DE3046684A1 - Okulares optisches system - Google Patents

Okulares optisches system

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DE3046684A1
DE3046684A1 DE19803046684 DE3046684A DE3046684A1 DE 3046684 A1 DE3046684 A1 DE 3046684A1 DE 19803046684 DE19803046684 DE 19803046684 DE 3046684 A DE3046684 A DE 3046684A DE 3046684 A1 DE3046684 A1 DE 3046684A1
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/001—Eyepieces

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Description

- 3Q46684
HOFFMANN · IaITLIa & PARTNER
PAT E N TAN WA LT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · D I P L.-l N G. W. EITLE · D R. RE R. N AT. K. H O F FMAN N · D I PL.-1 N G. W. LEH N
DIPL.-ING. K.FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 ■ D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)
34 316 s/hl
Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan
Okulares optisches System
Die Erfindung bezieht sich auf ein okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich bei guter Aberrationskompensation bei nur geringer Linsenbewegung .
Im allgemeinen erfolgt eine Dioptereinstellung durch Änderung der Entfernung vom Auge bis zu dem zu betrachtenden Bild. Um die Entfernung zu verändern, ist der betrachtete Gegenstand auf der inneren oder äußeren Seite der Scharfeinstellungsposition des Okulars angeordnet, damit ein Gegenstand als virtuelles Bild oder als reelles Bild in einer vorgegebenen Position erhalten wird. Bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera wird, da sich der betrachtete Gegenstand in einer stationären Lage befindet, das Okular zur Erzielung der gleichen Wirkung bewegt. Der Diopter wird durch folgende Gleichung bestimmt:
130035/0618
-η -
S = -1000/(F2/fB),
wobei S den Diopter, F die Brennweite des Okulars und fR die Entfernung vom betrachteten Gegenstand bis zur Scharfeinstellungsposition des Okulars erfolgt.
Wie aus der obigen Gleichung bekannt ist, muß die Bewegung des Okulars vergrößert werden, wenn die Brennweite der Okularlinse lang bemessen werden soll oder der Einstellbereich des Diopters zu vergrößern ist. Bei einem üblichen Sucher ist es schwierig, den Dioptereinstellbereich zu vergrößern, da der Raum für eine Bewegung des Okulars begrenzt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein okulares optisches System zu schaffen, welches ein hochwertiges Betriebsverhalten mit einem großen Dioptereinstellbereich, selbst bei beschränktem Raum,wie einer Kamera aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sowie weiteren Aufgabenstellungen wird erfindungsgemäß ein okulares optisches System zur Verfügung gestellt, welches einen großen Dioptereinstellbereich aufweist und ausgehend von der Betrachtungsseite eine erste Linsengruppe G1 mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe G, mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma P und eine Kondenserlinsengruppe C aufweist. Die zweite Linsengruppe G- mit positiver Brechkraft ist zur Dioptereinstellung beweglich. Das auf diese Weise aufgebaute optische System genügt den folgenden Beziehungen:
F1 < O, 0.7F < IF1I < F,
(2) 0.35F < F1-2. < 0.55F, und
(3) 1.4 < (V2 + V3)Z(V1 + V4) < 1.8,
130035/0618
wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems, F, 2 die resultierende Brennweite bis zur zweiten Linsengruppe und Vw V2 und v_ die Abbeschen Zahlen der jeweiligen optischen Werkstoffe/ausgehend von der Betrachtungs-' seite, sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a eine schematisehe Anordnung eines erfindungsgemäßen optischen Systems mit Positivseite-Diopter,
Fig. 1b eine schematische Anordnung des optischen Systems mit Negativseite-Diopter und
Fig. 2 bis 6 jeweils verschiedene Abberrationskurven auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele 1 bis 5.
Nachfolgend werden die vorausgehend aufgeführten Bedingungen erläutert.
