Prismenfeldstecher mit sammelnden Okularen Die bisher gebräuchlichen
Prismenfeldstecher sind bekanntlich mit Objektiven ausgerüstet, die aus einer sammelnden
Frontlinse aus Kronglas und einer mit dieser verkitteten zerstreuenden Hinterlinse
aus Flintglas bestehen. Bei diesen Objektivtypen ist das relative Öffnungsverhältnis
im allgemeinen auf z : q., im Grenzfalle auf Z : 3,5 beschränkt, da andernfalls
keine brauchbare Korrektion der Bildfehler, vor allem des Gauß- und Zonenfehlers,
zu erzielen ist. Die Begrenzung des Öffnungsverhältnisses bedingt bei gegebener
optischer Leistung (Objektivdurchmesser und Vergrößerung) eine bestimmte Mindestbaulänge
des Prismenfeldstechers.Prism binoculars with collecting eyepieces The previously common ones
Prism binoculars are known to be equipped with lenses that consist of a collecting
Front lens made of crown glass and a diffusing rear lens cemented with this
consist of flint glass. For these types of lenses, the relative aperture ratio is
generally limited to z: q., in the limiting case to Z: 3.5, otherwise
no usable correction of the image errors, especially the Gaussian and zone errors,
can be achieved. The limitation of the aperture ratio depends on the given
optical performance (lens diameter and magnification) a certain minimum length
of the prism binoculars.
Es ist aus verschiedenen Gründen erwünscht, die Baulänge herabzusetzen.
Diesem Vorhaben sind aber gewisse Grenzen gesetzt, die in erster Linie durch die
Anforderungen an die Bildfehlerkorrektion gegeben sind. Der vorliegenden Erfindung
liegt nun die Aufgabe zugrunde, ohne Verschlechterung der Korrektion diese Baulänge
zu verringern. Dies bedeutet einen großen Vorteil, da Prismenfeldstecher mit kleinerer
Baulänge für den Benutzer viel handlicher sind, wobei Verringerungen der Baulänge
schon um einige Millimeter bereits stark ins Gewicht fallen.It is desirable for various reasons to reduce the overall length.
However, there are certain limits to this project, which are primarily due to the
Requirements for image aberration correction are given. The present invention
now the task is based on this length without deterioration of the correction
to reduce. This means a great advantage, since prism binoculars with smaller
Overall length for the user are much more manageable, with reductions in overall length
already weigh a few millimeters.
EineVerkürzung derBaulänge ohne Beeinträchtigung der optischen Leistung
von Prismenfeldstechern durch Vergrößerung des Öffnungsverhältnisses schließt die
Verwendung zweilinsig verkitteter Achromate aus, da der Gauß- und der Zonenfehler
solcher Objektive bei einer Vergrößerung des Öffnungsverhältnisses, wie oben erwähnt,
unzulässig groß wird. Die für Fernrohrzwecke bekanntgewordenen Objektive größeren
Öffnungsverhältnisses bestehen daher aus mehr als zwei Linsen, auch wenn Glassorten
mit größeren Brechungsindizes verwendet werden. Jedoch sind solche Objektive teuer
und machen den Prismenfeldstecher verhältnismäßig schwer.A reduction in the overall length without impairing the optical performance
of prism binoculars by increasing the aperture ratio closes the
Use of two-lens cemented achromatic lenses because of the Gaussian and zone errors
such lenses when the focal ratio is increased, as mentioned above,
becomes impermissibly large. The lenses that have become known for telescope purposes are larger
Focal ratios therefore consist of more than two lenses, even if there are types of glass
with larger refractive indices can be used. However, such lenses are expensive
and make the prism binoculars relatively heavy.
Bekanntgeworden ist ferner ein älterer Vorschlag, eine Verkürzung
der Baulänge und eine Verringerung der Abmessungen der Prismen bei Prismenfeldstechern
herbeizuführen
durch Verwendung sogenannter Telephoto-Objektive, die aus einem sammelnden Vorderglied
und einem durch einen Luftabstand von diesem getrennten Hinterglied bestehen, wobei
beide Glieder je aus zwei miteinander verkitteten Linsen entgegengesetzter Brechkraft
bestehen, wobei der Luftabstand die Gestalt einer bikonvexen Linse aufweist und
wobei die beiden Glieder für sich bezüglich der chromatischen Längsabweichung auskorrigiert
sind. Abgesehen davon, daß diese Objektive sehr aufwendig sind und eine beträchtliche
Gewichtserhöhung bewirken, konnte dieser Vorschlag ausgesprochen nicht zum Erfolg
führen, da sich mit derartig gebauten Objektiven höchstens Öffnungsverhältnisse
von 1:11 ergeben. Dies würde jedoch eine Baulänge bedingen, die etwa doppelt so
groß ist wie die seit 1911 handelsüblichen Prismenfeldstecher. Bei den Telephoto-Objektiven
gemäß diesem älteren Vorschlag ist überdies der Korrektionszustand völlig unzureichend,
insbesondere sind Gaußfehler und Zonenfehler bereits bei dem an sich sehr kleinen
Öffnungsverhältnis schon viel zu groß.An older suggestion, a shortening, has also become known
the overall length and a reduction in the dimensions of the prisms in prism binoculars
bring about
through the use of so-called telephoto lenses, which consist of a collecting front member
and a rear member separated therefrom by an air gap, wherein
both members each made of two lenses cemented to one another and of opposite refractive power
exist, wherein the air gap has the shape of a biconvex lens and
the two terms corrected for themselves with respect to the longitudinal chromatic deviation
are. Apart from the fact that these lenses are very complex and considerable
To bring about weight gain, this suggestion was downright unsuccessful
lead, since with lenses built in this way at most aperture ratios
of 1:11. However, this would require an overall length that is about twice as long
is as large as the prism binoculars that have been commercially available since 1911. With the telephoto lenses
According to this older suggestion, moreover, the state of correction is completely inadequate,
in particular, Gaussian errors and zone errors are already very small in itself
Focal ratio already way too big.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß für
Prismenfeldstecher mit sammelnden Okularen in monokularer oder binokularer Ausführung
die Objektive je aus zwei Einzellinsen bestehen, von denen die vordere eine sammelnde
und die hintere eine zerstreuende ist, wobei diese beiden Einzellinsen eine Luftlinse
von meniskenförmiger Gestalt einschließen, die ihre hohle Seite dem Objekt zukehrt
und deren Mittendicke mindestens 3 °/o, aber höchstens 1o °/o der Brennweite beträgt.
Damit werden an Stelle der bisher üblichen verkitteten Fernrohrachromate bei Prismenfeldstechern
mit sammelnden Okularen Objektive der erfindungsgemäßen Bauart eingeführt. Durch
die Ausbildung der Teilglieder als einfache Linsen und der Luftlinse als ein seine
hohle Seite dem Objekt zukehrender Meniskus sowie durch die Festlegung des bestimmten
Intervalls für die Dicke der Luftlinse ist es möglich, eine Verringerung der Baulänge
um 30 °/o der Brennweite und mehr zu erreichen, und zwar aus zweierlei Gründen:
Einmal ist bekanntermaßen die Baulänge eines Objektivs mit Luftabstand zwischen
den Gliedern kürzer als die eines gewöhnlichen Achromaten, da die Hauptebenen nach
dem Objekt zu verlagert sind. Andererseits aber erlaubt ein Objektiv der erfindungsgemäßen
Bauart unter Berücksichtigung ausreichender axialer Bildgüte die Anwendung eines
größeren Öffnungsverhältnisses: denn im Gegensatz zum gewöhnlichen Achromaten läßt
sich sowohl der Gaußfehler als auch der Zonenfehler mit der »Luftlinse« von der
Form und Größe gemäß der Erfindung als zusätzlichem Korrektionsmittel beheben. Wenn
man auf diese Weise bei einem Objektivdurchmesser von 5o mm ein Öffnungsverhältnis
von 1:3 anwendet, läßt sich bei erheblicher Baulängenverkürzung eines Prismenfeldstechers
um 25 mm- immer noch eine bessere axiale Bildgüte erreichen als bei gewöhnlichen
Achromaten der gleichen Dimensionen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß
der Erfindung besteht die zerstreuende Hinterlinse aus einem Glas mit einer Brechzahl
größer als 1,70. In der Zeichnung ist ein Objektiv für die Verwendung in einem Prismenfeldstecher
mit sammelnden Okularen gemäß der Erfindung als beispielsweise Ausführungsform dargestellt,
die nachfolgende Tabelle enthält die Konstruktionsdaten als Rechenbeispiel für eine
Brennweite von f' = 95,2 mm bei einer Schnittweite des Brennpunktes vom bildseitigen
Scheitel des Hintergliedes von a2 = 74,9 mm.
