DE2932965C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, beziehungsweise des Anspruchs 2 und auf ein optisches System zur Augenuntersuchung mit einem derartigen Objektiv.

Bei derartigen Objektiven werden gewöhnlich das ganze Objektiv oder ein Teil desselben zur Fokussierung bewegt. Um den Augenhintergrund mit einem ophthalmologischen Untersuchungsinstrument, beispielsweise einer Augen-Hintergrundskamera oder einem ophthalmologischen Refraktrometer scharf einstellen zu können, werden der Film oder ein Teil des optischen Abbildungssystems bewegt.

Anhand zweier ophthalmologischer Untersuchungsgeräte werden die hierbei auftretenden Probleme geschildert.

In den Fig. 6 und 7 sind jeweils konventionelle Verfahren zur Scharfeinstellung bei ophthalmologischen Instrumenten dargestellt. In Fig. 6 bedeuten die Bezugszeichen E ein zu untersuchendes Auge, Ef den Augenhintergrund, P die Pupille, L₁ eine Linsengruppe und L₂ ein Objektiv. Das Objektiv L₂ dient hierbei zur Abbildung des von der Linsengruppe L₁ entworfenen Bildes auf einen Film F. Mit M ist ein Schwenkspiegel zur Umlenkung des Sucherstrahlenganges bezeichnet. Eine Aperturblende A ist bezüglich der Linsengruppe L₁ in einer zur Pupille P konjugierten Position angeordnet. Die Lage der Aperturblende A entspricht der objektseitigen Brennebene des Objektivs L₂. Wenn hierbei das Bild des Objektes durch gleichzeitiges Bewegen des Filmes F und des Schwenkspiegels M in Richtung der optischen Achse scharf eingestellt und das Bild durch das Okular des Suchers betrachtet wird, ändert sich die Größe der Austrittspupille, d. h. des Bildes der Aperturblende nicht, während das Okular während des Scharfeinstellens vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Demgemäß muß auch der Betrachter sein Gesicht nach vorne oder nach hinten bewegen, um der Okularbewegung folgen zu können. Eine derartige Hin- und Herbewegung des Kopfes ist aber unbequem.

Gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Objektiv, und dem in der US-PS 32 59 039 beschriebenen Linsensystem, ist eine Fokussierlinse L₃ vorgesehen, welche in Richtung der optischen Achse zum Zwecke der Scharfeinstellung bewegbar ist. Hier ist es möglich, eine Scharfeinstellung ohne Kopfbewegung durchzuführen. Allerdings ändern sich mit der Bewegung der Fokussierlinse L₃ die Größe und Lage der Austrittspupille. Dies wiederum führt dazu, daß sich die Lichtstärke des Objektivs ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Objektiv derart weiterzubilden, daß auch beim Fokussieren eine Änderung der Größe und Lage der Austrittspupille sowie der Lichtstärke in einfacher Weise vermieden werden kann, bzw. ein optisches System zur Augenuntersuchung mit einem derartigen Objektiv anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2, beziehungsweise die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß während der Scharfeinstellung die Pupillenposition ortsfest bleibt. Ferner muß beim erfindungsgemäßen Objektiv nicht die Bildebene, beispielsweise also der Film, zum Zwecke einer Scharfeinstellung bewegt werden.

Unter Scharfeinstellen wird hier nicht nur der Fall verstanden, in welchem Objekt- und Bildebene ständig in zueinander konjugierter Position gehalten werden. Sie umfaßt auch den Fall, in dem die beiden Ebenen kurzzeitig in zueinander konjugierte Positionen gebracht werden.

Beim erfindungsgemäßen Objektiv kann die bewegbare Linsengruppe aus zwei Linsengliedern bestehen, deren Brennebenen einander entsprechen. Das erfindungsgemäße optische System hat den Vorteil, daß bei einer Bewegung der beweglichen Linsengruppe in Richtung der optischen Achse zum Zwecke der Scharfeinstellung weder die Position noch die Größe der Pupille des optischen Systems verändert werden.

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel im Schnitt,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel im Schnitt,

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel im Schnitt,

Fig. 6 ein übliches optisches System in einem ophthalmologischen Instrument, und

Fig. 7 ein weiteres übliches optisches System in einem ophthalmologischen Instrument.

