DE3221184A1

DE3221184A1 - Optisches suchersystem mit dioptrien-korrekturverstellung

Info

Publication number: DE3221184A1
Application number: DE19823221184
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hachiooji Tokyo Ikari
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-06-08
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3221184C2; JPS57202512A; US4437750A

Description

Beschreibung

Im allgemeinen wird bei Suchern für optische Geräte, Ferngläser, Mikroskope _usw, _ei„ _{an e}i_ner vorgegebenen Stellung durch das optische System erzeugtes Bild durch ein Okular betrachtet. Wenn aber das Bild an einer Stellung erzeugt wird, die außerhalb des Bereiches liegt, innerhalb von dem das Bild durch die Einstellfunktion des Auges betrachtet werden kann, ist es schwierig, das Bild zu beobachten. Um ein in einer solchen Stellung erzeugtes Bild beobachten zu können, let es notwendig, eine Dioptrien-Korrekturverstellvorrichtung zu betätigen, die es ermöglicht, das Bild in eine Lage zu bringen, in der es entsprechend der Anpassungsfähigkeit des Auges gut betrachtet werden kann. Beispielsweise ist bei einem bekannten optischen Suchersystem für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit Dioptrien-Korrekturverstellung vorgesehen, daß das Okular in bezug auf das durch den Sucher erzeugte Bild vor- und rückwärts bewegt werden kann. BtJi den bekannton Suchern von einäugigen Spiegelreflexkameras für 35 mm-Filmformat ist jedoch Üblicherweise zwischen Sucher und Okular ein Pentaprisma vorgesehen, und daher wird die Brennweite f des Okulars notwendigerweise groß und beträgt ungefähr 60 mm. Infolgedessen muß, um die gewünschte Dioptrienveränderung zu erhalten, die Bewegung des Okulars groß sein. Die Bewegungsgröße Δ des Okulars pro Dioptrie

wird durch die folgende Beziehung gegeben:

1000

Um daher die Dioptrien-Korrekturverstellung um 2 Dioptrien zu verstellen, ist es notwendig, das Okular um 7 mm zu verschieben. Bei einäugigen Spiegelreflexkameras für das 35 mm-Filmformat sollte jedoch das Okular in einem sehr eng beschränkten Raum hinter dem Pentaprisma liegen, und daher ist es nicht möglich, genügend Platz vorzusehen, der eine entsprechende Verstellung des Okulars um einen großen Verstellweg ermöglicht.

Um die gewünschte Dioptrienverstellung durch geringe Bewegung dos Okular» zu erzielen, ist es bekannt, in einem optischen Suchersystem das Okular so auszubilden, daß es aus zwei Linsengliedern besteht, d. h. einer negativen Linse» und einer positiven Linse, und die Dioptrienverstellung durch Festhalten entweder der negativen Linse odor der positiven Linse und Bewegung der entsprechenden anderen Linse vorzunehmen. Bei einem solchen optischen System ist es möglich, eine große Dioptrienverstellung durch sehr geringe Bewegung zu erhalten, indem die Brennweite der beweglichen Linse im Okular kürzer gewählt wird als die Brennweite des Okulars ingesamt. Um jedoch die vorgegebene Brennweite des Okulars bei einem solchen Okular zu erhalten, bei dem die Brennweite der beweglichen Linse kleiner gehalten ist als die Brennweite des Okulars insgesamt, muß die Brennweite der festen Linse auch klein gehalten werden. Wenn eine Linse mit einer kurzen Brennweite in der obenbeschriebenen Weise bewegt wird, treten dio nachstehend näher erläuterten Nachteile auf.

