DE4013798A1

DE4013798A1 - Weitwinkelokular

Info

Publication number: DE4013798A1
Application number: DE19904013798
Authority: DE
Inventors: Volker Dr Tautz
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-04-28
Publication date: 1991-01-17
Also published as: DD286239A5; JPH0387805A

Description

Die Erfindung betrifft ein Weitwinkelokular, das für Fernrohre mit einem großen Gesichtsfeld, insbesondere für terrestrische Anwendungsfälle eingesetzt werden kann.

Aus der Patentschrift US 45 35 035 ist ein sechslinsiges Okular für ein Gesichtsfeld von 80° bekannt, bei dem die Schnittweite der Austrittspupille im Verhältnis zur Brennweite für eine be queme visuelle Beobachtung, insbesondere für Brillenträger, zu kurz ist und aus der Patentschrift US 42 86 844 ein siebenlinsiges Okular für ein Gesichtsfeld von 90°, bei dem ein negatives Glied vor dem Zwischenbild angeordnet ist. Dieses Okular besitzt eine zu große Puppillenaberration.

Ein achtlinsiges Okular für ein Gesichtsfeld von 85° bis 90° wird in der Patentschrift US 47 20 183 beschrieben. Dieses Okular besitzt eine gute Korrektion. Es hat aber den Nachteil, daß der Okulardurchmesser groß ist und einige Linsen extreme Formen besitzen und dadurch der Fertigungsaufwand sehr hoch ist.

In der Patentschrift DD 2 63 606 wird ein Weitwinkelokular angege ben, bei dem von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives Kittglied, ein positives Kittglied, eine bikonkave Linse, eine konkavkonvexe Linse und ein schwach positi ves Kittglied angeordnet sind. Dieses Okular besitzt den Nach teil, daß die Masse und der Durchmesser groß sind und es ferti gungstechnisch aufwendig ist.

In dem Wirtschaftspatent WP G02B/3115526 ist ein Weitwinkelokular angegeben, bei dem von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes zum Auge hin ein negatives dreilinsiges Kittglied, ein positives zweilinsiges Kittglied, eine asphärische Bikonvexlinse und eine positive Meniskuslinse angeordnet sind. Dieses Okular besitzt den Nachteil einer für eine bequeme visuelle Beobachtung zu kurzen Schnittweite der Austrittspupille.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Weitwinkelokular für ein großes Gesichts feld sowie ausreichend großer Schnittweite der Austrittspupille mit einem einfachen Aufbau zu schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Weitwinkelokular für ein Gesichtsfeld von 90° anzugeben, bei dem die Schnitt weite der Austrittspupille größer als das 0,8fache der Okular brennweite ist, der maximale freie Durchmesser der Linsen nicht größer als das 2,6fache der Okularbrennweite ist, die Ver zeichnungskorrektion der Winkelbedingung entspricht und bei dem die Petzvalsumme korrigiert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Weitwinkelokular dadurch gelöst, daß das Weitwinkelokular aus einem Galileischen System G, dessen negatives Glied G_I in Richtung des durch das Weitwinkelokular abzubildenden Zwischenbildes angeordnet ist und aus einem positiven mehrlinsigen System S aufgebaut ist, wobei für die Vergrößerung und die Brennweite des Galileischen Systems vorteilhaft folgende Bedingungsgleichungen erfüllt sind:

worin die Symbole folgende Bedeutung haben:
f′_I - Brennweite des negativen Gliedes des Galileischen Systems
f′_II - Brennweite des positiven Gliedes des Galileischen Systems
f′_I/II - Brennweite des gesamten Galileischen Systems.

Das durch das Weitwinkelokular abzubildende Zwischenbild, bei spielsweise nach einem Fernrohrobjektiv, stellt für das Weitwinkelokular ein virtuelles Objekt dar. Durch das Galileische System wird dieses virtuelle Objekt in ein vergrößertes reelles Zwischenbild abgebildet und dieses Zwischenbild wird durch das positive mehrlinsige System wie durch ein Okular abgebildet.