Die Bedingung (1), F1 < 0, 0,7F < IF1I < F, ist notwendig, um eine ausreichende Brechkraft für die erste Gruppe G1 zu erzielen, welche eine negative Brechkraft hat. Die Bedingung vergrößert die optische Bahn von der Endfläche der dritten Linsengruppe zu der Scharfeinstellungsposition im Vergleich zur Gesamtbrennweite. Wird der untere Grenzwert von 0,F< If1I überschritten, so ist die negative Brechkraft beträchtlich. Daher ist es:möglich, selbst wenn der Diopterbereich der Negativseite vergrößert wird oder wenn die zweite Linsengruppe G2 zur Dioptereinstellung bewegt wird, den D,ioptereinstellbereich zu vergrößern. Es ist jedoch wegen der hinteren Linsengruppen schwierig, Aberrationen zu kompensieren. Ferner wird die Auffächerung der Lichtstrahlen gegenüber der optischen Achse bei sich vergrößerndem Linsendurchmesser der hinteren
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Linsengruppe vergrößert. Dies macht es schwierig, das System in einem beschränkten Raum/ wie beispielsweise in einer Kamera, anzuordnen. Wird andererseits der obere Grenzwert von IF1I <F überschritten, so dient dies dazu, Aberrationen, die durch die hintere Linsengruppe bedingt sind, zu kompensieren, was dem vorausgehend erwähnten Effekt entgegengesetzt ist. Jedoch ist es schwierig, den Dioptereinstellbereich zu vergrößern.
Die Bedingung (2) , 0,35 < F., „ < 0,55F, ist notwendig, um ein gutes Gleichgewicht der verschiedenen Aberrationen und einen großen Dioptereinstellbereich zu erzielen. Wird der untere Grenzwert von 0,35F < F1.„ überschritten, so ist es schwierig, die sphärische Aberration zu kompensieren. Wird die sphärische Aberration nicht gut kompensiert, so wird besonders in einer einäugigen Spiegelreflexkamera die Genauigkeit der Scharfeinstellung verringert. Wird andererseits der obere Grenzwert von F1-2 < 0,5F überschritten, so ist es schwierig, Astigmatismus, Verzerrung und dgl. zu kompensieren. Wird der Astigmatismus nicht kompensiert, so verschlechtert sich die Scharfeinstellung durch Verwendung der Lichtstrahlabweichung gegenüber der optischen Achse und das erhaltene Bild wird verschlechtert. Wird die Verzerrung nicht gut korrigiert, so ist der Rahmen des Betrachtungsfeldes merklich gekrümmt, wodurch ein minderwertiges Bild erhalten wird.
Die Bedingung (3), 1,4 < (v2 + V3)Z(V1 + V4) < 1,8, wird erfüllt, indem ein geeigneter optischer Werkstoff zur Erzielung einer guten chromatischen Kompensation gewählt wird. Wird der untere Grenzwert von 1,4 < (v2 + ν2^^ν<] + V4^ überschritten, so wird eine merkliche transversale chromatische Aberration erzeugt, so daß eine Farbauffächerung in den äußeren Abschnitten des Bildes auftritt. Wird der obere Grenzwert von (v2 + ν·Ο /(ν- + ν.) < 1,8 überschritten,
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so verschlechtert sich die axiale chromatische Aberration, was ebenfalls die Genauigkeit der Scharfeinstellung verringert. Daher eignet sich ein derartiges System nicht als Okular.
Es werden nun einzelne Ausführungsformen eines S jstems mit einem Diopter von Null D beschrieben, wobei r. der Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite, d. die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite, N. der Brechungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und ν. die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
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- 17 -
F = 60.944 dl 0.80 Beispiel 1 Vl 27.1
-55.766 d2 1.96
157.248 d3 4.37 nl 1.76180 V2 37.2
211.982 d4 0.20
-33.560 d5 3.58 n2 1.83400 V3 39.6
52.212 d6 2.32
-55.371 d7 1.72 n3 1.83481 V4 23.9
-65.300 d8 1.33
82.225 d9 81.09 n4 1.84666 V5 64.1
co dl0 1.00
co dll 3.50 n5 1.51633 25.4
78.000 d,„ 1.60
OO n6 1.80518
(1) F1 = -0.8852F
(2) F1, 2 = 0.4319F
(3) (V2 + ν
V1 + V4) - 1.569
Diopter d2 *6
-2.5 D 4.06 0.22
1.5 D 0.49 3.79
130036/0618
304668A
F = (D 61.249 - 18 — 1.76180 Vl 27.1
-52.604 m dl Beispiel 2
131.327 (S) d2 1.83400 V2 37,2
rl -211.969 d3 0, ni
Γ2 ' -31.796 d4 2. 1.83481 V3 42.7
Γ3 55.359 d5 3, n2
r4 -50.886 d6 0. 1.84666 V4 23.9
r5 -67.402 d7 3. n3
r6 73.364 d8 2. 1.51633 V5 64.1
r7 OO d9 1. n4
r8 OO d10 1. 1.80518 25.4
r9 78.000 dU 81. n5
r10 03 d12 1.
ru F1 - -0. 3. n6
r12 Fl-2 " ° 1. .569
Cv7 + ν-
.80
.34 « 1
.79
.20
.65
.73
.32
,45
,09
00
50
60
8034F
.4234F
)/^
piopter d2 A
-3.0 D 4.84 0.23
1.5 D 0.81 4.26
130035/0618
1IO "ll
ti) 62.209 dl • 0 Beispiel : ni 3 1 .76180 JL 27 .1 .7
(2) ■ d2 2 V2
F = (3) d3 2 .81 n2 1 .83400 37-2 ,9
-50.743 d4 0 .78 V3
117.935 ds 3 .88 n3 1, .83481 42 1
179.820 d6 /3. .10 V4
-32.352 d7 0. .89 n4 1. 84666 23. 4
52.848 d8 1. .64 V5
-51.064 d9 81. ,79 n5 1. 51633 64.
-61.451 dio 1. 33 V6
89.437 dn 3. 09 n6 1. 80518 25.
OO d12 1. 00
OO F1 = -o.: 7471 50
78.000 F1'2 " "■ ,4339 60
OO J = 1.569
+ V^
Diopter d2 d6
-3.0 D 5.61 0.82
5.54'
1.5 D 0.81
130035/061
F = 63.235
-70.000 <L
116.372 d,
•100.000 d,
-33.300 d^
47.480 d£
-62.240 de
-69.147 d,
82.000 dr
78.000
10
11
Beispiel 4
0.80 2.73 2.27 0.2
"3.41 3.75 0.80 1.18
81.09 1.00 3.50 1.60 1.74077
1.88300
27.8
4CL.8
n3 1.80440 V3 47.4
n. 1.78472 v. 25.7 4 4
1.51633 V5 64.1
n, 1.80518 ν 25.4 ο ο
(1) F1 = -0.9314F
(2) F1<2 = 0.4615F
(3) (V9 + v,)/(v, + ν.) = 1.475
Diopter d2 d6
-3.0 D 5.74 0.. 73
1.5 D 0.74 5.62
13.0035/0618
F = 63.207
-80.500 d
115.895 d
•100.000 d
-33.300 d
47.480 d
-64.350 d
-69.147 d
87.000
78.000
1IO
1Il
Beispiel 5
0.80 2.74 2.27 0.2 3.41 3.73 0.8 1.18 81.09 1.00 3.50 1.60
(1) F1 = -0.9317F
(2) F1^2 = 0.4617F
(3) (V7 + VJZ(V1 +
η.
η,
η,
1.80518 1.88300 1.81600 1.80518 1.51633 1.80518
1.720
Diopter d2 d6 .
-3.0 D 5.76 0.71
1.5 D 0.87 5.60
ν.
25.4
40.8.
46.6
25.4
64.1
25.4
130035/0618
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein okulares optisches System mit einem großen Dioptereinstellbereich, welches ausgehend von der Betrachtungsseite eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondensorlinsengruppe aufweist. Die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft ist zur Dioptereinstellung beweglich. Das optische System erfüllt folgende Beziehungen:
(l)· F1 < o, o.7F< If1I < f,
(2) 0.35F <F, 2 < 0.55F, und
(3) 1.4 < (ν- + Vx)Z(V1 + v.) <1:8,
wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist,
F„ ~ . die resultierende Brennweite bis zur i-ten 1·2 ... i
Linsengruppe und v. die Abbesche Zahl der i-ten Linsengruppe ausgehend von der Betrachtungsseite.
130 035/0618

Claims (1)

  1. I1AT K N TAN WALTK
    DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) ■ D I P L-I N G. W. E IT L E · D R. RE R. N AT. K. H O F FMAN N · D I PL.-1 N G. W. LE H N
    DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASIRASSE 4 · D-8000 M O N CH E N 81 · TE LE FON (089) 911087 · TE LEX 05-29(519 (PATH E)
    3 4. 316 s/hi
    Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan
    Okulares optisches System
    Patentansprüche
    1. Okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich, gekennzeichnet durch, ausgehend von der Betrachtungsseite, eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondensorlinsengruppe, wobei die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft zur Dioptereinstellung beweglich ist und das optische System folgenden Bedingungen genügt:
    130035/0618
    ORiGiNAL INSPECTED
    -z-
    F = 60.944 dl 0.80 -55.766 d2 1.96 157.248 d3 4.37 -211.982 d4 0.20 -33.560 ' d5 3.58 52.212 d6 2.32 -55.371 d7 1.72 -65.300 d8 1.33 82.225 d9 81-09 co dio 1.00 co V dn 3.50 78.000 d, „ 1.60 co
    1.76180
    1.83400
    27.1
    37.2
    η 1.83481 v3 39.6
    n. 1.84666 V4 23.9
    1.51633 ν 64.1
    η, 1.80518 ν. 25.4 ο ο
    Cl) F1 = -0.8852F
    = 0.4319F + V4) = 1.569
    Diopter d2 d6 -2.5 D 4.06 0.22 ■;■. '-iVs D-' 0.49 3.79
    130035/0618
    3046884
    wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist, F1-0 . die resultierende Brennweite bis zur i-ten
    I Δ · · · 1
    Linsengruppe, und v. die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist, r. den Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite darstellt, d, die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und N. der Brechungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
    2. Okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich, gekennzeichnet durch, ausgehend von der Betrachtungsseite, eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondensorlinsengruppe, wobei die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft zur Dioptereinstellung beweglich ist und das optische System folgenden Bedingungen genügt:
    130035/0618
    F = CD 61.249 0.80 -52.604 (2) dl 2.34 131.327 (3) d2 3.79 211.969 d3 0.20 -31.796 d4 3.65 55.359 d5 2.73 -50.886 d6 1.32 -67.402 d7 1.45 73.364 d8 81.09 03 d9 1.00 OO d10 3.50 78.000 ■ dn 1.60 OO d12 8034F F1 = -0. .4234F V2 " ° 3/(V1 ■ ^2 + V3
    1.76180
    1.83400
    1.83481
    1.84666
    1.51633
    1.80518
    27.1
    37.2
    42.7
    V4 23.9
    V5 64.1
    ν, 25.4 ο
    = 1.569
    Diopter d2 Λ -3.0 D 4.84 0.23 1.5 D 0.81 4.26
    130035/0618
    wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist, F1-1- , die resultierende Brennweite bis zur i-ten Linsengruppe, und v. die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist, r. den Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite darstellt, d. die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und N. der Brechnungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
    3. Okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich, gekennzeichnet durch, ausgehend von der Betrachtungsseite, eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondensorlinsengruppe, wobei die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft zur Dioptereinstellung beweglich ist und das optische System folgendenBedingungen genügt:
    130035/0618
    . €-
    F = 62. 209 dl 0.81 ni 1.76180 Γ1 -50.743 d2 2.78 r2 117.935 d3 2.88 n2 1.83400 r3 -179.820 d4 0.10 r4 -32.352 d5 3.89 n3 1.83481 r5 52.848 d6 3.64 .. r6 -51.064 d7 0.79 n4 1.84666 r7 -61.451 d8 1.33 r8 89.437 d9 81.09 n5 1.51633 r9 OO dio 1.00 r10 OO dll 3.50 n6 1.80518 rll 78.000 d. - 1.60 r, n OO
    27.1
    37.2
    42.7
    23.9
    64.1
    25.4
    '12
    (1) F1 = -0.7471
    1*2
    0.4339
    + V4) = 1.569
    Diopter d2 d6 . -3.0 D 5.61 0.82 1.5 D' 0.81 5.54
    130035/0618
    wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist, F1 _ . die resultierende Brennweite bis zur i-ten Linsengruppe, und v. die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist, r. den Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite darstellt, d. die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und N. der Brechungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
    4. Okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich, gekennzeichnet durch, ausgehend von der Betrachtungsseite, eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondenserlinsengruppe, wobei die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft zur Dioptereinstellung beweglich ist und das optische System folgenden Bedingungen genügt:
    130035/0618
    F = 63. 235 0. 80 0 d6 -70.000 d! 2. 73 5 .73 116.372 d2 2. 27 .62 -100.000 d3 0. 2 -33.300 d4 3. 41 47.480 dS 3. 75 -62.240 d6 0. 80 -69.147 d7 1. 18 82.000 d8 81. 09 OO d9 1. 00 OO d10 3. 50 78.000- dll 1. 60 OO d12 .9314F CD F1 = -0 0.4615F (2) F1. 2 - (3) Cv2 + V 2 Diopter d 74 -3.0 D 5. 74 1.5 D 0.
    1.74077
    1.88300
    = 1.475
    27.8
    40.8
    n3 1.80440 V3 47.4 n4 1.78472 V4 25.7 n5 1.51633 V5 64.1
    n, 1.80518 ν 25.4 ο ο
    130035/0618
    wobei F die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist, F.. o . die resultierende Brennweite bis zur i-ten Linsengruppe, und v, die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist, r. den Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungs seite darstellt, d. die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und N. der Brechungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
    5. Okulares optisches System mit einem breiten Diopter-Einstellbereich, gekennzeichnet durch, ausgehend von der Betrachtungsseite, eine erste Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit einer positiven Brechkraft, eine dritte Linsengruppe mit einer negativen Brechkraft, ein Pentaprisma und eine Kondensorlinsengruppe, wobei die zweite Linsengruppe mit positiver Brechkraft zur Dioptereinstellung beweglich ist und das optische System folgenden Bedingungen genügt:
    130035/0618
    207 0. 80 + -Xr- 1 .80518 dl 2. 74 -JO- F = 63. d2 2. 27 1 .88300 -80.500 d3 0. 2 ni 115.895 d4 3. 41 1 .81600 100.000 dS 3. 73 n2 -33.300 d6 0. 8 1 .80518 47.480 d7 1. 18 n3 -64.350 d8 81. 09 1 .51633 -69.147 d9 1. 00 n4 87.000 d10 3. 50 1 .80518 OO dll 1. 60 n5 OO d12 .9317F 78.000 = -0 0.4617F n6 OO .2 - 3)/(v 1. 720 (1) F1 + V CZ) F1 (3) C^ V -
    V,
    V.
    25.4 40.8 46.6 25.4 64.1 25.4
    Diopter d2 d6 -3.0 D .5.76 0/71 1.5 D 0.87' 5.60
    130035/0618
    wobei P die Gesamtbrennweite des optischen Systems ist, F1 m 0 . die resultierende Brennweite bis zur i-ten Linsengruppe, und v. die Abbesche Zahl der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist, r. den Krümmungsradius der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite darstellt, d. die Entfernung zwischen benachbarten Linsen oder die Linsendicke der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite und N. der Brechungsindex an der d-Linie der i-ten Linse ausgehend von der Betrachtungsseite ist.
    130035/0618
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