DE2936701C2

DE2936701C2 - Binokulares optisches System

Info

Publication number: DE2936701C2
Application number: DE2936701A
Authority: DE
Inventors: Isao Machida Tokyo Ishibai; Kunimitsu Higashimurayama Tokyo Kobayashi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1978-09-11
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1983-02-03
Also published as: JPS5538532A; US4293187A; GB2030725A; JPS59802B2; FR2435733B1; FR2435733A1; DE2936701A1; GB2030725B

Description

a) ein von dem optischen Weg hinter dem einen Objektiv (1) abzweigender optischer Zweigweg mittels eines bewegbaren Reflektors (2) und ein von dem optischen Weg hinter dem anderen Objektiv (Γ) abzweigender weiterer optischer t> Zweigweg mittels eines festen Reflektors (2') so geleitet sind, daß das an den Reflektoren (2, 2') reflektierte Objektlicht in jeweils eines von zwei Eintrittslinsensystemen (8, 8') eines Moduls^, 9') zur Erzeugung eines Fokussierungs- sienaies gelangt,

b) der bewegbare Reflektor (2) und die Okularverstellmittel gekoppelt sind,

c) in den optischen Zweigwegen jeweils ein

Objtktiv-Linsengruppe

/-, 106.0 T₁ - 83.0 /·, -404.0

d, dj d₃ 34.0 verkleinerndes nichtfokussierendes optisches Teilsystem (L 3, L 4; L 3', L 4') angeordnet ist

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (2. 2') halbtransparent ausgebildet und in den optischen Wegen hinter den zugeordneten Objektiven (1,1') so angeordnet sind, daß sie das abzuzweigende Objektlicht in die optischen Zweigwege reflektieren.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reflektor (2, 2') das von ihm zu reflektierende Objektlicht von einer halbtransparenten Oberfläche (7a, 7a') eines Prismas (7, T) eines zugeordneten Paares von Prismen (6, 7; 6', 7') empfängt

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes verkleinernde nicht-fokussierende optische System (L 3, L4; L3', L4') aus einer negativen Linsengruppe (L 3, L 3') oder dieser negativen Linsengrappe und einer positiven Linsengruppe (L 4, L 4') bestehen.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsengruppen folgende Konstruktionsdaten aufweisen:

/7, 1.51680 n₂ 1.62004

v, 64.2 v₂ 36.3

Negativ-Linsengruppe f r_t -222.021

r₅ 68.544

</₄ 2.81 /I₃ 1.67003

d_s 42.214 v, 47.2

Positiv-Linsengruppe /4 164.844 T₁ -382.546

dt, 5.411 /I₄ 1.56384

V₄ 60.8

worin (L 3 und L 4) die nicht-fokussierenden 55 der Brechungsindex des optischen Materials jeder optischen Linsen sind und worin r der Krümmungs- Linse und ν die Abba-Zahl sind,

radius jeder Linse, c/die mittlere Dicke jeder Linse, η

Die Erfindung bezieht sich auf ein binokulares optisches System entsprechend Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Auf herkömmliche Weise wird ein Einstellring für Okulare (bei Binokularen zwei Okulare) von Hand gedreht, um für das Fokusnieren die Soll-Gegenstandsebene jedes Okiilares und eine Schärfeebene eines jeden Objektivs miteinander in Überdeckung zu bringen. Darüber hinaus sind eine bewegliche Reflektoreinrichtung und eine feste Reflcktoreinrichtung in den jeweiligen optischen Wegen hinter den Objektivlinsen angeordnet. Durch die Reflektoreinrichtung ausgebildete versetzte Bilder werden miteinander in Deckung gebracht, indem die bewegliche Reflcktorcinrichtung

hinsichtlich ihrer Lage versetzt wird. Die Okulare werden durch ein Signal bewegt, welches von der beweglichen Reflektoreinrichtung erzeugt wird, um dadurch ein automatisches Fokussieren vorzunehmen.