In den Fig. 1 und 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein optisches System zur Augenuntersuchung dargestellt. Hierbei bezeichnen die Bezugszeichen E das zu untersuchende Auge, Ef den Augenhintergrund und P die Pupille. Mit L₁ ist ein Objektiv bezeichnet. Ferner bedeuten die Bezugszeichen L₅ eine positive Zwischenlinse, H₅ deren erste (vordere) Hauptebene, H′₅ deren zweite (hintere) Hauptebene und f₅ deren vordere Brennweite. Mit A ist eine Aperturblende bezeichnet, die ortsfest in der vorderen Brennebene der Zwischenlinse L₅ angeordnet ist. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen F eine Ebene eines lichtempfindlichen Elementes, beispielsweise von Photozellen, oder die Ebene, in der sich ein photographischer Film befindet, und L₆ und L₇ jeweils positive Linsen, die in Richtung der optischen Achse bewegbar sind. Die vordere Hauptebene der Linse L₆ ist mit H₆ bezeichnet; deren hintere Hauptebene mit dem Bezugszeichen H′₆. Die vordere Hauptebene der Linse L₇ hat das Bezugszeichen H₇; deren hintere Hauptebene das Bezugszeichen H′₇. f₆ ist die hintere Brennweite der Linse L₆; f₇ die vordere Brennweite der Linse L₇. Hierbei kann jede Linse L₅, L₆ und L₇ als Linsenglied mit mehreren Einzellinsen ausgebildet sein.

Der Abstand zwischen den bewegbaren Linsen L₆ und L₇ ist so bestimmt, daß der Abstand zwischen der hinteren Hauptebene H′₆ der Linse L₆ und der vorderen Hauptebene H₇ der Linse L₇ gleich der Summe deren Brennweiten (f₆+f₇) ist, wobei die Linsen L₆ und L₇ so angeordnet sind, daß deren gegenseitiger Abstand konstant ist. Im folgenden wird ein derartiger Aufbau als bewegbare Linsengruppe mit den Linsen L₆ und L₇ bezeichnet.

Ist der Abstand zwischen den Linsen L₆ und L₇ gemäß den vorstehenden Angaben festgelegt, dann bildet die bewegbare Linsengruppe ein afokales System. Demnach tritt ein in die bewegbare Linsengruppe einfallendes Parallelstrahlenbündel auch wieder als Parallelstrahlenbündel aus der bewegbaren Linsengruppe aus. Ferner gilt, daß bei einer Anordnung einer Punktlichtquelle im Zentrum der Aperturblende A die die Zwischenlinse L₅ verlassenden Strahlen als Parallelstrahlenbündel austreten. Dies wiederum hat zur Folge, daß selbst bei einer Bewegung der bewegbaren Linsengruppe die Position und die Abmessung der Pupille, durch welche die Strahlen austreten, konstant gehalten werden.

Das in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lichtstrahlenbündel l₁ stellt den Hauptstrahl dar, während das mit gebrochenen Linien dargestellte Strahlenbündel l₂ den Strahl längs der optischen Achse darstellt. Der vom Augenhintergrund Ef ausgehende Strahl tritt aus dem zu untersuchenden Auge E aus, wird dann vom Objektiv L₁ gebündelt und so abgelenkt, daß das Zwischenbild des Augenhintergrundes Ef mittels der Linsen L₅ und L₆ auf das lichtempfindliche Element F abgebildet wird. Ferner ist üblicherweise bei einem optischen System zur Augenuntersuchung ein mit einer Apertur versehener Spiegel zur Führung des Beleuchtungsstrahles nahe der Position der Aperturblende A geneigt angeordnet.

In Fig. 2 ist der Fall dargestellt, daß ein mit einem Brechkraftfehler behaftetes Auge E ′ scharf eingestellt ist. Hierbei ist die bewegbare Linsengruppe L₆, L₇ beispielsweise nach vorne um die Strecke X bewegt, so daß sie einen Abstand X von derjenigen Position hat, in welcher ein ideales Auge E (Fig. 1) scharf abgebildet wird.

Hierbei genügen die Dioptrie-Zahl D des zu untersuchenden Auges E und der Abstand X der bewegbaren Linsengruppe L₆, L₇ zwischen derjenigen Position, in welcher ein ideales Auge scharf abgebildet ist und derjenigen Position, in welcher das zu untersuchende Auge scharf abgebildet ist, folgender Beziehung:

(Hierbei sind f₅, f₆ und f₇ jeweils die Brennweiten der Linsen L₅, L₆ und L₇.)

