einfallswinkel des auf das Objektiv 21 einfallenden Lichts dieses Suchersystems und die

^ic I el.!.ü.-en aus \n-;i itishoiie und del Ausiriit-w ii't-.el. linier wcUiem

ei de. ,'uei-.! be- der ι ichl-ti aiii .mis dem ();-\^!ar24 .ni-liiil -".mine-

^li;--'^i! B: -iiiiebeiie.! :riseh. \ οι aussei, um: dal'iir lsi al! :i dings eine ^v- ergro-

uiid ei i!. lülichi -o ;ier..ng de- Siulu-i ■ gleich I W cgen der Lige: -chalice

dem \.-tem V₁-,- - dieses svstcin- mloliic tier \.>i!\ommenen v. iiiineii ic

^l!i"· S*-tem dt'i" in ha! das optische S\ sicm fm Sucher nun,.Haie Weite

■■i<-IUei . d.tii Staub tin" K. .ma. Farhfehlci dei "* ei ·ι\oßei ung und BiId-

'ib.il -π,,! Die-ei \ el /en \\\\-i.

-■ι mieden. d.a k.'iiie ! me I iiisc 31 !■-. L ι e. 3' de- i'pu-Jien Si:,.ncr-

s) stems mil .eellem Bild gemäß I rlindung !'.al the

-mMi Jicii Suche: ι igch-ehali. daß alle tiurJi eine tiavor angebraclile

. weiden, ι-! aL-O ι mu w !-bieiule ι ι -.Ίίηηημ auf the Luise iielleiitien

ι' 1 in-ci". in CUR;;; I i.uHsiialilen im wesentlichen oaiallel zur opiisJien

1 Die /aiii der \Jw .'le.ler ausiieleli. I).ι - ..pllsclic Swclli I il i

is SiK her Hui rcclieni Ijiltl gem.ib I iluithmg i-.i au- vier

liei'artigen milemantlei" k.Miibir.ieneu Linsen aiilüci'.llli

I'iCscs Phänomen tiiil μ.-η/ ailgeiv.ei:. d.mn al.!. .ic:iii die Liniriltsbiende oder -öffnung genau im

:o 'orderen Brennpunkt der Linse angeordnet wir»! Sind die linse: konv. .iiionel'e sphärische 1 inzellinsen. hat der aus dem Svste η austretende Lichtstrahl große Bildfehler Demzufolge ist ein derartiges Linsensystem für den praktischen Gehrauch nicht besonders

2s geeignet.

in der gezeigten Ausführungsform gemäß Erfindung sind die Linsen 31 dergestalt geformt, daß ihre \ ordernder ihre Rück fläche nichispliärisch bzw. als Rotaiioiishvperboloitl ausgebildet ist. indem zwei geeignete

;,o Krümmungsradien gewählt werden, wie dies weiter unten beschrieben wird. Werden so hergestellte nichtsphärische Linsen verwendet, weist das optische Suchers)stein mit reellem Bild gemäß Erfindung die für den praktischen Gebrauch notwendigen Eigen-

.ts schäften auf

Die genannte nichtsphärische Fläche ist eine Rotationsfläche, deren Erzeugende eine Kurve /weiter An ist. Sie entstein durch Drehunu der Erzeugenden um die .v-Aehse. welche mit der optischen Achse der

Linse 31 zusammenfällt. Die Erzeugende für die Linsenfläehe kann durch die Formel r = 2rx — ix~ angegeben werden, wobei der Scheitelpunkt der zweiten Fläche der Linse 31 der Koordinatenursprung ist. Die zur optischen Achse rechtwinklige und durch den

Ursprung verlaufende Gerade ist die r-Achse (F ig. 3). /· ist der Krümmungsradius auf der optischen Achse. Die gekrümmte Fläche ist ein Rotationsellipsoid, wenn t -· I). ein Rotationshyperboloid. wenn / < O und eine rotationsparabolische Fläche, wenn ι — O.

so 1st ί = I, ist die gekrümmte Fläche eine sphärische Fläche. Vorzugsweise ist also eine Fläche tier Linse sphärisch und die andere nichtsphärisch, wobei die Erzeugende für letztere Fläche eine Kurve 2. Art ist. Nachstehend sind die Fertigungsdaten tier Ein/el-

5s linse 31 angegeben:

Brennweite 17.S mm

Eintriitsblende oder

-Öffnung I fi.N mm vor der

vorderen Linse
Durchmesser der Eintrittsblende oder -öffnung 2 mm

Krümmungsradius /'„ = 20 mm

/·,, = —15 mm

,,, = -1.9

Dicke der Linse d - 2 mm

Brechungsindex, bezogen

auf die (/-Linie der Linse /V — Ι.4^ι)Ι3

Abbe-Zahl, bezeigen aiii die
i/-l.inie der linse

2

5 7. S

Verschiedene Aberrationen der Linse 31 gemii I.Wien obigen Spe/ilikationen sind in I- ι μ. 4 gezeigt. ■ F i g. 4(a| zeigi die sphärische Aberration, bezoucn auf die (/-Linie. 1·'i g. 4lb) zeigt den Astigmatismus. 1- i g. 4lc| zeigt die Bildveiveiehiuing. und 1^; i μ. 4(d) zeigt die mcridionale Koma. Den Hinliitlswinkel gibt κ, an. Mehrere dieser niclitsphärischen 1 in/ellin^-n iu sind gemäß F i g. 2 miteinander kombiniert. L.ine Linse der gleichen Art. wie gemäß L i g. 3. welche auch gleichsinnig wie die Linse gemäß F i g. 3 angeordnet ist. dient als Objektiv 21. Fine ebenso geformte Linse, die aber gegensinnig zu der Linse gemäß I-" i g. 3 auge- i.s ordnet ist. dient als Vorderlinse 22 des Bildaufrich tungssystems, eine ebenso geformte Linse, die gleichsinnig mit der Linse gemäß F i g. 3 angeordnet ist, dient als Hinterlinse 23 des Bildaufrichtiingssystems. und eine ebenso geformte I ,inse. die gegensinnig zu der Linse gemäß F i g. 3 angeordnet ist. dient als Okular 24. Der Abstand zwischen den Linsen entspricht im wesentlichen der doppelten Brennweite der Linsen.

Werden die Linsen wie vorstehend angeordnet, sind das am Objektiv 21 einfallende Lichtbündel und der

145 I

am Okular 24 austretende Lichtstrahl symmetrisch zueinander.

Das optische Suchersysk-m mit reellem Bild hat folgende Fertigungsdatcn:

Vergrößerung des Suchers ... I

l'.intrittsblende oder

-Öffnung ld.X mm vor der

vorderen Linse Durchmesse] der I-int ring blende oder -öffnung 2 mm

Augenpunkt 11.8 mm hinter

der hinteren

Fläche des Ok u-

lars

Krümmungsradien *·, bis r„ (s. u.)

Koeffizienten der Rotationskurve zweiter Art '2.<₃·',,.'- (s. u.)

Luftabstände zwischen den
Flächen der Linsen auf der

optischen Achse (I₁ bis </-, (s. u.)

Brechungsindizes der Linsen.

bezogen auf die </-Unie .V₂₁ bis /V₂₄ (s. 11.)

Abbe-Zahlen der Linsen.

bezogen auf die «/-Linie K₂₁ bis K₂₄ (s. u.)

r, - 20 mm

Γ, = 15. Ij =

r₄ - -20

r, -= 20

i\ --- - 20

1.9

-1.9

- - 1.9 </, = 2 mm ;V₂, = 1.4913 K₂₁ = 57,8

<l₂ - 34,2

</, .-- 2 N₂₂ = 1.4913 K₂₂ = 57.8

(U - 33.5

(/, ---- 2 /V₂, = 1.4913 K_2J = 57,8

</,, - 34.2

d- -~ 2 /V₂₄ = 1.4913 K₂₄ = 57.8

Bei dem optischen Sucherssstern mit reellem Bild gemäß Erfindung liegt der erste Brennpunkt zwischen dem Objektiv 21 und der Vorderlinse 22 des Bildaufrichtiingssystems und ein zweiter Brennpunkt zwischen der Hinterlinse 23 des Bildaufrichtungssystems und dem Okular 24. mil einem auf dem Kopf stehenden reellen Bild la und einem aufrechtstehenden reellen Bild 1 h in den jeweiligen Brennpunkten Eine enge Blende 25 kann in der Mitte des Bildaufrichtiingssystems oder am Ort der Eintrittspupille vor dem Objektiv so angeordnet werden, daß die chromatische Aberration der Vergrößerung, die von anderen Lichlstrahlen als den Haupistrahlen hervorgerufen wird, verringert wird.

Die Erfindung schafft also ein optisches Suchersystem mit reellem Bild, das vier identische, nichtsphärische Linsen aufweist, die so auf der ofischen

Achse angeordnet sind, daß ein reelles Bild de:- Gegenstands erzielt wird.

Hierzu 1 Blait Zeichnungen

3617

Claims (1)

1. 2 127 ί 45

   Optisches Suchei svsieni win l\p eines Lalleinrohis mit vier πι I Litt stehenden.identischen.nichisphärischen Linsen mit ν ο; /ULisueisc ie einer sphärischen !-'Liehe, du· der.ui angeordnet sind. dall sie em Objektiv, ein aus zwei Linien bestehendes Bildaufnchiungs,vsiem und ein Okular in der angezahlten Reihenfolge bilden, wobei die Linsen li.'^eii·. in einem Abstand, de: im wesentlichen i!e: .!,!,'pellen Biennwoite der einzelnen I iiisen (..Msprkhi. angebracht sind, und in der Lbene ilei zu '.mmenlallenden inneren Brennpunkte des BiId-.iLili ieli!iiiiuss_\steins eine Apeiiu''bleiuie angeviulnet ist. u e k e η η ζ e i c h η e ι d u r e U lolgende

   _ ι 11:111