Ein erster Nachteil besteht darin, daß die Vergrößerung des

Suchersystems sich mit der Bewegung der beweglichen Linse ändert. Wenn beispielsweise bei einäugigen Spiegelreflexkameras die Vergrößerung des optischen Suchersystems mit bii/uglich

/uoH Teleskops bezeichnet wird, das durch das fotografische Objektiv und das Okular gegeben ist, und wenn f-, die Brennweite des fotografischen Objektivs bezeichnet, ergibt sich

Wenn daher eine Dioptrienverstellung durch Bewegung des gesamten Okulars erfolgt, verändert sich die Vergrößerung des optischen Suchersystems nicht, selbst wenn die Dioptrienkorrektur vorgenommen wird, da sich f und f_ nicht ändern. Wenn jedoch das Okular aus zwei Linsengliedern besteht, d. h. einer negativen Linse und einer positiven Linse, und die Dioptrienverstellung wird durch Bewegung einer dieser Linsen verwirklicht, variiert der Luftabstand zwischen den beiden Linsen bei der Dioptrien-Korrekturverstellung und infolgedessen ändert sich die Brennweite f des Okulars. Daher ändert sich, wenn sich die Brennweite des fotografischen Objektivs nicht ändert, die Vergrößerung des Suchersystems entsprechend der Dioptrienverstellung. Die Variation von f_t wird größer, wenn die Brennweiten der beiden Linsen kürzer sind und wenn die Veränderung in den relativen Stellungen der beiden Linsen größer ist.

Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß die Aberrationen entsprechend der Bewegung der beweglichen Linse sich verändern. Bei einem Linsensystem mit einem einfachen Linsenaufbau, wie bei eine«m Okular, werden die Aberrationen des Okulars als ganzem im allgemeinen klein gehalten, indem die Anordnung so getroffen wird, daß die von der negativen

Linse hervorgerufenen Aberrationen durch die positive Linse ausgeglichen werden. Der obenerwähnte Ausgleich der Aberrationen einer Linse durch die andere ist aber nur ,möglich, wenn die beiden Linsen in vorgegebenen Relativstellungen gehalten werden. Wenn sich die Relativstellungen ändern, können die Aberrationen der einen Linse nicht mehr ausreichend durch die andere Linse ausgeglichen werden und infolgedessen werden die Aberrationen des Okulars insgesamt ungenügend korrigiert. Mit anderen Worten, variieren, wenn ein«· Linse zur Dioptrienverstellung bewegt wird, die Aberrationen des Okulars. Diese Variationen der Aberrationen werden um so größer, Je kurzer die Brennweiten sind und um so größer, je größer die Veränderung in den relativen Stellungen dieser Linsen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Suchersystem mit Dioptrien-Korrekturverstellung, das ein Okular mit einem ersten Linsenglied negativer Brechkraft und einem zweiten Linsenglied positiver Brechkraft besitzt, anzugeben, bei dem die Variation der Aberrationen bei der Dioptrien-Korrekturverstellung außerordentlich gering ist.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht, durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Suchersystem werden die beiden Linsenglieder in der gleichen Richtung entlang der optischen Achse unter Veränderung des Abstandes zwischen diesen Linsengliedern bewegt. Daher ist die Veränderung in dem Abstand zwischen den beiden Linsengliedern geringer als bei dem bekannten optischen System, bei dem die Dioptrienverstellung durch Bewegung einer Linse erfolgt. Infolgedessen ist die Variation der Brennweite f des Okulars bei

der Dioptrienverstellung gering und es ist möglich, die Veränderung in der Vergrößerung des optischen Suchersystems und die Variation der Aberrationen klein zu halten. Bei