Aus obiger Relation ergibt sich, daß die Dioptrie- Zahl D eine lineare Funktion der Verschiebung X der bewegbaren Linsengruppe L₆, L₇ ist. Die Führungseinheit zur Bewegung der Linse zur Ermittlung der Dioptriezahl ist demnach für eine lineare Bewegung aufgebaut. Dies wiederum ist von Vorteil zur Darstellung der Dioptrie-Zahl bei einem ophthalmologischen Instrument, beispielsweise einem Augen-Refraktrometer. Hierbei - insbesondere im Fall eines ophthalmologischen Instrumentes - ist die Pupille P bezüglich des Objektivs L₁ konjugiert zur Aperturblende A.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem das Objektiv L₁ und die Linsenglieder L₅, L₆ und L₇ bezüglich des Öffnungsstrahlenbündels die gleiche Wirkung wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 haben. Hierbei ist die Aperturblende A an derjenigen Stelle angeordnet, welche der hinteren Brennebene des bewegbaren Linsengliedes L₆ und der vorderen Brennebene des bewegbaren Linsengliedes L₇ entspricht. Die Aperturblende A ist demnach gemeinsam mit den bewegbaren Linsengliedern L₆ und L₇ angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung ist die Aperturblende A konjugiert zur vorderen Brennebene A′ der Zwischenlinse L₅. Demnach wird durch diese Anordnung der Aperturblende A der gleiche Effekt wie bei einer Anordnung der Aperturblende A gemäß Fig. 1 erreicht.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung stimmen das Objektiv L₁, die Zwischenlinse L₅ und die Aperturblende A mit den entsprechenden optischen Elementen gemäß Fig. 1 überein. Die bewegbare Linsengruppe besteht dagegen aus einer negativen Linse L₈ und einer positiven Linse L₉. Die vordere Hauptebene der negativen Linse L₈ hat das Bezugszeichen H₈; deren hintere Hauptebene das Bezugszeichen H ′₈. Die Brennweite der negativen Linse L₈ ist f₈. Die vordere Hauptebene der positiven Linse L₉ hat das Bezugszeichen H₉; deren hintere Brennebene das Bezugszeichen H′₉ und deren Brennweite das Bezugszeichen f₉. Die Linsen L₈ und L₉ sind derart angeordnet, daß die vordere Brennebene der negativen Linse L₈ der vorderen Brennebene der positiven Linse L₉ entspricht. Demnach bilden die Linsen L₈ und L₉ ein afokales umgekehrtes Galileisches Fernrohrsystem. Auch in diesem Fall wird ein durch die Mitte der Aperturblende A gehender Hauptstrahl mittels der Zwischenlinse L₅ zu einem zur optischen Achse parallelen Strahl umgewandelt, so daß bei einer Bewegung der afokalen Linsengruppe (L₈, L₉) die Einfallshöhe des auf das lichtempfindliche Element F auffallenden Hauptstrahles konstant bleibt.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei bildet die bewegbare Linsengruppe ein afokales Galileisches Fernrohrsystem, in welchem die positive Linse L₁₀ an der Objektseite und die negative Linse L₁₁ an der Bildseite derart angeordnet sind, daß die hintere Brennebene der positiven Linse L₁₀ der hinteren Brennebene der negativen Linse L₁₁ entspricht. Auch in diesem Fall bleiben bei einer Bewegung der bewegbaren Linsengruppe (L₁₀, L₁₁) in Richtung der optischen Achse sowohl die Lage als auch die Abmessung der Pupille, durch welche der Lichtstrahl austritt, konstant.

Bei den oben dargestellten Ausführungsbeispielen wurde die Erfindung anhand ophthalmologischer Untersuchungsoptiken erläutert, wobei das das Objektiv L₁ verlassende Hauptstrahlenbündel in die Aperturblende fokussiert wurde. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre auf photographische Systeme ist ein Zwischenbild nicht erforderlich. Ferner kann das Objektiv vor der Aperturblende fortgelassen werden, da ein Objektiv mit objektseitig angeordneter Blende in der Regel ausreicht.

Claims (3)

1. Objektiv mit einer zwischen einem feststehenden Linsenglied und der Bildebene angeordneten, zur Scharfeinstellung bewegbaren Linsengruppe, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende (A) in der objektseitigen Brennebene des feststehenden Linsengliedes (L₅) angeordnet ist und die zur Scharfeinstellung bewegbare Linsengruppe (L₆, L₇; L₈, L₉; L₁₀, L₁₁) als afokales Linsensystem aufgebaut ist.

2. Objektiv mit einer zwischen einem feststehenden Linsenglied und der Bildebene angeordneten, zur Scharfeinstellung bewegbaren Linsengruppe, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende (A) gemeinsam mit der zur Scharfeinstellung bewegbaren Linsengruppe (L₆, L₇; L₈, L₉; L₁₀, L₁₁) in einer zur vorderen Brennebene (A′) des feststehenden Linsengliedes (L₅) konjugierten Lage verschiebbar angeordnet ist und die zur Scharfeinstellung bewegbare Linsengruppe (L₆, L₇; L₈, L₉; L₁₀, L₁₁) als afokales Linsensystem aufgebaut ist.

3. Optisches System zur Augenuntersuchung mit einem Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Objektiv vorgesehen ist (L₁), das den Augenhintergrund bzw. die Augenpupille in die Objektebene bzw. in die Eintrittspupille des aus dem feststehenden Linsenglied (L₅) und der bewegbaren Linsengruppe (L₆, L₇; L₈, L₉; L₁₀, L₁₁) bestehenden Objektivs abbildet.