DE3935696C2

DE3935696C2 -

Info

Publication number: DE3935696C2
Application number: DE3935696A
Authority: DE
Inventors: Saburo Kawasaki Kanagawa Jp Sugawara
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1993-01-21
Also published as: JP2859275B2; GB2225871B; DE3935696A1; US5052787A; JPH02116811A; FR2638249B1; FR2638249A1; GB8923916D0; GB2225871A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sucher mit veränderlicher Vergrößerung, bestehend aus der Sicht von der Objektseite her aus einer positiven ersten Linse, einer negativen zweiten Linse, einer negativen dritten Linse und einer positiven vierten Linse.

Ein Sucher dieser Art ist aus der Druckschrift JP 61 87 122 bekannt. Bei diesem Sucher bleibt bei der Brennweitenänderung die Frontlinse feststehend. Eine Bildfeldmarkierung nach dem ALBADA-Prinzip ist dort nicht vorgesehen.

Die Druckschrift JP 61 1 56 019 offenbart einen Zoomsucher, bei dem zwei vordere Linsen verstellbar sind und ein reelles Zwischenbild erzeugt wird.

Aus der Druckschrift DE-AS 11 26 729 ist ein ALBADA-Sucher mit zum Parallaxausgleich verstellbarem Bildbegrenzungsrahmen bekannt.

Bei den bekannten Suchern mit veränderlicher Vergrößerung ist der Vergrößerungsfaktor so gering, daß das durch den Sucher betrachtete Objekt im Bildfeld des Suchers sehr klein erscheint, was die visuelle Objekterkennung erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sucher mit veränderlicher Vergrößerung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das durch ihn betrachtete Objekt in relativ hoher Vergrößerung erscheint und daher visuell leicht erkannt werden kann, ohne daß die Größe des Suchers gesteigert werden muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen und Diagramme näher beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Sucher mit veränderlicher Vergrößerung nach einem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung im Schnitt bei Weitwinkeleinstellung,

Fig. 2 Diagramme mit Aberrationskurven für den Sucher in der Einstellung nach Fig. 1,

Fig. 3 den Sucher nach Fig. 1 bei Teleeinstellung,

Fig. 4 Diagramme mit Aberrationskurven für den Sucher in der Einstellung nach Fig. 3,

Fig. 5 Diagramme mit Aberrationskurven für einen ALBADA-Sucher nach dem Ausführungsbeispiel 1,

Fig. 6 einen Sucher mit veränderlicher Vergrößerung nach einem Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung im Schnitt bei Weitwinkeleinstellung,

Fig. 7 Diagramme mit Aberrationskurve für den Sucher in der Einstellung nach Fig. 6,

Fig. 8 den Sucher nach Fig. 6 bei Teleeinstellung,

Fig. 9 Diagramme mit Aberrationskurven für den Sucher in der Einstellung nach Fig. 8 und

Fig. 10 Diagramme mit Aberrationskurven für einen ALBADA- Sucher nach dem Ausführungsbeispiel 2.

Der erfindungsgemäße Sucher mit veränderlicher Vergrößerung (nachfolgend auch Zoomsucher genannt) besteht aus der Sicht von der Objektseite her aus einer positiven ersten Linse 10 bzw. 60, einer negativen zweite Linse 20, bzw. 70 einer negativen dritten Linse 30 bzw. 80 und einer positiven vierten Linse 50 bzw. 100. Dabei wird die Veränderung der Vergrößerung bewirkt durch Verstellen der ersten und zweiten Linsen 10, 20 bzw. 60, 70 längs der optischen Achse des Suchers relativ zu den feststehenden dritten und vierten Linsen 30, 50 bzw. 80, 100. Die negative dritte Linse 30 bzw. 80 weist eine zur positiven vierten Linse 50 bzw. 100 gerichtete konkave Fläche auf, die als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet ist.

Zwischen der negativen dritten Linse 30 bzw. 80 und der positiven vierten Linse 50 bzw. 100 ist eine planparallele Platte 40 bzw. 90 angeordnet, welche auf einer Fläche einen optischen Rahmen zur Darstellung der Bildfeldbegrenzung aufweist und zum Parallaxausgleich in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse verstellbar ist.

Die in Unteransprüchen enthaltenen Bedingungen (1) bis (6) werden nachfolgend näher erläutert.

Bedingung (1): 0,5<f₁/LDt<1,5

Die Bedingung (1) bezieht sich auf das Verhältnis der Brennweite der ersten Linse zur Gesamtlänge des Suchers bei kleinem Bildfeld und hoher Vergrößerung. Wenn die untere Grenze dieser Bedingung nicht erreicht wird, nimmt die Brechkraft der ersten Linse zu, und man kann durch eine kleine Bewegung der ersten und zweiten Linse ein hohes Zoomverhältnis erreichen, es wird jedoch schwierig, Koma und Verzeichnung zu kompensieren. Umgekehrt nimmt, wenn die obere Grenze der Bedingung (1) überschritten wird, die Brechkraft der ersten Linse ab, wodurch man eine leichte Kompensation für Koma und Verzeichnung erreicht, man jedoch kein hohes Zoomverhältnis erhält, ohne die erste und zweite Linse um einen großen Betrag zu bewegen. Dies ist ebenfalls unerwünscht, da die Gesamtlänge des Suchers zunimmt.

Bedingung (2): 0,1<|f₂|/LDt<0,7

Die Bedingung (2) bezieht sich auf das Verhältnis der Brennweite der zweiten Linse zur Gesamtlänge des Suchers bei kleinem Bildfeld und hoher Vergrößerung. Wenn die untere Grenze dieser Bedingung nicht erreicht wird, nimmt die Brechkraft der zweiten Linse zu, und man kann ein hohes Zoomverhältnis durch eine kleine Bewegung der ersten und zweiten Linse erreichen, jedoch wird es schwierig, Koma und Verzeichnung zu kompensieren. Wenn umgekehrt die obere Grenze der Bedingung (2) überschritten wird, nimmt die Brechkraft der zweiten Linse ab, wodurch man eine leichte Kompensation von Koma und Verzeichnung erreicht, man jedoch kein hohes Zoomverhältnis ohne Bewegen der ersten und zweiten Linse um einen großen Betrag erhalten kann. Dies ist ebenfalls unerwünscht, da die Gesamtlänge des Suchers zunimmt.

Bedingung (3); (4): R2<0; R3<0

Die Bedingungen (3) und (4) beziehen sich auf Werte der paraxialen Krümmungsradien der zweiten und dritten Linsenfläche. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt werden, sind die erste und zweite Linse nicht in der Lage, eine hohe Brech-Kraft zu erzeugen und müssen um einen hohen Betrag bewegt werden, um ein hohes Zoomverhältnis zu verwirklichen. Dies ist unerwünscht, da die Gesamtlänge des Suchers zunimmt.

Bedingung (5): 0,1<R3/R2<0,9

Die Bedingung (5) bezieht sich auf das Verhältnis des paraxialen Krümmungsradius der dritten Linsenfläche zu dem der zweiten Linsenfläche. Wenn die untere Grenze dieser Bedingung nicht erreicht wird, unterscheiden sich die Formen der zweiten und dritten Linsenfläche so stark, daß es schwierig wird, eine wirksame Kompensation von Koma zu erreichen, wenn das Bildfeld klein und die Vergrößerung gering ist. Wenn umgekehrt die obere Grenze der Bedingung (5) überschritten wird, nehmen nicht nur die Brechkraft der ersten und zweiten Linse ab, sondern ihre Formen werden einander ähnlich. Somit kann Koma leicht bei einem weiten Bildfeld und einer niedrigen Vergrößerung kompensiert werden. Ein hohes Zoomverhältnis kann jedoch nicht erreicht werden, wenn nicht die erste und zweite Linse um einen großen Betrag bewegt werden.

Bedingung (6): 0,003<ΔX₃(0,2LDt)/LDt<0,05

Die Bedingung (6) bezieht sich auf den Versetzungsbetrag der asphärischen dritten Linsenfläche. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, wird es schwierig, wirksam Koma und Verzeichnung bei einem weiten Bildfeld und einer niedrigen Vergrößerung zu kompensieren.

Der Zoomsucher gemäß der Erfindung weist eine parallelplanare Scheibe mit einem optische Rahmen auf einer Linsenfläche auf, die den Bildfeldrahmen angibt. Die planparallele Scheibe wird in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt, um eine leichte Kompensation der Parallaxe zu erreichen, da nur der Rahmen, der den Abbildungsbereich angibt, innerhalb des Sichtfelds des Suchers bewegt werden muß.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Tabelle beschrieben, wobei α die Nummer der Linsenfläche, gezählt von der Objektseite, R_α den Krümmungsradius der α-ten Oberfläche, d_α den Abstand von der α-ten Linsenfläche zu der α + 1-ten Linsenfläche, n_β (β ist ein Index zur Angabe des verwendeten optischen Materials) die Brechzahl an der d-Linie, * eine asphärische Linsenfläche, f₃ die Brennweite der dritten Linse, f₄ die Brennweite der vierten Linse und Augenpunkt die Abbildungsseite des Suchers darstellen.

Beispiel 1

In Beispiel 1 dient die sechste Linsenfläche als Halbspiegel, während die siebte Linsenfläche mit einem optischen Rahmen versehen ist.

Koeffizient der asphärischen Oberfläche

wobei:
f₁ = 32,325
f₂ = -14,143
f₃ = -41,443
f₄ = 32,773
LDt = 29,406
f₁/LDt = 1,099
|f₂|/LDt = 0,481
R 3/R 2 = 0,521

Beispiel 2

In Beispiel 2 dient die sechste Linsenfläche als Halbspiegel, während die siebte Linsenfläche mit einem optischen Rahmen versehen ist.

Koeffizient der asphärischen Oberfläche

wobei:
f₁ = 29,282
f₂ = -10,983
f₃ = -57,162
f₄ = 32,789
LDt = 30,976
f₁/LDt = 0,945
|f₂|/LDt = 0,274
R 3/R 2 = 0,329

In Fig. 1 bis 5 ist das oben beschriebene Beispiel 1 des Zoomsuchers dargestellt. Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt des Zoomsuchers entsprechend Beispiel 1 in der Einstellung auf ein weites Bildfeld und eine geringe Vergrößerung. Die positive Linse 10 befindet sich am nächsten an der Objektseite und ist längs der optischen Achse bewegbar. Die negative Linse 20 ist ebenfalls längs der optischen Achse bewegbar. Der Zoomsucher bewirkt das Zoomen durch Bewegen der Linsen 10 und 20 längs der optischen Achse. Die negative Linse 30 ist feststehend und hat auf der Augenseite eine Linsenfläche, die als Halbspiegel dient. Die planparallele Platte 40 ist in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegbar. Zusätzlich weist eine Fläche der planparallelen Platte 40 einen optischen Rahmen auf, der den Abbildungsbereich angibt. Der Zoomsucher kompensiert die Parallaxe durch Bewegen der Platte 40 in der Richtung senkrecht zur optischen Achse. Die positive Linse 50 befindet sich am nächsten an der Augenseite und ist feststehend.

Die Spezifikationen der Linsen 10, 20, 30 und 50 und der Platte 40 sind in den Tabellen für Beispiel 1 oben angegeben. Die Oberflächenziffer α in den Tabellen reicht von 1 bis 10, wobei 1 die der Objektseite nächste Linsenfläche und 10 die der Augenseite nächste Linsenfläche darstellt, wie in Fig. 1 gezeigt.

Fig. 2 ist ein Diagramm der verschiedenen Aberrationskurven des in Fig. 1 dargestellten Zoomsuchers.

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt des Zoomsuchers gemäß Beispiel 1 bei Einstellung auf ein kleines Bildfeld und eine hohe Vergrößerung. Die in Fig. 3 dargestellten Elemente sind die gleichen wie in Fig. 1, sind jedoch infolge der unterschiedlichen Sichtfeld- und Vergrößerungsbedingung unterschiedlich angeordnet. Fig. 4 ist ein Diagramm zur Darstellung der Aberrationskurven des Zoomsuchers gemäß Fig. 3. Fig. 5 ist ein Diagramm der verschiedenen Aberrationskurven, die man unter Verwendung eines Albada- Suchers gemäß Beispiel 1 erhält.

Fig. 6 bis 10 stellen das oben beschriebene Beispiel 2 dar. Fig. 6 und 8 zeigen vertikale Schnitte des Zoomsuchers gemäß Beispiel 2 bei Einstellung auf ein weites Bildfeld und eine geringe Vergrößerung bzw. auf ein kleines Bildfeld und eine hohe Vergrößerung. Die Linsen 60, 70, 80 und 100 und die planparallele Platte 90 entsprechen den Linsen 10, 20, 30 und 50 und der Platte 40 gemäß Fig. 1 bzw. 3. Die Linsen 60, 70, 80 und 100 und die Platte 90 weisen die in den Tabellen für Beispiel 2 oben angegebenen Spezifikationen auf.

Fig. 7 und 9 sind Diagramme verschiedener Aberrationskurven für den Zoomsucher gemäß Fig. 6 bzw. 8. Fig. 10 ist ein Diagramm der verschiedenen Aberrationskurven, die man unter Verwendung eines Albada-Suchers gemäß Beispiel 2 erhält.

Wie oben beschrieben, weist der Zoomsucher eine einfache Konstruktion auf. Durch Erfüllen der Bedingungen 1 bis 5 (und vorzugsweise der Bedingungen 1 bis 6) erreicht dieser Zoomsucher eine wirksame Kompensation der Aberrationen. Das Erkennen eines Objektes ist zufriedenstellend möglich trotz seiner Kompaktheit des Suchers und seiner Fähigkeit, eine hohe Vergrößerung zu liefern.

Der Zoomsucher stellt eine leichte Kompensation der Parallaxe durch Bewegen der planparallelen Platte in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse sicher.

Claims

1. Sucher mit veränderlicher Vergrößerung, bestehend aus der Sicht von der Objektseite her:

a) einer positiven ersten Linse (10; 60),
b) einer negativen zweiten Linse (20; 70),
c) einer negativen dritten Linse (30; 80) und
d) einer positiven vierten Linse (50; 100),

wobei

e) die Veränderung der Vergrößerung bewirkt wird durch Verstellen der ersten und zweiten Linsen (10, 20; 60, 70) längs der optischen Achse des Suchers relativ zu den feststehenden dritten und vierten Linsen (30, 50; 80, 100),
f) die negative dritte Linse (30; 80) eine zur positiven vierten Linse (50; 100) gerichtete konkave Fläche aufweist, die als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet ist, und
g) zwischen der negativen dritten Linse (30; 80) und der positiven vierten Linse (50; 100) eine planparallele Platte (40; 90) angeordnet ist, welche auf einer Fläche einen optischen Rahmen zur Darstellung der Bildfeldbegrenzung aufweist und zum Parallaxausgleich in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse verstellbar ist.

2. Sucher nach Anspruch 1, wobei folgende Bedingungen erfüllt sind: (1) 0,5 < f₁/LDt < 1,5;
(2) 0,1 < |f₂|/LDt < 0,7;
(3) R 2 < 0;
(4) R 3 < 0;
(5) 0,1 < R 3/R 2 < 0,9;worin bedeuten:
f₁ = Brennweite der ersten Linse (10; 60);
f₂ = Brennweite der zweiten Linse (20; 70);
LDt = Gesamtlänge des Suchers bei Einstellung auf hohe Vergrößerung;
R 2 = paraxialer Krümmungsradius der zweiten Linsenfläche des Suchers und
R 3 = paraxialer Krümmungsradius der dritten Linsenfläche des Suchers.

3. Sucher nach Anspruch 1 oder 2, wobei die objektseitige Fläche der zweiten Linse (20; 70) asphärisch ist und folgende Bedingung erfüllt: (6) 0,003 < ΔX₃(0,2 LDt)/LDt < 0,05;worin ΔX₃(0,2LDt) die Abweichung der objektseitigen asphärischen Fläche der zweiten Linse (20; 70) von der Kugel mit dem paraxialen Krümmungsradius dieser Fläche parallel zur optischen Achse in einer Höhe entsprechend 20% der Gesamtlänge LDt des Suchers bedeutet.

4. Sucher nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Linse durch ein einzelnes Linsenelement gebildet ist.

5. Sucher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Daten folgender Tabellen erfüllt sind, wobei α eine Oberflächenziffer, gezählt von der Objektseite, R_α der Krümmungsradius der α-ten Oberfläche, d_α der Abstand von der α-ten Oberfläche zu der (α + 1)-ten Oberfläche, n_β (β ist ein Index, der das verwendete optische Material bestimmt) den Brechungsindex an der d-Linie, * eine aspherische Oberfläche, f₃ die Brennweite der dritten Linse, f₄ die Brennweite der vierten Linse und der Augenpunkt die Abbildungsseite des Suchers ist: Koeffizient der asphärischen Oberfläche wobei die sechste Oberfläche (6) als Halbspiegel dient, während die siebte Oberfläche (7) mit einem optischen Rahmen versehen ist, und wobei:
f₁ = 32,325
f₂ = -14,143
f₃ = -41,443
f₄ = 32,773
LDt = 29,406
f₁/LDt = 1,099
|f₂|/LDt = 0,481
R 3/R 2 = 0,521

6. Sucher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin die Daten folgender Tabellen erfüllt sind, wobei α eine Oberflächenzahl, gezählt von der Objektseite R_α der Krümmungsradius der α-ten Oberfläche, d_α der Abstand von der α-ten Oberfläche zu der (α + 1)-ten Oberfläche, n_β (n_β ist ein Index zur Bestimmung des verwendeten optischen Materials) der Brechungsindex an der d-Linie, * eine asphärische Oberfläche, f₃ die Brennweite der dritten Linse (80), f₄ die Brennweite der vierten Linse (100) und Augenpunkt der Abbildungsseite des Suchers sind: Koeffizient der asphärischen Oberfläche wobei die sechste Oberfläche (6) als Halbspiegel dient, während die siebte Oberfläche (7) mit einem optischen Rahmen versehen ist, und wobei:
f₁ = 29,282
f₂ = -10,983
f₃ = -57,162
f₄ = 32,789
LDt = 30,976
f₁/LDt = 0,945
|f₂|/LDt = 0,355
R 3/R 2 = 0,274