Aus den US-PS 36 84 374 und 40 80 531 sind optische Systeme bekannt, gemäß denen das objektseitige Licht von zwei Spiegeln aufgefangen wird, von denen ein Spiegel beweglich ist. Die entsprechenden Lichtstrahlen werden in einen Sensor geleitet, welcher feststellt, wann in Abhängigkeit von der Bewegung des beweglichen Spiegels die Bilder der beiden Objektstrahlen einander decken. Im übrigen ist der elektronische Aufbau des Sensors bzw. der Sensoreinrichtung beschrieben. Ein derartiges System ist nicht ohne weiteres auf Binokulare übertragbar, da Binokulare einen sehr schmalen is Bildfeldwinkel haben, so daß es unmöglich ist, mit diesem System bei einem Binokular eine Fokussierung vorzunehmen.

Aus der US-PS 40 25 785 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem das Fokussieren über zwei feste Spiegel erfolgt, welche halbtransparent sind, so daß diese sowohl das Objektiicht in die Qkulare sowie ein gesondert eingestrahltes Infrarotlicht in den optischen Strahlengang leitet. Die Spiegel dienen demgemäß dazu, das Objektiicht und ein zusätzliches Infrarotlicht einander zu überlagern.

Aus »Electronics« November 1977, Seite 40,42,44, ist ein Modul zur Erzeugung eines Fokussierungssignals bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein binokulares System zu schaffen, welches bei einfacher automatischer Fokussierung einen kompakten Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ergebenden Merkmale gelöst

Durch die Verwendung von 'nicht-fokussierenden optischen Elementen ist eine besonders kompakte Ausführung eines Binokulars mit günstigem automatischen Fokussiervorgang möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der nachfolgender? Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eme Draufsicht auf eine Auiführungsform der Erfindung und

Fig.2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt ein optisches System unter Verwendung halbtransparenter Reflektorspiegel als beweglichen Reflektor u.id festen Reflektor. Teile des Lichtflusses gelangen durch ein Paar von Objektiven 1,1', welche aus gekitteten Linsen Lt, La bzw. L\, Li bestehen. Diese Lichtflüsse werden durch einen beweglichen halbtransparenten Reflektorspiegel 2 und einen festen halbtransparenten Reflektorspiegel 2' abgezweigt. Jeder einzelne Lichtfluß durchläuft ein Prismensystem 6,7 bzw. 6', T zu Okularen Ii bzw. 11'. Die anderen von den Reflektorspiegeln reflektierten Lichtflüsse werden durch ein nicht-fokussierendes optisches System L₁. L₄ und Lj', L·,' in einen Modul 5 zum Erzeugen eines Foktissicrungssignals geleitet.

Die Fortlaufrichtung des vom beweglichen Reflektor- f>5 spiegel 2 reflektierten i'nd durch das optische System L₁, La zum Modul 5 gc'citetcn Lichts wird durch die Bewegung des bewegte!-.η Rcflcktorspiegcls 2 verändert Während der Veränderung, wenn eine durch die Objektivlinsen 8 des Moduls durchlaufende Licht fokussiert!· Bildfläche 9 mit der Bildfläche 9' zusammenfällt, welches von dem anderen Licht fokussiert wird, das vom festen Reflektorspiegel 2* reflektiert wird und durch das optische System Li', La₁' in den Modul 5 gelangt und in diesem die Objektivlinsen 8' passiert, wird vom Modul ein Signal erzeugt, gemäß dem die Okulare 11 und 11' so bewegt werden, daß die Positionen 10 und 10' entsprechend einem Winkel des beweglichen Reflektorspiegels fokussiert werden.