Radien Scheitel- _I
abstände
y1 - -'-44,1
d, = 5,66 1,5163 64,0
_-71,3
8,3
vs - -48,S
dii = 3,97 1,7283 2S,3
11 -149,5
Mehrlinsige Teleobjektive für Fernrohre schlechthin sind seit langem bekannt, unter
anderem auch solche, deren Teilglieder Einzellinsen sind, und zwar sowohl Linsenkombinationen
mit sehr großem Luftabstand (über 1o0/, der Objektivbrennweite) als auch solche
mit sehr kleinem Luftabstand (unter 2 % der Obj ektivbrennweite). Die erstgenannten
beanspruchen vorwiegend nur historisches Interesse und haben kaum praktische Bedeutung
erlangt. Die letztgenannten sind als Refraktorobjektive verwendet worden. Man hat
sich jedoch bei ihrer Verwendung ausdrücklich auf den kleinen Luftabstand beschränkt
wegen der zunehmenden chromatischen Vergrößerungsdifferenz, die für diese Anwendungszwecke
störend ist, für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck für Prismenfeldstecher mit
sammelnden Okularen jedoch ohnehin an anderer Stelle kompensiert wird. Es ist weiterhin
bekanntgeworden, zwecks Verbesserung der Bildfehlerkorrektion bei einem zweigliedrigen
Objektiv für Galilei-Fernrohre mit zerstreuenden Okularen einen Luftabstand zwischen
Vorder- und Hinterglied von o,1 bis 1,5 °/o der Brennweite einzuführen. Bei derartigen
Luftabständen ist aber die Verschiebung der Hauptebenen des Systems nach vorn, also
in Richtung zum Objekt hin, unwesentlich. Abgesehen davon weisen Galilei-Fernrohre
infolge ihrer Bauart mit negativem Okularglied ohnehin eine relativ kurze Baulänge
auf, da im Gegensatz zu astronomischen Fernrohren zwischen Objektiv und Okular kein
reeller Dingpunkt liegt. Eine Verringerung an Baulänge, bei Galilei-Fernrohren etwa
unter Verwendung von Teleobjektiven, ist daher von ganz untergeordneter Bedeutung
und bringt keinen wesentlichen Gewinn.These disadvantages are avoided according to the invention in that for prism binoculars with collecting eyepieces in monocular or binocular design the objectives each consist of two individual lenses, of which the front one is a collecting lens and the rear one is a dispersing one, these two individual lenses including an air lens of meniscus shape, which has its hollow side facing the object and whose center thickness is at least 3 ° / o, but at most 10 ° / o of the focal length. In this way, instead of the cemented telescope achromatic lenses conventionally used in prism binoculars with collecting eyepieces, objectives of the type according to the invention are introduced. By designing the sub-members as simple lenses and the air lens as a hollow side facing the object, as well as by defining the specific interval for the thickness of the air lens, it is possible to reduce the overall length by 30% of the focal length and more for two reasons: On the one hand, as is well known, the overall length of an objective lens with an air gap between the elements is shorter than that of an ordinary achromatic lens, since the main planes are shifted towards the object. On the other hand, however, an objective of the type according to the invention, taking into account sufficient axial image quality, allows the use of a larger aperture ratio: because, in contrast to the usual achromatic lens, both the Gaussian error and the zone error with the "air lens" of the shape and size according to the invention can be used as an additional correction means remedy. If an aperture ratio of 1: 3 is used in this way with an objective diameter of 50 mm, a better axial image quality can still be achieved than with conventional achromatic lenses of the same dimensions when the overall length of a prism binoculars is considerably shortened by 25 mm. In a preferred embodiment according to the invention, the rear diffusing lens consists of a glass with a refractive index greater than 1.70. In the drawing, an objective for use in a prism binoculars with collecting eyepieces according to the invention is shown as an exemplary embodiment, the table below contains the construction data as a calculation example for a focal length of f '= 95.2 mm with a focal length of the focal point from the image-side vertex of the rear link of a2 = 74.9 mm. Radii apex - _I
distances
y1 - -'- 44.1
d, = 5.66 1.5 1 63 64.0
_-71.3
8.3
vs - -48, p
dii = 3.97 1.7283 2S, 3rd
11 -149.5
Multi-lens telephoto lenses for telescopes have been known for a long time, including those whose sub-elements are individual lenses, namely both lens combinations with a very large air distance (over 1o0 /, the lens focal length) and those with a very small air distance (less than 2 % of the lens focal length ). The former claim mainly only historical interest and have hardly achieved any practical importance. The latter have been used as refractor lenses. However, their use was expressly limited to the small air gap because of the increasing chromatic magnification difference, which is disruptive for these purposes, but is compensated elsewhere for the use according to the invention for prism binoculars with collecting eyepieces. It has also become known to introduce an air gap between the front and rear of 0.1 to 1.5% of the focal length for the purpose of improving the image aberration correction in a two-part objective for Galileo telescopes with dispersing eyepieces. With such air gaps, however, the displacement of the main planes of the system forwards, i.e. in the direction of the object, is insignificant. Apart from that, Galileo telescopes have a relatively short overall length due to their design with a negative eyepiece element, since, in contrast to astronomical telescopes, there is no real point between the objective and the eyepiece. A reduction in the overall length, in the case of Galileo telescopes for example using telephoto lenses, is therefore of very little importance and does not bring any significant benefit.