den Bewegungen der Linsenglieder während der Dioptrienverstellung ist die Bewegung des Okulars als ganzen kombiniert mit der Bewegung eines beweglichen Linsengliedes. Das bedeutet, wie bereits erwähnt, daß bei dem optischen System nach der vorliegenden Erfindung die Dioptrien-Korrektur durch Bewegung von erstem und zweiten Linsenglied in gleicher Richtung um verschiedene Beträge erfolgt. Infolgedessen sind die Stellungen der beiden Linsenglieder nach der Dioptrienkorrektur die gleichen, wie wenn die beiden Linsenglieder zunächst zusammen bewegt würden und dann eine Linse alleine weiterbewegt wird, so daß die Entfernung zwischen den Linsengliedern verändert wird. Daher ist die Wirkung der Dioptrien-Korrekturverstellung beim erfindungsgemäßen optischen Suchersystem etwas geringer als in dem Fall, bei dem die Dioptrienverstellung durch Bewegung von nur einem Linsenglied erfolgt, ist aber größer als in dem Falle, in dem die Dioptrienverstellung durch Bewegung des Okulars ingesamt erfolgt und das erfindung.sgemäße optische System ermöglicht es, eine ausreichende Dioptrien-Korrekturverstellung durch relativ kleine Bewegungen der Linsenglieder zu erhalten.

Um die Dioptrienverstellmöglichkeit möglichst groß zu haben, ist es vorteilhaft, die Brennweiten der Linsenglieder kurz zu halten. Jedoch ist es für die Korrektur von Aberrationen, die Herstellung der Linsen usw. vorteilhaft, längere Brennweiten vorzusehen. Daher ist es bei der Auslegung eines erfindungsgemäßen optischen Systems notwendig, die obenerwähnten Erfordernisse, die einander konträr sind, gegenseitig auszugleichen. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, das optische System so auszubilden, daß e.s den folgenden Bedingungen genügt:

0,6 < < 1,2

f
e

f,

0,4 < < 0,8

f
e

Darin bezeichen:

f. die Brennweite des ersten Linsenglieds, f„ die Brennweite des zweiten Linsenglieds und f die Brennweite des Okulars.

Wenn I f./ und f„ kleiner als die oberen Grenzwerte dieser

Bedingungen gewählt werden, ist es möglich, eine große Diop- ]

trienverstellung zu erhalten. Wenn / fj j und f« größer als !

der untere Grenzwert dieser Bedingungen sind, ist dies

vorteilhaft zur Korrektur der Aberrations, insbesondere j

zur Korrektur von Astigmatismus. '<

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausfuhrungsbeispiels j

mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigte

Fig. 1 schematisch ein Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen Sucher für eine einäugige Spiegelreflexkamera,

Fig. 2 ein Schnittbild des erfindungsgemäßen Suchersystems und

Fig. 3> 4> und 5 Korrekturkurven eines erfindungsgemäßen

Suchers.

In dem in Fig. 1 gezeigten optischen System erzeugt ein fotografisches Objektiv 1 das Bild eines - nicht gezeigten Objekts auf dem Film 3· Durch Anordnung eines beweglichen Spiegels 2 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung wird das Objekt auf einem Einstellglas abgebildet, das in einer zum Film 3 konjugierten Stellung angeordnet ist. Das

auf dom Einstellglas 4 erzeugte Bild wird durch ein Pentaprisma 5 und ein Okular 6 betrachtet. Das Okular 6 besteht aus einem ersten Linsenglied L. und einem zweiten.Linsenglied L„, von der Objektseite her betrachtet (d. h. dem Bild des Objekts auf dem Fokussierungsglas 4)· Das erste Linsenglied L. ist eine gegenstandsseitig konvexe negative Meniskuslinse und das zweite Linsenglied ist eine bikonvexe Linse. Für die Dioptrienkorrekturverstellung werden das erste Linsenglied L₁ und das zweiten Linsenglied L„ um verschiedene Beträge in der gleichen Richtung verstellt. Wenn die Dioptrienverstellung zur "plus"-Seite erfolgt, werden die beiden Linsenglieder L. und L„ in Richtung der in Fig. t eingezeichneten Pfeile bewegt. Wenn die Dioptrienverstellung zur "minus"-Seite hin erfolgt, werden die Linsenglieder L. und L„ in zu den Pfeilen entgegengesetzter Richtung bewegt. Bei der Bewegung in beiden Richtungen ist die Bewegungsgröße des Linsenglieds L„ größer als die Bewegungsgröße des Linsengliedes L₁. Wenn daher die Stellung O D (null Dioptrie) als Bezugsstellung verwendet wird, wird der Abstand zwischen den Linsengliedern L₁ und L~ größer, wenn die Dioptrienverstellung zur plus-Seite und kleiner, wenn die Dioptrienverstellung zur minus-Seite erfolgt.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Suchersystems hat die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten.