Wenn entsprechend bewegliche Linsen zum Einstellen der Brennweiten, im allgemeinen die Okulare It und 11', durch Antrieb eines Mechanismus, beispielsweise eines Anhaltmotors, bewegt werden, kann das Binokular, beispielsweise ein Doppelfernrohr, automatisch fokussiert werden. ·

Bei allgemein üblichen Binokularen werden die resultierenden Brennweiten der Okulare entsprechend der Vergrößerung verändert Daher verändert sich auch die Form der Binokulare. Entsprechend der Erfindung kann die resultierende Brennweite der Objektive verlängert werden, da die nichtfokussierenden optischen Systeme L₃, U und L₃', W im optischen Entfernungsanzeigesystem angeordnet sind. Mit den außerhalb den von den Objektiven ausgehenden Lichtflüssen angeordneten Negativ-Linsengruppen L3 und L3 ist daher die Vergrößerung der Binokulare entsprechend der Bewegung der Negativ-Linsengruppe veränderlich. Die Form der Binokulare bleibt dabei im wesentlichen unverändert.

Die erwünschte Fokussierlinsenkonstruktion ist dabei wie folgt:

Für den Fall der Verwendung sowohl einer Negativ- und einer Positiv-Linsengruppe L3 (Li) und La (La') müssen die Verhältnisse folgendermaßen eingestellt werden:

< 2,0 /,

F."j den Fall, daß nur eine Negativ-Linsengruppe L3 (Lj) verwendet wird, sind die Verhältnisse folgendermaßen:

0,5 /, < 161 < 2,0 /i
Dabei ist:

f\ die Brennweite des Okulars,

/2 die Brennweite der Negativ-Linsengruppe Lj (Lj)

und
/3 die Brennweite der Positiv-Linsengruppe La (La')

Fig.2 zeigt eine zweite Ausführungsform entsprechend der Erfindung, bei der das beweglich? Reflektorsystem aus einem beweglichen Reflek'orspiegel und einem Paar von Prismen besteht, von denen jedes eine halbtransparente Reflektorfläche aufweist. Der feste Reflektor besteht aus einem festen Reflektorspiegel und einem Paar von Prismen mit je einer halbtransparenten Reflektorfläche.

Das durch die Objektive 1 und Γ gelangende Licht verläuft durch die Prismen 6 und 6' und wird in einen Lichtstrahl zu den Okularen fl und II' und in einen anderen Lichtstrahl ^um Modul 5 geleitet, und ,'war durch halbtransparente Reflektorflächcn 7a, Ta' der Prismen 7, T. Jeder Lichtstrahl wird vom beweglichen

Reflektorspiegel 2 b/.w. vom festen Reflektorspiegcl 2' reflektiert. Die übrige Konstruktion entspricht der in Fig. I dargestellten Ausfühiuiigsform. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugs/eichen versehen.

Im allgemeinen sind bei Prismen-Binokiilaren die Objektive so getrennt, daß die Binokulare hinsichtlich ihrer Formgestalt sehr groß werden. Fintsprechend der F.rfindung ist jedoch der Fokussicrmcchanismus entsprechend Fig. 2 in der Nähe der Objektive angeordnet, um dadurch kompaktere Binokulare /u schaffen.

Die numerische Kennzeichnung des optischen Systems entsprechend der Frfindung ist wie folgt:

Der Krümmungsradius jeder Linse ist η. η r„.

Die mittlere Dicke jeder Linse ist d\. th (I_n.

Der Brechungsindex des optischen Materials jeder Linse ist ru. ni nt.

Die Abbe-Zahl jeder Linse ist tu. vj >v

Objekti v-Linscngriippe	r, 106.0 r_} - 83.0 r. -404 0	r₄ -222.021 /-, 68.544	rf,	9.2 3.8 34.0	n.	1.51680 1.62004	VI Vl	64.2 36.3
'-ι	Vegativ-Linsengruppe
Li		2.81 42.214		1.67003	V₁	47.2

Positiv-Linsengruppe
I /·„ 164.844

I r-, -382.546 Ein Anhaltmotor dient für die Bewegung der Okulare zur automatischen Scharfeinstellung.

n_t 1.56384

v₄ 60.8

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

κι

Patentansprüche;

I. Binokulares optisches System mit einem Paar von Objektlicht einengenden Objektiven, jeweils einem im optischen Weg hinter dem betreffenden Objektiv angeordneten Okular und Okularverstellungsmitteln zur Fokussierung des optischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß