AT522664A2 - Beobachtungsfernrohr - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Teleskopoptik für ein Beobachtungsfernrohr mit einer Objektivlinse, mit einem Prismen-Umkehrsystem und mit einer Okularlinse, wobei ein von der Objektivlinse erzeugtes Bild eines Gegenstands zwischen dem Prismen- Umkehrsystem und der Okularlinse liegt, und wobei die Objektivlinse, in einer objektseitig beginnenden Reihenfolge, eine erste Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsengruppe G3 umfasst, und wobei die zweite Linsengruppe G2 zum Fokussieren parallel zu einer optischen Achse verstellbar ist, und wobei zumindest eine Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Veränderung der Lage des Bildes senkrecht zu der optischen Achse verstellbar ist, und wobei die dritte Linsengruppe G3 eine negative Brechkraft aufweist.

Description

Die Wirkung einer fernoptischen Einrichtung besteht darin, einem Betrachter einen entfernten Gegenstand unter einem größeren Sehwinkel erscheinen zu lassen, als es ohne Benutzung der fernoptischen Einrichtung möglich ist. Dementsprechend wird auch die Vergrößerung als das Verhältnis aus dem Tangens des Sehwinkels mit Instrument und dem Tangens des Sehwinkels ohne Instrument definiert. In diesem Sinne wird das entfernte Objekt durch die fernoptische Einrichtung dem Auge des Betrachters vergrößert abgebildet. Insbesondere bei transportablen fernoptischen Einrichtungen, wie beispielsweise Ferngläsern oder Beobachtungsteleskopen, kann ein zu großer Wert der Vergrößerung der Benutzbarkeit der fernoptischen Einrichtung aber entgegenstehen. Ein freihändiges Halten des Instruments wird natürlicherweise immer von einem Wackeln oder Zittern begleitet sein und vom Benutzer als Verwackelungsunschärfe wahrgenommen werden. Dem kann beispielsweise durch Montage des fernoptischen Instruments auf einem stabilen Stativ entgegengewirkt werden. Andererseits ist es auch bekannt, fernoptische Einrichtungen mit einer eingebauten Vorrichtung zur Bildstabilisierung auszustatten. Dafür kann eine Linse oder Linsengruppe in der Teleskopoptik vorgesehen sein, die senkrecht zu der optischen Achse beweglich bzw. verstellbar gelagert ist. Von Sensoren detektierte Amplituden und Richtungen der Verkippung der optischen Achse bei einem Verwackeln liefern die Daten zur Ansteuerung von Aktoren, durch die die bewegliche Linse zur Kompensation in Gegenrichtung verscho-

ben wird.

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keit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch eine Teleskopoptik für ein Beobachtungsfernrohr mit einem Objektivlinsensystem, mit einem Prismen-Umkehrsystem und mit einem Okularlinsensystem, wobei ein von dem Objektivlinsensystem erzeugtes Bild eines Gegenstands zwischen dem Prismen-Umkehrsystem und dem Okularlinsensystem liegt, und wobei das Objektivlinsensystem, in einer objektseitig beginnenden Reihenfolge, eine erste Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsengruppe G3 mit zumindest einer Linse mit negativer Brechkraft umfasst, und wobei die zweite Linsengruppe G2 zum Fokussieren parallel zu einer optischen Achse verstellbar ist, und wobei die dritte Linsengruppe G3 zur Veränderung der Lage des Bildes senkrecht zu der optischen Achse verstellbar ist, und wobei zumindest eine Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 eine negative Brechkraft aufweist gelöst. Dies hat den Vorteil, dass dadurch der Strahlengang im Bereich des Prismen-Umkehrsystems besonders „schlank“ und langgestreckt gestaltet werden kann. Das heißt im Verhältnis zum Durchmesser der Objektivlinse braucht der Durchmesser für den Strahlengang im Bereich des Prismen-Umkehr-

systems nur relativ klein dimensioniert zu werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Teleskopoptik ist vorgesehen, dass der Wert eines Verhältnisses aus einer spezifischen lateralen Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Bildstabilisierung und einer Brennweite der dritten Linsengruppe G3 in einem Bereich zwischen -52 x10® /° und -25 x10° /° liegt, wobei die spezifische laterale Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Bildstabilisierung definiert ist durch die auf die Winkeleinheit bezogene laterale Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 in Bezug auf eine Verkippung der optischen Achse. Dies hat den Vorteil, dass damit Teleskopoptiken mit einer hohen optischen Quali-

tät, d.h. mit möglichst geringen Abbildungsfehlern hergestellt werden können.

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Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass die erste Linsengruppe G1 des ObjektivlIinsensystems der Teleskopoptik, in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine erste Linse L11 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linse L12 mit einer po-

sitiven Brechkraft und eine dritte Linse L13 mit einer negativen Brechkraft umfasst.

In einer Weiterbildung der Teleskopoptik ist vorgesehen, dass die erste Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystems 2, in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine bikonvexe Linse L11, eine bikonvexe Linse L12 und eine bikonkave Linse

L13 umfasst.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Linsen L12 und L13 der ersten Linsengruppe G1 des Objektivlin-

sensystems ein Kittglied bilden.

Weiters von Vorteil kann es sein, dass die zweite Linsengruppe G2 des ObjektivIinsensystems eine konvexe Fläche in Richtung Objektiv und eine konkave Fläche

in Richtung Okular aufweist.

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Weiters kann die zweite Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems, in objektseitig beginnender Reihenfolge, ein Kittglied mit einer konvex-konkaven Linse L21

und mit einer konvex-konkaven Linse L22 umfassen.

Die zumindest eine Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems der Teleskopoptik ist vorteilhafterweise, in objektseitig beginnender Reihenfolge, als ein Kittglied mit einer konkav-konvexen Linse L31

und der bikonkaven Linse L32 ausgebildet.

Darüber hinaus kann die dritte Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems, in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine Linse L33 mit positiver Brechkraft, bevorzugt ausgebildet als eine bikonvexe Linse, und das Kittglied mit negativer Brech-

kraft umfassen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Teleskopoptik wird dadurch erreicht, dass eine Feldlinse 5 als eine vierte Linsengruppe G4 ausgebildet ist, wobei die vierte Linsengruppe G4, in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine konkav-konvexe Linse L41 und ein Kittglied aus einer konkav-konvexen Linse L42 und einer bikon-

kaven Linse L43 umfasst.

Vorzugsweise ist die Teleskopoptik auch derart ausgebildet, dass das Okularlinsensystem 3 eine fünfte Linsengruppe G5 umfasst, wobei die fünfte Linsengruppe G5, in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine konkav-konvexe Linse L51, ein Kittglied aus einer bikonvexen Linse L52 und einer konkav-konvexen Linse L53,

eine bikonvexe Linse L54 und eine konvex-konkave Linse L55 umfasst.

Die Weiterbildung der Teleskopoptik, wonach die vierte Linsengruppe G4 und die Linsen L51, L52, L53 und L54 der fünften Linsengruppe G5 in axialer Richtung,

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teil, dass die Gesamtvergrößerung des Teleskops stufenlos veränderbar ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Teleskopoptik eines Beobachtungsfernrohrs; Fig. 2 das Linsensystem des Objektivlinsensystems als ein Detail der Tele-

skopoptik gemäß Fig. 1; Fig. 3 die Teleskopoptik in einer alternativen Vergrößerungseinstellung; Fig. 4 Abbildungsfehler der Teleskopoptik in der minimalen Vergrößerung; Fig. 5 Abbildungsfehler der Teleskopoptik in der maximalen Vergrößerung;

Fig. 6 Abbildungsfehler eines zweiten Ausführungsbeispiels der Teleskopoptik

in der minimalen Vergrößerung;

Fig. 7 Abbildungsfehler des zweiten Ausführungsbeispiels der Teleskopoptik

in der maximalen Vergrößerung;

Fig. 8 Abbildungsfehler eines dritten Ausführungsbeispiels der Teleskopoptik

in der minimalen Vergrößerung;

Fig. 9 Abbildungsfehler des dritten Ausführungsbeispiels der Teleskopoptik in

der maximalen Vergrößerung;

Fig. 10 ein viertes Ausführungsbeispiel der Teleskopoptik eines Beobachtungs-

fernrohrs.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfüh-

rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe-

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angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Die Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Teleskopoptik 1 eines

Beobachtungsfernrohrs.

Bei der Darstellung der Komponenten der Teleskopoptik 1 in der Fig. 1 ist, wie sonst allgemein üblich, links die Objektseite und rechts die Beobachterseite vorausgesetzt. Demnach umfasst die Teleskopoptik 1 objektseitig ein Objektivlinsensystem 2 und beobachterseitig ein Okularlinsensystem 3. Auf das Objektivlinsensystem 2 folgt ein Prismenumkehrsystem 4 und eine Feldlinse 5. Wenn im weiteren Verlauf der Beschreibung vereinfachend die Begriffe „Objektiv“, „Okular“, „Objektivlinse“ oder „Okularlinse“ verwendet werden, so sei zur Klarstellung dessen ausdrücklich angemerkt, dass damit keine Einschränkung auf nur eine einzelne Linse bezweckt ist, sondern dass damit auch ein System von mehreren Linsen be-

zeichnet sein kann. Dies gilt selbstverständlich auch im Fall der „Feldlinse 5“.

Zwischen dem Prismenumkehrsystem 4 und der Feldlinse 5 ist auch noch ein Deckglas 6 eingezeichnet. Das Deckglas 6 ist allerdings optional und kann vorgesehen sein, um das Teleskop mit einer mechanischen Schnittstelle zu versehen, an dem eine Trennung des Teleskops in 2 Komponenten vorgenommen werden kann. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, umfassen das Objektivlinsensystem 2, das Okularlinsensystem 3 und auch die Feldlinse 5 jeweils aus mehreren Linsen bzw. Linsengruppen gebildete Linsensysteme. In der gewählten Reihenfolge — objektseitig beginnend — umfasst das Objektivliinsensystem 2 eine erste Linsengruppe G1, eine zweite Linsengruppe G2 und eine dritte Linsengruppe G3. In Fortsetzung dieser Bezeichnungsweise wird also die Feldlinse 5 durch eine vierte Lin-

sengruppe G4 und das Okularlinsensystem 3 durch eine fünfte Linsengruppe G5

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Die erste Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystem 2 hat die Wirkung einer Sammellinse. Die zweite Linsengruppe G2 als auch die dritte Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems 2 haben jeweils die Wirkung einer Zerstreuungslinse. Dabei ist außerdem vorgesehen, dass die zweite Linsengruppe G2 des ObjektivlIinsensystems 2 in axialer Richtung, das heißt in Richtung der optischen Achse 7 der Teleskopoptik 1 verschiebbar ist. Sie hat somit die Funktion einer Fokussier-

linse.

Die dritte Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems 2 ist senkrecht zu der optischen Achse 7 verschiebbar. Dadurch kann eine Bildstabilisierung eines in einer Bildebene 8 dargestellten Bildes erreicht werden. Durch Sensoren detektiere Kippbewegungen des Teleskops bzw. der optischen Achse 7 werden benutzt, eine laterale Bewegung der Linsengruppe G3 des Objektivlinsensystems 2 zu erzeugen, durch die erreicht wird, dass das in der Bildebene 8 dargestellte Bild relativ zu einer das Beobachtungfernrohr haltenden Person in Ruhe bleibt. Dies kann veranschaulicht werden anhand der Situation eines Fernrohrs, das mit seiner optischen Achse 7 auf einen (unendlich) weit entfernten Gegenstandspunkt ausgerichtet sel. Der auf der optischen Achse 7 befindlich gedachte Gegenstandspunkt wird durch ein achsparallel einfallendes Strahlenbündel dem Beobachter in ein achsparalle! aus dem Okularlinsensystem des Fernrohrs austretendes Strahlenbündel abgebildet. Bei einer Kippbewegung des Fernrohrs kommt es zu einer Lageänderung, Sodass derselbe Gegenstandspunkt nun relativ zu der optischen Achse 7 mit dieser einen von Null verschiedenen Sehwinkel einschließt. Dieser gegenstandsseitige Sehwinkel wird durch das Fernrohr vergrößert und erfährt das aus dem Okularlinsensystem des Fernrohrs austretende Strahlenbündel so eine entsprechende Richtungsänderung relativ zu der unveränderten Richtung auf den Gegenstandspunkt hin. Einem Beobachter erscheint diese Richtungsänderung als eine Zitterbe-

wegung des vergrößert dargestellten Bilds, die umso stärker zur Wirkung kommt

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dest so sehr verkleinert werden, dass sie nicht mehr als störend empfunden wird.

Bei der Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems 2, die die Wirkung einer Zerstreuungslinse hat, wurde gefunden, dass bei einer Kippbewegung der Teleskopoptik 1 im Uhrzeigersinn für eine Kompensation der lateralen Bewegung des Bildes in der Bildebene 8 die Linsengruppe G3 nach oben verschoben werden muss. Die Teleskopoptik 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie sie nachstehend anhand ihrer technischen Daten in Tabelle 1 definiert ist, erlaubt eine Verkippung in einem Amplituden-Bereich von +/- 0,25°. Ein solcher Amplituden-Bereich ist typisch für handgehaltene Systeme. Das heißt, beim freien Halten eines Beobachtungfernrohrs, wie eines Fernglases, in den Händen einer Person ist mit Wackel- oder Zitterbewegungen in dem angegebenen Winkelbereich zu rechnen. Die auf die Winkeleinheit bezogene laterale Verschiebung der Linsengruppe G3 in Bezug auf eine Verkippung der optischen Achse 7 hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen Wert von 6,02 mm/° („spezifische laterale Verschiebung zur Bildstabili-

sierung“).

Die Linsendaten der Teleskopoptik 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in der Tabelle 1 aufgelistet. Dabei bedeutet „m“ die Nummer der Oberfläche, wobei eine Zählweise beginnend am Objektseitigen Ende der Teleskopoptik 1 verwendet wird. Mit „r“ wird der Radius der Krümmung der Oberfläche und mit „d“ der Abstand zu der nächstfolgenden Oberfläche angegeben. Krümmungsradien und Abstände sind dabei in mm angegeben. Hinsichtlich der Vorzeichen der Krümmungsradien „r“ der Oberflächen wird die auch sonst in der technischen Optik übliche Konvention zugrunde gelegt. D.h. der Radius wird angegeben als die Strecke vom Bezugspunkt der Oberfläche, d.h. dem Punkt, der mit der optischen Achse gemeinsam ist, hin zu ihrem Krümmungsmittelpunkt. Ist diese Richtung (vom Bezugspunkt der Oberfläche hin zu ihrem Krümmungsmittelpunkt) gleichgerichtet, wie die Richtung vom Objekt zum Beobachter (Hauptausbreitungsrichtung des

Lichts, z-Koordinate), so hat der Radius ein positives Vorzeichen, andernfalls ist

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Bezeichnungsweise der Kataloge der Firma Schott AG angegeben.

In der Tabelle 1 ist außerdem auch die Bildebene berücksichtigt, und zwar als „Oberfläche“ m = 24. Durch den Wert des Abstands d bei der letzten Glasoberfläche, m = 33, ist außerdem auch der Augenabstand, d.h. die Position der Aus-

trittspupille, angegeben.

Tabelle 1:

m r/mm d/mm Glas 1 97,798 6,6 FCD1

2 -381,34 0,3

3 107,37 8 FCD1

4 -118,76 0,995

5 -115,15 3,5 N-KZFS4 6 185,2 35,5

7 140,35 4,3 N-F2

8 -807,26 2,5 N-KZFS4 9 97,628 37,5

10 -130,19 4,2 N-LASF40 11 -25,109 1 N-LASF44 12 266 30

13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1

15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6

17 Infinity 2 N-BK7

18 Infinity 8,226

19 -13,152 1,2 N-FK5 20* -33,999 0,22

21 -40,287 4 N-SF6

22 -19,66 1,2 N-FK5

7

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23 106,35 26,45

24 Infinity 8,2

25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32 0,3

27 45,566 14,4 N-PSK3 28 -19,793 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5

30 111,14 5,2 N-LAK33 31 {7 0,5

32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 17,7

Dabei ist außerdem vorgesehen, dass die Oberfläche mit der Nummer 20, das heißt die Grenzfläche zwischen den Linsen L41 und L42 der Linsengruppe G4, eine asphärische Oberfläche ist. Diese asphärische Oberfläche 20 ist rotationssymmetrisch bezüglich der optischen Achse 7 und ist definiert durch die Bezie-

hung zn =er/(1+11-(1+k)e?r? 2)

z bezeichnet dabei die Koordinate in Richtung der optischen Achse 7 relativ zum Vertex (Scheitel) der Oberfläche als Funktion des Abstands r von der optischen Achse 7. Der Koeffizient c (= 1 / R) ist die Krümmung der Oberfläche an der Stelle des Scheitels (R wird auch Scheitelkrümmungsradius genannt) und k die Schwarzschildkonstante („conic constant“). Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Konstante k der asphärischen Oberfläche 20 den Wert k = -20.

Die Teleskopoptik 1 ist somit insgesamt folgendermaßen aufgebaut. Die erste Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystems 2 umfasst die beiden bikonvexen Linsen L11 und L12 und die bikonkave Linse L13. Die zweite Linsengruppe G2 ist als Kittglied mit der bikonvexen Linse L21 und der bikonkaven Linse L22 ausgebildet. Die dritte Linsengruppe G3 des Objektivlinsensystems 2 umfasst ebenfalls ein Kitt-

glied, und zwar mit der konkav-konvexen Linse L31 und der bikonkaven Linse

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L32. Die Feldlinse 5 bzw. vierte Linsengruppe G4 umfasst die konkav-konvexe Linse L41 und ein Kittglied aus der konkav-konvexen Linse L42 und der bikonkaven Linse L43. Das Okular 3 bzw. die fünfte Linsengruppe G5 umfasst schließlich ein Linsensystem mit der konkav-konvexen Linse L51, dem Kittglied aus der bikonvexen Linse L52 und der konkav-konvexen Linse L53, der bikonvexen Linse

L54 und der konvex-konkaven Linse L55.

In der Tabelle 2 sind die Daten der einzelnen Linsen bzw. die Gesamt-Brennweiten der jeweiligen Linsengruppen angegeben. „ne“ ist der Brechungsindex und „ve“ bedeutet die Abbe-Zahl (v griechischer Kleinbuchstabe Ny). Als Bezugswellenlänge dient dabei die sogenannte „e-Linie“ mit 546 nm. d bedeutet die Linsendi-

cke und f” die Brennweite, jeweils in der Einheit mm.

Tabelle 2:

Linse / ne ve d/mm f‘/mm

Gruppe L11 1,49845 81,2 6,6 156,88 L12 1,49845 81,2 8 114,48 L13 1,61664 44,27 3,5 -114,64 G1 143,15 L21 1,62408 36,16 4,3 191,92 L22 1,61664 44,27 2,5 -141,09 G2 -573,85 L31 1,83935 37,04 4,2 36,4 L32 1,80832 46,25 1 -28,34 G3 -120,7 L41 1,48914 70,23 1,2 -34,35 L42 1,81266 25,16 4 43,47 L43 1,48914 70,23 1,2 -33,82 G4 -27,37 G5 20,24

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Die Teleskopoptik 1 hat insgesamt eine Vergrößerung von 34,3-fach und ein objektives Sehfeld von 2,18°. Dementsprechend wird ein subjektives Sehfeld von 69,6° erreicht.

Die Fig. 2 zeigt als ein Detail der Teleskopoptik 1 gemäß Fig. 1 das Linsensystem des Objektivliinsensystems 2. Aus den geometrischen Beziehungen der Linsengruppen G1, G2 und G3 gemäß der Darstellung in Fig. 2 kann der Wert der lateralen Verschiebung der Linsengruppe G3 bezogen auf die Winkeleinheit abgeleitet werden. Dies ist möglich durch einen Vergleich der Wirkung des durch alle drei Linsengruppen, G1, G2 und G3, gebildeten Linsensystems und einem nur durch die erste Linsengruppe G1 und die zweite Linsengruppe G2 der Objektivoptik gebildeten Linsensystems. Ein unendlich weit entfernter Gegenstandspunkt auf der optischen Achse 7 würde unter der alleinigen Wirkung des Systems aus erster Linsengruppe G1 und zweiter Linsengruppe G2 in den okularseitigen Bildpunkt O‘ (G1, G2) abgebildet werden. Andererseits wird der gleiche Gegenstandspunkt durch die kombinierte Gesamtwirkung aller drei Linsengruppen G1, G2 und G3 in den okularseitigen Bildpunkt O0‘ (G1, G2, G3) abgebildet. In der üblichen Bezeichnungsweise sind zu den Linsengruppen G1, G2 und G3 auch die gegenstandsseitigen bzw. bildseitigen Hauptebenen H bzw. H‘ eingezeichnet. Das Bild in O‘ (G1, G2) erfährt bei einem Kippen bzw. Verschwenken der Teleskopoptik 1 relativ zu einem ruhenden Koordinatensystem eine laterale Versetzung mit einem Wert von 2,877 mm/°. Dies entspricht näherungsweise der einem Grad (1°) entsprechenden Bogenlänge am Umfang eines Kreises, dessen Radius gleich ist dem Wert der Brennweite f‘ (G1, G2). Durch eine Querbewegung der Linsengruppe G3 (senkrecht relativ zu der optischen Achse 7) soll die laterale Versetzung des Bildes nahezu auf Null reduziert werden (relativ zum ruhenden Koordinatensystem). Dazu ist zusätzlich aber auch noch die abbildende Wirkung der Linsengruppe G3 insofern zu berücksichtigen, als es durch diese zusätzlich zu einer Verstärkung der lateralen Versetzung des Bildes im Verhältnis des Abbildungsmaßstabs einer Abbildung von der Bildebene in O‘ (G1, G2) in die Bildebene O0‘ (G1, G2, G3) kommt.

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Die laterale Versetzung der Linsengruppe G3 zur Bewirkung einer Bildstabilisierung berechnet sich auf der Grundlage der Größen f‘ (G1, G2) = 164,82 mm und dem Verhältnis der Abstände O‘ (G1, G2, G3) - H‘ (G3) zu O0‘ (G1, G2) —- H (G3):

116,853 / 58,949 x 2,877 = 5,703 mm/°

Tatsächlich müssen aber auch noch ein geringer Einfluss der Linsengruppe G4 als auch Abbildungsfehler berücksichtigt werden, sodass sich praktisch der schon

weiter oben angegebene Wert von 6,02 mm/° ergibt.

Die Fig. 3 zeigt die Teleskopoptik 1 in einer alternativen Vergrößerungseinstellung. Zur Verstellung der Gesamtvergrößerung der Teleskopoptik 1 sind die Linsengruppe G4 und die Linsen L51, L52, L53 und L54 der Linsengruppe G5 in axialer

Richtung der optischen Achse 7 verschiebbar ausgebildet.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung der Linsengruppe G4 und G5 weist die Teleskopoptik 1 eine Gesamtvergrößerung von 17,8-fach auf. Die Daten der optisch wirksamen Oberflächen der Teleskopoptik 1 in dieser minimalen Vergrößerungseinstellung sind in der nachstehenden Tabelle 3 aufgelistet. Dabei wird ein objektives Sehfeld von 3,42° und ein subjektives Sehfeld von 57,5° erreicht. Die Okularbrennweite f‘ (G5) hat dabei einen Wert von f‘ (G5) = 26,07 mm. Die Teleskopoptik 1 weist somit eine zoombare Vergrößerungseinstellung mit einer stufenlos verstellbaren Vergrößerung zwischen einer minimalen Vergrößerung von 17,8-fach und

einer maximalen Vergrößerung von 34,3-fach auf.

Tabelle 3: m r/mm d/mm Glas 1 97,798 6,6 FCD1 2 -381,34 0,3 3 107,37 8 FCD1 4 -118,76 0,995 5 -115,15 3,5 N-KZFS4

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6 185,2 35,5 7 140,35 4,3 N-F2 8 -807,26 2,5 N-KZFS4 9 97,628 37,5 10 -130,19 4,2 N-LASF40 11 -25,109 1 N-LASF44 12 266 30 13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1 15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6 17 Infinity 2 N-BK7 18 Infinity 14,538 19 -13,152 1,2 N-FK5S 20* -33,999 0,22 21 -40,287 4 N-SF6 22 -19,66 1,2 N-FK5S 23 106,35 7,05 24 Infinity 5,25 25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32 0,3 27 45,566 14,4 N-PSK3 28 -19,793 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5 30 111,14 5,2 N-LAK33 31 -77 16,541 32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 18,3

In der Tabelle 4 sind Brennweiten von Teilsystemen der Teleskopoptik 1 gemäß

dem ersten Ausführungsbeispiel aufgelistet.

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Tabelle 4:

f /mm

Objektiv-Gesamtbrennweite bei minimaler f(G1,G2,G3, G4)min 463,23 Vergrößerung

Objektiv-Gesamtbrennweite bei maximaler f(G1,G2,G3,G4)max 689,56 Vergrößerung

Okularbrennweite bei minimaler Vergröße- f'(G5)min 26,07 rung Okularbrennweite bei maximaler Vergröße- f'(G5)max 20,24 rung Brennweite der Gruppen G1, G2 f(G1,G2) 164,82 Brennweite der Gruppen G1, G2, G3 f(G1,G2,G3) 324,44

In den nachfolgenden Fig. 4 und 5 sind die Abbildungsfehler der Teleskopoptik 1

zu der minimalen und zu der maximalen Vergrößerung dargestellt.

Die Fig. 4 zeigt Diagramme der verschiedenen Abbildungsfehler der Teleskopoptik 1 bei der minimalen Vergrößerung. Dabei zeigt das Diagramm „field curvature“ die Bildfeldwölbung ausgedrückt durch die Abweichung in Millimeter in Richtung der optischen Achse 7 (auf der Abszisse aufgetragen) in Abhängigkeit vom objektseitigen Sehwinkel w (aufgetragen auf der Ordinate). Dabei sind für jede der drei Wellenlängen jeweils die Abweichungen für eine Tangentialebene („T“) und eine sagitale Ebene („S“) aufgetragen. Die auf der Abszisse ablesbaren Werte der Versetzungen in Richtung der optischen Achse 7 ergeben sich, wenn man im mittleren Augenabstand eine (fehlerfreie) Paraxiallinse einsetzt. Diese Paraxiallinse fokussiert das Bündel und wird so das menschliche Auge simuliert. Als Brennweite der

Paraxial-Linse wird ein Wert von +10 mm verwendet.

In dem Diagramm mit der Bezeichnung „distortion“ ist die Verzeichnung, das heißt der Abbildungsfehler entsprechend einer in Abhängigkeit von dem objektivseitigen Sehwinkel w sich ändernden Werts der Vergrößerung in Prozent (auf der Abs-

zisse) aufgetragen. Auf der Ordinate können die Werte des objektseitigen Sehwin-

kels w abgelesen werden.

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Das Diagramm, bezeichnet mit „lateral color“, zeigt den „Farbquerfehler“ (Farbsaum), wobei auf der Ordinate wiederum der objektive Sehwinkel w angegeben ist. Auf der Abszisse sind laterale Abweichungen in der Fokusebene einer im mittleren Augenabstand angeordneten Paraxiallinse aufgetragen (mit einer Brenn-

weite +10 mm und Durchmesser 5 mm).

Die beiden Diagramme, bezeichnet mit „transverse ray fan plot“, zeigen die Fehler der sphärischen Aberration bzw. den Öffnungsfehler. Dieser ist auf den Ordinaten (ey und ex) als Wert des transversalen Versatzes in der Fokusebene einer hinter dem Okularlinsensystem 3 der Teleskopoptik 1 im mittleren Augenabstand angeordneten Paraxiallinse angegeben. Die Werte auf den Abszissen (Py und Px) entsprechen dem radialen Abstand eines Bereichs in einem Querschnitt des Strah-

lengangs relativ zu der optischen Achse 7.

Die Fig. 5 zeigt die verschiedenen Abbildungsfehler der Teleskopoptik 1 bei der maximalen Vergrößerung. Die Diagramme geben die gleichen Größen, wie oben schon für die Fig. 4 beschrieben, wieder. Das heißt, die Diagramme zeigen die Bildfeldwölbung, die Verzeichnung, den Farbquerfehler bzw. die chromatische Aberration und den Öffnungsfehler der Teleskopoptik 1 in der Vergrößerungseinstellung 34,3-fach.

Beispiel 2:

In der nachstehenden Tabelle 5 sind die Daten der Einzellinsen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Teleskopoptik 1 aufgelistet. Anzahl und Bezeichnung der einzelnen Linsen bzw. Linsengruppen entsprechen der Darstellung wie in Fig. 1 gezeigt. Neben den Angaben zum Glas der einzelnen Linsen, dem Brechungsindex ne und der Abbe-Zahl ve sind die Werte der Linsendicke d und der jeweiligen Brennweite f” angegeben. Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, sind die Linsengruppe G4 und die Linsen L51, L52, L53 und L54 der Linsengruppe G5 in Richtung der optischen Achse 7 verschiebbar und kann dadurch der Wert der

Gesamtvergrößerung der Teleskopoptik 1 verändert werden (Fig. 1, 3).

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Die der maximalen Vergrößerung (33, 76-fach) der Teleskopoptik 1 entsprechende Anordnung der Linsenoberflächen sind in der Tabelle 6 aufgelistet. Zu jeder Oberflächennummer m - m in am objektseitigen Ende der Teleskopoptik 1 beginnender Zählweise — ist der jeweilige Krümmungsradius r und die Distanz zur nächstfolgen-

den Oberfläche d angegeben.

Tabelle 5:

ne ve d/mm f‘/mm L11 1,49845 81,2 7,1 145,233 L12 1,49845 81,2 9,2 93,371 L13 1,61664 44,27 3,5 -97,227 G1 120,999 L21 1,62408 36,16 4,3 264,566 L22 1,61664 44,27 2,5 -191,864 G2 -739,655 L31 1,83935 37,04 4,2 29,918 L32 1,80832 46,25 1 -21,37 G3 -80,053 L41 1,48914 70,23 1,2 -34,35 L42 1,81266 25,16 4 43,47 L43 1,48914 70,23 1,2 -33,82 G4 -27,37 G5 20,24

Die Angabe der Brennweite für die Linsengruppe G5 bezieht sich dabei auf die

maximale Vergrößerungseinstellung der Teleskopoptik 1.

Tabelle 6: m r/mm d/mm Glas 1 98,259 7,10 FCD1 2 -268,367 0,3 3 78,962 9,2 FCD1 4 -108,957 1

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5 -104,062 3,5 N-KZFS4 6 143,262 17,6 7 170,471 4,3 N-F2 8 -5200,05 2,5 N-KZFS4 9 121,087 37,5 10 168,526 4,2 N-LASF40 11 -29,1733 1 N-LASF44 12 42,9948 27,748 13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1 15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6 17 Infinity 2 N-BK7 18 Infinity 8,226 19 -13,152 1,2 N-FK5S 20* -33,999 0,22 21 -40,287 4 N-SF6 22 -19,66 1,2 N-FK5S 23 106,35 26,45 24 Infinity 8,2 25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32 0,3 27 45,566 14,4 N-PSK3 28 -19,793 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5 30 111,14 5,2 N-LAK33 31 -77 0,5 32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 17,8

Die Oberfläche 20 ist wiederum eine asphärische Oberfläche.

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In der Tabelle 7 sind die Daten der wirksamen Oberflächen der Linsen der Teleskopoptik 1 für die minimale Vergrößerungseinstellung, d.h. für 17,51-fache Ver-

größerung angegeben.

Tabelle 7: m r/mm d/mm Glas 1 98,259 7,1 FCD1 2 -268,367 0,3 3 78,962 9,2 FCD1 4 -108,957 1 5 -104,062 3,5 N-KZFS4 6 143,262 17,58 7 170,471 4,3 N-F2 8 -5200,05 2,5 N-KZFS4 9 121,087 37,52 10 168,526 4,2 N-LASF40 11 -29,1733 1 N-LASF44 12 42,9948 27,748 13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1 15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6 17 Infinity 2 N-BK7 18 Infinity 14,538 19 -13,152 1,2 N-FK5 20* -33,999 0,22 21 -40,287 4 N-SF6 22 -19,66 1,2 N-FK5 23 106,35 7,05 24 Infinity 5,25 25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32 0,3 27 45,566 14,4 N-PSK3

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28 -19,793 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5

30 111,14 5,2 N-LAK33 31 -77 16,541

32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 18,36

In der Tabelle 8 sind Brennweiten bzw. Gesamtbrennweiten von Teilsystemen der

Teleskopoptik 1 aufgelistet.

Tabelle 8:

f /mm

Objektiv-Gesamtbrennweite bei minimaler f(G1,G2,G3,G4) min | 457,2 Vergrößerung

Objektiv-Gesamtbrennweite bei maximaler f(G1,G2,G3,G4) max | 680,751 Vergrößerung

Okularbrennweite bei minimaler Vergröße- f(G5) min 26,07 rung

Okularbrennweite bei maximaler Vergröße- f(G5) max 20,24 rung

Brennweite der Gruppen G1+G2 f(G1,G2) 133,561 Brennweite der Gruppen G1+G2+G3 f(G1,G2,G3) 319,378

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Teleskopoptik 1 hat die für die Bildstabilisierung verwendete Linsengruppe G3 eine betragsmäßig geringere Brennweite als im ersten Beispiel. Die Brennweite der Linsengruppe G3 hat in diesem Fall einen Wert von f‘(G3) = -80,053 mm. Bei einem Verkippen der Teleskopoptik 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine Bildstabilisierung durch eine laterale Versetzung der Linsengruppe G3 mit einem Wert von 4,163 mm/° erreicht

werden.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Abbildungsfehler der Teleskopoptik 1 zu der minimalen und zu der maximalen Vergrößerung, dargestellt in Diagrammen für die Bildfeldwölbung, die Verzeichnung, den Farbsaumfehler und den Öffnungsfehler.

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Beispiel 3: In der Tabelle 9 sind die Daten der Linsen bzw. der Linsengruppe der Teleskopop-

tik 1 für ein drittes Ausführungsbeispiel aufgelistet.

Die Glassorten der Einzellinsen und die Abstände d als auch die Krümmungsradien r der einzelnen optischen Oberflächen für die maximale Vergrößerungsein-

stellung, 33,66-fach, sind in der Tabelle 10 aufgelistet.

Tabelle 9:

ne ve d /mm f‘/mm L11 1,49845 81,2 5,7 192,63 L12 1,49845 81,2 8,8 116,144 L13 1,61664 44,27 3,5 -117,615 G1 169,056 L21 1,62408 36,16 4,3 174,977 L22 1,61664 44,27 2,5 -131,781 G2 -563,417 L31 1,83935 37,04 4,2 45,053 L32 1,80832 46,25 1 -37,239 G3 -240,006 L41 1,48914 70,23 1,2 -34,35 L42 1,81266 25,16 4 43,47 L43 1,48914 70,23 1,2 -33,82 G4 -27,37 G5 20,24

Die Angabe der Brennweite für die Linsengruppe G5 bezieht sich dabei auf die

maximale Vergrößerungseinstellung der Teleskopoptik 1.

Tabelle 10: m r/mm d/mm Glas 1 134,986 5,70 FCD1 2 -327,919 0,3 3 99,622 8,8 FCD1 4 -134,1435 1

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5 -131,4756 3,5 N-KZFS4 6 163,3985 38,92 7 220,395 4,3 N-F2 8 -214,816 2,5 N-KZFS4 9 131,285 37,5 10 143,693 4,2 N-LASF40 11 -50,6358 1 N-LASF44 12 74,879 50,505 13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1 15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6 17 Infinity 2 N-BK7 18 Infinity 8,226 19 -13,152 1,2 N-FK5S 20* -33,999 0,22 21 -40,287 4 N-SF6 22 -19,66 1,2 N-FK5S 23 106,35 26,45 24 Infinity 8,2 25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32 0,3 27 45,566 14,4 N-PSK3 28 -19,793 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5 30 111,14 5,2 N-LAK33 31 -77 0,5 32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 17,68

In Tabelle 11 sind die entsprechenden Oberflächendaten der Linsen bzw. Umlenk-

prismen für die minimale Vergrößerung, 17,46-fach, aufgelistet.

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Tabelle 11:

m r/mm d/mm Glas 1 134,99 5,70 FCD1

2 -327,919 0,3

3 99,622 8,8 FCD1

4 -134,1435 1

5 -131,4756 3,5 N-KZFS4 6 163,3985 38,905

7 220,395 4,3 N-F2

8 -214,816 2,5 N-KZFS4 9 131,285 37,518

10 143,693 4,2 N-LASF40 11 -50,6358 1 N-LASF44 12 74,879 50,505

13 Infinity 28,498 N-BAK4 14 Infinity 1

15 Infinity 44,882 N-BAK4 16 Infinity 13,6

17 Infinity 2 N-BK7 18 Infinity 14,538

19 -13,15 1,2 N-FK5 20* -34,00 0,22

21 -40,29 4 N-SF6 22 -19,66 1,2 N-FK5 23 106,35 7,05

24 Infinity 5,25

25 -66,05 3,9 N-LAK33 26 -32,00 0,3

27 45,57 14,4 N-PSK3 28 -19,79 1,2 N-SF57 29 -56,22 0,5

30 111,14 5,2 N-LAK33

7

24 / 48 N2019/40300-AT-00

31 -77,00 16,541 32 29,78 5 N-SK5 33 445,58 18,38

Tabelle 12 enthält die Brennweiten bzw. die Gesamtbrennweiten von Teilsyste-

men der Teleskopoptik 1.

Tabelle 12:

f / mm

Objektiv-Gesamtbrennweite bei minimaler f(G1,G2,G3,G4)min | 455,574 Vergrößerung

Objektiv-Gesamtbrennweite bei maximaler f(G1,G2,G3,G4)max | 678,684 Vergrößerung

Okularbrennweite bei minimaler Vergröße- f(G5)min 26,07 rung

Okularbrennweite bei maximaler Vergröße- f(G5)max 20,24 rung

Brennweite der Gruppen G1+G2 f(G1,G2) 205,854 Brennweite der Gruppen G1+G2+G3 f(G1,G2,G3) 318,429

Bei der Teleskopoptik 1 gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel kann die Vergrößerung zwischen 17,46-fach und 33,66-fach verändert werden. Bei der minimalen Vergrößerung wird ein objektives Sehfeld von 3,49° und ein entsprechendes subjektives Sehfeld von 57,57° erreicht. Bei der maximalen Vergrößerung ist ein

objektives Sehfeld von 2,23° und ein subjektives Sehfeld von 69,64° erreichbar.

Die bildstabilisierende Funktion der Linsengruppe G3 wird erreicht durch einen

Wert von 10,546 mm/° laterale Verschiebung der Linsengruppe G3.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Abbildungsfehler des Linsensystems der Teleskopoptik 1 gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Diagrammen für die Bildfeldwölbung, die Verzeichnung, den Farbquerfehler bzw. die chromatische Ab-

erration und den Öffnungsfehler.

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Beispiel 4:

Anhand der Fig. 10 wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Darstellung ist das gesamte Linsensystem der Teleskopoptik 1 wiedergegeben. Bei dieser ist nun für die Ausbildung der Linsengruppe G3 vorgesehen, dass sie eine dritte Einzellinse, und zwar die mit L33 bezeichnete Linse, umfasst. Die Linse L33 wird vorzugsweise durch eine bikonvexe Linse, also eine Linse mit positiver Brechkraft, gebildet. Sie ist außerdem in dem Strahlengang bzw. dem Linsensystem der Teleskopoptik 1 feststehend angeordnet. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann nun die negative Brechkraft der durch die Linsen L31 und L32 gebildeten Teil-Linsengruppe von G3 mit einer (betragsmäßig) größeren Brechkraft ausgebildet sein, wodurch das Ausmaß des maximal möglichen Auslenkungsbereichs vergrößert wird. Insgesamt wird dabei eine noch größere bildstabilisierende Wirkung erreicht. Die durch die Linsen L31 und L32 gebildete Teil-Linsengruppe von G3 ist lateral verstellbar und weist vorzugs-

weise eine Brennweite von f(L31, L32) = -51,2 mm auf.

Weiters ist bei dem Objektivlinsensystems 2 dieses Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass die Linsen L12 und L13 der ersten Linsengruppe G1 durch ein Kittglied gebildet werden. Bei der zweiten Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems 2 wird ebenfalls ein Kittglied verwendet. Und zwar sind beide Linsen, die Linse L21 und die Linse L22, durch eine konvex-konkave Linse gebildet (nicht dar-

gestellt).

In der Tabelle 15 sind die Daten der Linsen bzw. der Linsengruppe der Tele-

skopoptik 1 für dieses vierte Ausführungsbeispiel aufgelistet.

Die Glassorten der Einzellinsen und die Abstände d als auch die Krümmungsradien r der einzelnen optischen Oberflächen für die maximale Vergrößerungsein-

stellung, 39,51-fach, sind in der Tabelle 16 aufgelistet.

Tabelle 15: ne ve d /mm f /mm L11 1,49845 81,2 6,2 186,424 L12 1,49845 81,2 8,9 111,081

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L13 1,65569 44,67 3,5 -115,54 G1 158,084 L21 1,65222 33,56 2,7 428,627 L22 1,62068 49,54 2,5 1250,23 G2 -636,614 L33 1,49845 81,2 3,1 106,791 L31 1,62408 36,16 4,4 33,286 L32 1,62068 49,54 1 -19,981 G3 -125,6 L41 1,81266 25,16 4,6 57,876 L42 1,48914 70,23 1 -29,389 L43 1,79195 47,25 7 54,177 G4 -19,779 G5 21,707

Die Angabe der Brennweite für die Linsengruppe G5 bezieht sich dabei auf die

maximale Vergrößerungseinstellung der Teleskopoptik 1.

Tabelle 16: m r/mm d/mm Glas 1 142,8 6,2 FCD1 2 -262,2 0,3 3 82,538 8,9 FCD1 4 -162,17 3,5 N-BAF51 5 143,39 33,5 6 205,8 2,7 N-SF2 7 775,99 2,5 N-SSK8 8 130,75 42,5 9 64,59 3,1 FCD1 10 -297,82 7 11 1060,73 4,4 N-F2 12 -21,154 1 N-SSK8 13 30,517 10 14 Infinity 32,321 N-BAK4

27748 N2019/40300-AT-00

15 Infinity 1,8

16 Infinity 56,528 N-BAK4 17 Infinity 5

18 Infinity 2 N-BK7 19 Infinity 9,01

20* -13,152 1,2 S-FPL51 * 21 -39 4,2

22 -19,692 4,6 N-SF6 23 -15,334 1 N-FK5 24 234,9 26,599

25 Infinity 8,85

26 -342,64 7 N-LAF21 27 -38,475 0,3

28 132,87 14,5 N-SK5 29 -22,593 1,2 E-FDS1 30 -67,277 0,3

31 74,127 7,7 N-LAK33A 32 -77,338 0,5

33 29,28 4,8 N-SK5 34 99,06 18,56

35 Auge

In Tabelle 17 sind die entsprechenden Oberflächendaten der Linsen bzw. Umlenk-

prismen für die minimale Vergrößerung, 16,52-fach, aufgelistet.

Tabelle 17: m r/mm d/mm Glas 1 142,8 6,2 FCD1 2 -262,2 0,3 3 82,538 8,9 FCD1 4 -162,17 3,5 N-BAF51 5 143,39 33,5 6 205,8 2,7 N-SF2

N2019/40300-AT-00

7 775,99 2,5 N-SSK8 8 130,75 42,5

9 64,59 3,1 FCD1

10 -297,82 7

11 1060,73 4,4 N-F2

12 -21,154 1 N-SSK8 13 30,517 10

14 Infinity 32,321 N-BAK4 15 Infinity 1,8

16 Infinity 56,528 N-BAK4 17 Infinity 5

18 Infinity 2 N-BK7 19 Infinity 14,688 20* -13,152 1,2 S-FPL51 * 21 -39 4,2

22 -19,692 4,6 N-SF6 23 -15,334 1 N-FK5 24 234,9 7,731

25 Infinity 0,55

26 -342,64 7 N-LAF21 27 -38,475 0,3

28 132,87 14,5 N-SK5 29 -22,593 1,2 E-FDS1 30 -67,277 0,3

31 74,127 7,7 N-LAK33A 32 -77,338 21,988

33 29,28 4,8 N-SK5

99,06 19,96 Auge

Tabelle 18 enthält die Brennweiten bzw. die Gesamtbrennweiten von Teilsyste-

men der Teleskopoptik 1.

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Tabelle 18:

f / mm

Objektiv-Gesamtbrennweite bei minimaler f(G1,G2,G3,G4)min | 480,949 Vergrößerung

Objektiv-Gesamtbrennweite bei maximaler f(G1,G2,G3,G4)max | 866,157 Vergrößerung

Okularbrennweite bei minimaler Vergröße- f'(G5)min 28,8 rung

Okularbrennweite bei maximaler Vergröße- f'(G5)max 21,707 rung

Brennweite der Gruppen G1+G2 f(G1,G2) 186,954 Brennweite der Gruppen G1+G2+G3 f(G1,G2,G3) 310,344

Bei der Teleskopoptik 1 gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel kann die Vergrößerung zwischen 16,52-fach und 39,51-fach verändert werden. Bei der minimalen Vergrößerung wird ein objektives Sehfeld von 3,53° und ein entsprechendes subjektives Sehfeld von 56,9° erreicht. Bei der maximalen Vergrößerung ist ein

objektives Sehfeld von 1,94° und ein subjektives Sehfeld von 70,8° erreichbar.

Die bildstabilisierende Funktion der die beiden Linsen L31, L32 umfassenden Linsengruppe wird erreicht durch einen Wert der spezifischen lateralen Verschiebung von 2,888 mm/°.

Ergänzend kann noch hinzugefügt werden, dass zur bildstabilisierenden Wirkung teilweise auch die an den Flächen des Prismen-Umkehrsystems 4 erfolgenden Reflexionen der Lichtstrahlen beitragen. Dies, da ein Verschwenken eines an einer Fläche reflektierten Lichtstrahl eine Verdopplung des Ablenkungswinkels in Relation zu dem Schwenkwinkel bewirkt. In den Fig. 1, 3 und 10 wurden ja vereinfachend die Strahlengänge in entfalteter Weise dargestellt. Tatsächlich muss aber die Wirkung durch die Reflexionen mitberücksichtigt werden. Die zum Erreichen einer Bildstabilisierung erforderliche laterale Verschiebung der Linsengruppe G3 bzw. der beiden Linsen L31, L32 (im vierten Ausführungsbeispiel) kann daher ge-

ringer sein, als ohne die reflektierende Wirkung der Prismen nötig wäre.

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Die Tabelle 13 enthält eine Auflistung bzw. eine Gegenüberstellung der Brennweiten der Linsengruppe G3 und der Werte der spezifischen lateralen Verschiebung zur Bildstabilisierung zu den beschriebenen Beispielen der Teleskopoptik 1. Dabei sind die Beispiele 1 bis 3 in aufsteigender Reihenfolge des Betrags der Brennweite der Linsengruppe G3, f(G3) gereiht. In der vierten Spalte der Tabelle sind Werte des Verhältnisses aus spezifischer lateraler Verschiebung zur Bildstabilisierung und der Brennweite der Linsengruppe G3, c(G3) bzw. der lateral verstellbaren Linsengruppe L31, L32, angegeben. Die fünfte Spalte enthält schließlich noch Werte des Verhältnisses der Brennweite der ersten Linsengruppe G1 und der

Brennweite der zweiten Linsengruppe G2, f(G1)/f(G2).

Tabelle 13: Beispiel f(G3) Spezifische c(G3) f(G1)/f(G2) [mm] Verschiebung [10® / °] [mm / °] 2 -80,053 4,163 -52,0 -0,164 1 -120,7 6,02 -49,9 -0,249 3 -240,006 10,546 -43,9 -0,300 f(L31,L32) | Spez. Versch. der Gruppe [mm] L31, L32 [mm / °] 4 -51,2 1,39 -27,1 -0,248

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Teleskopoptik 1 deren Wert des Verhältnisses aus spezifischer lateraler Verschiebung zur Bildstabilisierung und der Brennweite der Linsengruppe G3 bzw. der lateral verstellbaren Linsengruppe L31, L32 (beim vierten Ausführungsbeispiel) in einem Bereich zwischen -52 x10- /° und -25 x10°* /° und liegt. Günstig erweist sich auch, wenn ein Verhältnis der Brennweite der ersten Linsengruppe G1 und der Brennweite der zweiten Linsen-

gruppe G2 in einem Bereich von -0,30 bis -0,16 liegt.

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Der Tabelle 14 können weitere charakteristische Brennweitenverhältnisse des Objektivliinsensystems 2 entnommen werden. Dabei sind die Beispiele ebenfalls wieder in aufsteigender Reihenfolge des Betrags der Brennweite der Linsengruppe G3 aufgelistet (zweite Spalte). Die dritte Spalte enthält die Gesamtlänge der Teleskopoptik 1, d.h. den jeweiligen Wert der Summe aller Abstände „d“ aufeinanderfolgender Oberflächen m = 1 bis m = 32 (z.B. Tabelle 1, dritte Spalte). In der vierten Spalte sind die jeweiligen Werte der Verhältnisse aus der Brennweite der ersten Linsengruppe G1 und der Brennweite der dritten Linsengruppe G3 angegeben. Die fünfte Spalte enthält die Werte der Verhältnisse aus der Brennweite der zweiten Linsengruppe G2 und der Brennweite der dritten Linsengruppe G3. In der sechsten Spalte sind schließlich die Werte der Verhältnisse aus der Brennweite der dritten Linsengruppe G3 und der Gesamtbrennweite des aus der ersten Lin-

sengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 gebildeten Linsensystems ange-

geben. Tabelle 14: Beispiel f(G3) Gesamt- f(G1)/ f(G2) / f(G3)/ [mm] länge f(G3) f(G3) f(G1,G2) [mm]

2 -80,053 286,42 -1,511 9,240 -0,599 1 -120,7 304,87 -1,186 4,754 -0,732 3 -240,006 328,70 -0,704 2,348 -1,166 4 -125,6 333,57 -1,259 5,069 -0,670

Von Benutzern werden im Allgemeinen Teleskope mit kürzerer Gesamtbaulänge bevorzugt. Als vorteilhaft erweisen sich folglich Teleskopoptiken 1 mit Brennweiten bzw. mit Brennweitenverhältnissen der ersten Linsengruppe G1 zu der dritten Linsengruppe G3 aus einem Wertebereich zwischen -1,511 und -0,704 und mit Brennweitenverhältnissen der zweiten Linsengruppe G2 zu der dritten Linsen-

gruppe G3 aus einem Wertebereich zwischen 2,348 und 9,240. D.h. wenn die Be-

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dingungen -1,511 Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. N2019/40300-AT-00

Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-

grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert

und/oder verkleinert dargestellt wurden.

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Bezugszeichenliste

Teleskopoptik Objektivlinsensystem Okularlinsensystem Prismen-Umkehrsystem Feldlinse

Deckglas

Optische Achse Bildebene

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Claims (16)

Patentansprüche

1. Teleskopoptik (1) für ein Beobachtungsfernrohr mit einem Objektivlinsensystem (2), mit einem Prismen-Umkehrsystem (4) und mit einem Okularlinsensystem (3), wobei ein von dem Objektivlinsensystem (2) erzeugtes Bild (8) eines Gegenstands zwischen dem Prismen-Umkehrsystem (4) und dem Okularlinsensystem (3) liegt, und wobei das Objektivlinsensystem (2), in einer objektseitig beginnenden Reihenfolge, eine erste Linsengruppe G1 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linsengruppe G2 mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsengruppe G3 mit zumindest einer Linse mit negativer Brechkraft umfasst, und wobei die zweite Linsengruppe G2 zum Fokussieren parallel zu einer optischen Achse (7) verstellbar ist, und wobei zumindest eine Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Veränderung der Lage des Bildes (8) senkrecht zu der optischen Achse (7) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte

Linsengruppe G3 eine negative Brechkraft aufweist.

2. Teleskopoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert eines Verhältnisses aus einer spezifischen lateralen Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Bildstabilisierung und einer Brennweite der dritten Linsengruppe G3 in einem Bereich zwischen -52 x10-3 /° und -25 x10 /° liegt, wobei die spezifische laterale Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 zur Bildstabilisierung definiert ist durch die auf die Winkeleinheit bezogene laterale Verschiebung der zumindest einen Linse mit negativer Brechkraft der dritten

Linsengruppe G3 in Bezug auf eine Verkippung der optischen Achse (7).

3. Teleskopoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus einer Brennweite der ersten Linsengruppe G1 und einer Brennweite der zweiten Linsengruppe G2 einen Wert hat, der in einem Bereich zwischen -0,30 und -0,16 liegt (-0,30 35/48 N2019/40300-AT-00

4. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der ersten Linsengruppe f‘(G1), die Brennweite der zweiten Linsengruppe f‘(G2) und die Brennweite der dritten Linsengruppe f‘(G3) die Bedingungen -1,511

5. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus der Brennweite der dritten Linsengruppe G3 und der Brennweite des aus der ersten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2 gebildeten Linsensystems einen Wert hat, der in einem Bereich zwischen -1,17 und -0,60 liegt (-1,17 < f‘(G3) / f(G1,G2) < -0,60). 6. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe G1 des Objektivlinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine erste Linse L11 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linse L12 mit einer positiven Brechkraft und eine dritte Linse L13 mit einer negativen Brechkraft umfasst. 7. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine bikonvexe Linse L11, eine bikonvexe Linse L12 und eine bikonkave Linse L13 umfasst. 8. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen L12 und L13 der ersten Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystems (2) ein Kittglied bilden. 9. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems (2) eine konvexe Fläche in Richtung Objektiv und eine konkave Fläche in Richtung Okular aufweist. N2019/40300-AT-00

6. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe G1 des Objektivlinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine erste Linse L11 mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linse L12 mit einer positiven Brechkraft und eine dritte

Linse L13 mit einer negativen Brechkraft umfasst.

7. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsengruppe G1 des Objektivliinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine bikonvexe Linse L11, eine bikonvexe

Linse L12 und eine bikonkave Linse L13 umfasst.

8. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen L12 und L13 der ersten Linsengruppe G1 des Ob-

jektivliinsensystems (2) ein Kittglied bilden.

9. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems (2) eine konvexe Fläche in Richtung Objektiv und eine konkave Fläche in Richtung

Okular aufweist.

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10. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, ein Kittglied mit einer bikonvexen Linse L21

und mit einer bikonkaven Linse L22 umfasst.

11. Teleskopoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Linsengruppe G2 des Objektivlinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, ein Kittglied mit einer konvex-konkaven Linse

L21 und mit einer konvex-konkaven Linse L22 umfasst.

12. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Linse mit negativer Brechkraft der dritten Linsengruppe G3 des Objektivlinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, als ein Kittglied mit einer konkav-konvexen Linse L31 und der bikonka-

ven Linse L32 ausgebildet ist.

13. Teleskopoptik nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Linsengruppe G3 des Objektivliinsensystems (2), in objektseitig beginnender Reihenfolge, eine Linse L33 mit positiver Brechkraft, bevorzugt ausgebildet als

eine bikonvexe Linse, und das Kittglied mit negativer Brechkraft umfasst.

14. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feldlinse (5) als eine vierte Linsengruppe G4 ausgebildet ist, wobei die vierte Linsengruppe G4, in objektseitig beginnender Reihenfolge,

eine konkav-konvexe Linse L41 und ein Kittglied aus einer konkav-konvexen Linse

L42 und einer bikonkaven Linse L43 umfasst.

15. Teleskopoptik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Okularlinsensystem (3) eine fünfte Linsengruppe G5 umfasst, wobei die fünfte Linsengruppe G5, in objektseitig beginnender Reihenfolge,

eine konkav-konvexe Linse L51, ein Kittglied aus einer bikonvexen Linse L52 und

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einer konkav-konvexen Linse L53, eine bikonvexe Linse L54 und eine konvex-kon-

kave Linse L55 umfasst.

16. Teleskopoptik nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Linsengruppe G4 und die Linsen L51, L52, L53 und L54 der fünften Linsengruppe G5 in axialer Richtung, entsprechend der optischen Achse (7), verschieb-

bar ausgebildet sind.

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