Dabei ist es für ein Gesichtsfeld von 90° vorteilhaft, daß das Galileische System G aus einem negativen Kittglied K₁ aus einer Negativlinse L₁ und einer Positivlinse L₂ und einer bikonvexen Linse L₃ besteht und das sammelnde System S aus einem positiven Kittglied K₂ aus einer Positivlinse L₄ und einer Negativlinse L₅, einer bikonvexen Linse L₆, deren dem abzubildenden Zwischenbild zugewandte Fläche asphärisch ist, und einer positiven Meniskuslinse L₇ besteht. Diese Linsen anordnung gestattet es, von der Linse L₃ des Galileischen Systems G bis zur asphärischen Fläche der Linse L₆ einen nahezu telezentrischen Hauptstrahlenverlauf zu erreichen und so die freien Durchmesser der Linsen nicht zu stark anwachsen zu lassen.

Für eine ausgewogene Korrektion der Bildfehler müssen die im Patentanspruch 3 angeführten Konstruktionsdaten zugrunde gelegt werden.

Die Erfindung soll anhand nachstehender Zeichnungen näher er läutert werden. Es zeigt

Fig. 1 den grundlegenden paraxialen Aufbau des Weitwinkelokulars,

Fig. 2 das Linsenschnittbild des Weitwinkelokulars.

In Fig. 1 sind die Hauptebenen und paraxialen Verhältnisse des entlang der optischen Achse O-O′ von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes P zum Auge hin angeordneten Galileischen Systems G, bestehend aus einem negativen Glied G_I und einem positiven Glied G_II, und des positiven Systems S dargestellt. Durch das Galileische System G wird das virtuelle Objekt P vergrößert in ein Zwischenbild P′ in eine Zwischenbildebene ZB abgebildet sowie P′ durch das positive System S nach unendlich. Strichpunktiert ist der Hauptstrahl für einen Feldpunkt dargestellt.

Fig. 2 zeigt das Linsenschnittbild des Weitwinkelokulars, in dem entlang der optischen Achse O-O′ von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes aus ein Galileisches System G, bestehend aus einem negativen Kittglied K₁ aus einer Negativlinse L₁ und einer Positivlinse L₂ und einer bikonvexen Linse L₃, und ein sammelndes System S, bestehend aus einem positiven Kittglied K₂ aus einer Positivlinse L₄ und einer Negativlinse L₅, einer bikonvexen Linse L₆, deren dem abzubildenden Zwischenbild zuge wandte Fläche asphärisch ist, und einer positiven Meniskuslinse L₇ angeordnet sind.

Eine ausgewogene Korrektion der Bildfehler wird durch die ge schilderte Anordnung der Linsen L₁ bis L₇ mit ihren Radien r_i, Dicken d_j, Brechzahlen n_e und Abbeschen Zahlen ν_e, dem Parameter a und dem Scheitelradius r_i für die asphärische Fläche, wobei deren Pfeilhöhe nach folgender Beziehung vom Ab stand zur optischen Achse h abhängt

sowie den Luftabständen l_k erreicht, deren Werte in der Tabelle 1 angegeben sind.

Tabelle 1

Claims

1. Weitwinkelokular, bestehend aus drei entlang einer optischen Achse angeordneten Gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes aus ein negatives Glied G_I; ein positives Glied G_II und ein positives mehrlinsiges Glied S angeordnet sind, wobei die folgenden Bedingungsgleichungen eingehalten sind: worin die Symbole folgende Bedeutung haben:
f′_I - Brennweite des negativen Gliedes G_I
f′_II - Brennweite des positiven Gliedes G_II
f′_I/II - Brennweite von Glied G_I bis Glied G_II

2. Weitwinkelokular nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander von der Seite des abzubildenden Zwischenbildes aus ein negatives Kittglied K₁ aus einer Negativlinse L₁ und einer Positivlinse L₂, eine bikonvexe Linse L₃ und ein sammelndes Glied S aus einem positiven Kittglied K₂ aus einer Positivlinse L₄ und einer Negativlinse L₅, einer bikonvexen Linse L₆, deren dem abzubildenden Zwischenbild zugewandte Fläche asphärisch ist, und einer positiven Menis kuslinse L₇ angeordnet sind.

3. Weitwinkelokular nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Konstruktionsmerkmale vorliegen:

wobei die Pfeilhöhe z der asphärischen Fläche nach folgen der Beziehung vom Abstand zur optischen Achse h abhängt