^Γ1	= 140,0	^di	~- 1,17	η, .	1	,51633	*2	= 6₄,	15
^Γ2		^d2	= 79,65
^Γ3	= 32,827	^d3	= variabel	ⁿ2 ⁼	1	,72825	3	- 28,	46
^Γ4	= 18,512	^d4	-1,5
^Γ5	= 18,827	^d5	= variabel	η. =	1	,62041		= 60,	27
^Γ6	= -2466,124	^d6	= 5,0
_Γ

-U-

fj « -60,981 f₂ - 30,139

f_e = 59,594

Darin bezeichnen:

r. bis r- die Krümmungsradien der Flächen, wobei r^ den Krümmungsradius der Brennebene der Einstellscheibe 4, r_ und r. die Krümmungsradien der Eintritts- und Austrittsfläche des Pentaprismas und r. bis r_ die Krümmungsradien der das Okular

4 7
bildenden Linsenglieder bezeichnet.

d bis d* die Abstände zwischen den betreffenden Linsenflächen, 10

n_t, n„ und n. den Brechungsindex des Pentaprismas und der das Okular bildenden Linsen und

T?,, T^ und ~# die Abbezahl des Pentaprismas bzw. der das 12 3

Okular bildenden Linsen.

s _

Wenn die erste Linse L. und die zweite Linse L„ bei dieser Ausführungsform bewegt werden, haben die Brennweite f_e des Okulars, die Dioptrienzahl und die Vergrößerung des optischen Suchersystems im Falle der Verwendung eines fotografischen Objektivs mit 50 mm Brennweite die nachstehend tabellarisch aufgeführten Werte:

	^d3	d	5	57	^fe	Dioptrie	,462	Vergrößerung	867
1	,4	2,	2	58	,7H	+0	,537	0,	855
1	,0	1,	4	59	,462	-0	,075	0,	839
0	,4	o,	2	,633	N "2	o,

Die Figuren 3 bis 5 zeigen Korrekturkurven dieser Ausführungsform. Die Figur 3 zeigt die Korrekturkurven bei der

~ 12 -

Einstellung auf 0,462 Dioptrien entsprechend der Tabelle, Figur 4 die Korrekturkurven bei der Einstellung auf -0,537 Dioptrien und Figur 5 die Korrekturkurven bei der Einstellung auf -2,075 Dioptrien. Diese graphischen Darstellungen von Korrekturkurven zeigen die Aberrationon, wenn die Ent-• fernung von der Fokussierungsflache 0 zum Augenpunkt 105 mm und der Pupillendurchmesser 4 mm beträgt und die Strahlen in das Okular von der Pupillenseite eintreten und ein Bild auf der Fokussierungsflache 0 erzeugen.

Wie sich aus der Tabelle ergibt, ist bei dieser Ausführungsform die Bewegungsgröße, die für das Linsenglied L„ zur Umstellung von -2,075 Dioptrien auf +0,462 Dioptrien benötigt wird 3 n»«n und die Veränderung der Vergrößerung des optischen Suchersystems beträgt dabei 3>3 %> Wenn andererseits die DioptrienVorNtel lung im gleichen Boreich vorgenommen wird, unter Verwendung eines Okulars mit dem gleichen optischen System, jedoch bei fester Anordnung des ersten Linsenglieds L. und alleiniger Bewegung des zweiten Linsenglieds L, würde die Bewegungsgröße 2,3 mm und die; Veränderung der Vergrößerung des optischen Suchersystem.s 4,2 % betragen. Wenn die Dioptrienverstellung im gleichen Bereich durch gemeinsame Bewegung von erstem und zweiten Linsenglied des gleichen Okulars vollzogen würde, würde die Bewegungsgröße der Linsenglieder ungefähr 7 mm betragen. Wie sich daraus ergibt, sind bei dem erfindungsgemäßen optischen Suchersystem die für die Dioptrienkorrektur erforderlichen Bewegungswpielräume etwas größer als in dem Fall, in dem eines der beiden Linsenglieder bewegt wird, sind jedoch beträchtlich geringer als in dem Fall, indem beide Linsenglieder zusammen bewegt werden. Andererseits bei dem erfindungsgemüßen optischen Suchersystem die Veränderung der Vergrößerung des Suchers kleiner als in dem Fall, wenn nur eines der beiden Linsenglieder bewegt wird. Darüber-

hinaus ist, wie sich aus Fig. 3 bis S ergibt, die durch die Dioptrien-Korrekturverstellung hervorgerufene Variation der Aberrationen außerordentlich gering.

Claims

PATENTANWALT Dipl.- Phys. RICHARD LUYKEN

Olympus Optical Co., Ltd. of Hatagaya 2-43-2 Shibuya-ku Tokio-to / JAPAN

oot 7833

O4.O6.I982

L/Ro

Optisches Suchersystem mit Dloptrien- Korrekturverstellung

P a t en t an β ρ r ü c h e

1. Optisches Suchereystem mit Dloptrien-Korrekturveristellung und einem aus einem ersten Linsenglied negativer Brechkraft und einem zweiten Linsenglied positiver Brechkraft bestehenden Okular, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dioptrieri-Korrekturverstellung das erste und das zweite Linsenglied entlang der optischen Achse in der gleichen Richtung unter Veränderung

dos Abstandes zwischen erstem und zweiten Linsengiied be- '

wogbar sind.

2. Optisches Suchersystem nach Anspruch . 1, g e k e η η - j

zeichnet durch die Erfüllung der folgenden j

Bedingungen: ]

0,6 « — < 1,2

^f2

0,4 < — < 0,8

worin bezeichnet:

f die Brennweite des Okulars,

f. die Brennweite des ersten Linsengliedea und

f„ die Brennweite des zweiten Linsengliedes.

3· Optisches Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß zwischen der Bildstellung des Objekts und dem Okular ein Pentaprisma mit konvexer Eintrittsfläche angeordnet ist.

4. Optisches Suchersystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Linsenglied eine zum Pentaprisma konvexe negative Meniskuslinse und das zweite Linsenglied eine bikonvexe Linse ist, gekennzeichnet durch folgende Daten +_ 5 % '·

Γ, - «ο d, - 1,17 ⁿl - 1,51633 V - 64, 15 1 ^d2 ⁼ 79,65 i m Γ, = 140,0 d, « variabel ⁿ2 = 1,72825 V₂ - 28, 46 J Γ. = ·ο ^d4 = 1,5 4
r. d. = variabel "3 = 1,62041 3 = 60, 27 5 - 32_ί ^r2 " ^Γ6 - 18, 5,0 30,139 ^Γ7 24 ⁶ = 18, - -60,981 - 59,594 ,827 ,512 ,827 = -2466,1 f, f

worin bezeichnet:

r, bis r- die Krümmungsradien der betreffenden Flächen (r, entspricht der Bildfläche)

dj bis d^ die Abstände zwischen den betreffenden Flächen, n. , n₂, n. die Brechungsindizes des Pentaprismas bzw.

der das Okular bildenden Linsen und

1* "*2 ^unt* ⁿ1 ^*⁰ Abbezahlen des Pentaprismas bzw. der das Okular bildenden Linsen.