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Optisches System mit einem Konkavspiegel, einem zweiten Spiegel, der unter einem Winkel zur optischen Achse des Systems angeordnet ist, und einem die Aberration des
Konkavspiegels korrigierenden Element
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches System mit einem Element in Form eines Konkavspiegels, einem Element in Form eines zweiten, in den meisten Fällen ebenen Spiegels, der unter einem Winkel zur optischen Achse des Systems angeordnet ist, und einem dritten, durchsichtigen Element, dem sogenannten Korrektionselement, das in bezug auf die Achse zentriert angeordnet ist und die Aberration des Konkavspiegels korrigiert.
Ein solches System eignet sich besonders zur Anwendung für die Projektion eines Lichtbildes ; der Gegenstand, z. B. der Schirm einer Kathoden- strahlröhre oder ein Film, kann dabei z. B. in
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einen Winkel von etwa 45 mit der optischen Achse des Systems ; dieser Spiegel wird daher im folgenden als 45 -Spiegel bezeichnet, obzwar die Grösse dieses Winkels für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist. Die optische Achse dieses Systems weist die Gestalt einer, in den meisten Fällen im Winkel von 90" gebrochenen Linie auf.
Bei einem solchen optischen System ist die günstigste Stelle für die Anordnung des Korrektionselementes in oder in der Nähe des Krüm- mungsmittelpunktes des Spiegelbildes des in den meisten Fällen sphärischen Konkavspiegels im 45'-Spiegel.
Infolge des Vorhandenseins des 45O-Spiegels, der, in optischem Sinne, zwischen dem Konkavspiegel und dem Korrektionselement angeordnet ist, ist es möglich, die Gegenstandsfläche in oder in der Nähe des Brennpunktes des Konkavspiegels anzuordnen, ohne dass von den diese Fläche unter- stutzenden Teilen, z. B. den anderen Einzel- teilen einer Kathodenstrahlröhre, Licht auf- gefangen wird.
Ein Nachteil dieses bekannten Systems besteht darin, dass, wenn die numerische Apertur des
Systems vergrössert weiden soll, Schwierigkeiten dadurch auftreten, dass die verschiedenen Ele- mente bei Vergrösserung ihrer Abmessungen einander in den Weg treten.
Beim erfindungsgemässen System wird dieser
Nachteil dadurch vermieden, dass die Abmessung wenigstens eines dieser Elemente in einer Richrung senkrecht zur Ebene-, in der die gebrochene optische Achse des Sy renr, liegt, grösser ist als die Abmessungen den parallel zu dieser Ebene liegende a Richtungen.
Die Erfindung wird an Hand eines durch zwei Figuren in der beiliegenden Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Systems in der durch die optische Achse gehenden Ebene. Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung desselben Systems.
Das in Fig. 1 dargestellte System besteht aus einem sphärischen Konkavspiegel 1 mit dem Krümmungsmittelpunkt in M, einem 45"-Spiegel 2 und einen durchsichtigen Korrektionselement 3.
Letzteres ist als ein asphärisches Element, wie es von Schmidt angegeben wurde, dargestellt ; es ist aber auch möglich, dieses Element mit sphärischen Flächen zu begrenzen. Die optische
Achse des Systems ist durch die gebrochene Linie-Y- angegeben. Das Korrektions- element ist in bezug auf die Achse X-X zentriert und liegt in der Nähe des Krümmungsmittel- punktes M'des Spiegelbildes 4 des Konkav- spiegels im 45"-Spiegel.
Das System ist hier zum Projizieren eines Bildes des Schirmes 5 der Kathodenstrahlröhre 6 ver- wendet, die in einer Öffnung 7 des 45"-Spiegels angeordnet ist.
Die vom System aufgefangene Lichtmenge wird durch den Winkel 2 u bedingt, unter welchem der Konkavspiegel 1, vom Schirm 5 der Röhre 6 aus gesehen wird.
Soll eine grössere Lichtmenge aufgefangen, d. h. die numerische Apertur vergrössert werden, die durch sin u bedingt wird, so muss der Öffnungs- winkel u vergrössert werden, was bei den üblichen
Systemen mit kreisförmigen optischen Elementen auf eine Vergrösserung der Durchmesser des
Spiegels 1 und des Korrektionselementes 3 sowie der Abmessungen des 45 J-Spiegels hinauslaufen würde.
Dabei kommen aber der Konkavspiegel und das
Korrektionselement an den mit A und C ange- deuteten Stellen schon bald mit dem 45-Spiegel
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in Berührung und bei B und D würden sie gegeneinander stossen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Abmessungen der optischen Elemente in einer Richtung senkrecht zu der Ebene Z, in der die geknickte optische Achse liegt, grösser gewählt als die Abmessung parallel zu dieser Ebene. So ist z. B. die Abmessung I des Konkavspiegels 1, die senkrecht zur Ebene Z steht, grösser als die Abmessung h, die parallel zur Ebene Z verläuft.
Es ist nicht erforderlich, dass alle drei Elemente dieser Bedingung entsprechen. Es ist denkbar, dass nur der Konkavspiegel auf diese Weise vergrössert ist und dass es nicht notwendig ist, z. B. auf Grund einer gewünschten Blendung, das Koirektionselement zu vergrössern.