<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft Spiegellinsen-Objektive, insbesondere für die Reproduktion bzw. Projektion in einem endlichen Abbildungsmassstab, bestehend aus einem gegen die gemeinsame Objekt-und Bild-Seite hin hohl gekrümmten Sammelspiegel (M), dem gegen eben diese Seite hin ein Negativ-Teilglied (N) und letzterem ein Positiv-Teilglied (P) vorgeschaltet ist, welche beide von den Abbildungsstrahlen auf ihrem Wege vom Objekt zum Hohlspiegel und von diesem zum Bilde hin zweifach passiert werden, wobei die dem Positiv-Teilglied (P)
EMI1.1
Damit sind die Spiegellinsen-Objektive nach der Erfindung in jedem Einzelfalle als ein "gefaltetes" Dop- pelobjektivsystem aufgebaut, wobei der axiale geometrische Ort der "Faltung' mit der axialen Scheitelposition des sammelnden Hohlspiegels in etwa zusammenfällt, so dass dieser Scheitelpunkt des Hohlspiegels als ein Äquivalent für den axialen Quasisymmetriepunkt eines reindioptrisch wirkenden Doppelanastigmaten von in etwa symmetrischer Bauart anzusprechen ist, wobei letztere in eine holosymmetrische Bauart übergeht für eine Abbildung im Massstab l : l, wofür die WANDERSLEBsche Massstabszahl N = 1 streng gilt.
Bei den neuen Objektive wird die Hauptkorrektionswirkung durch das der Spiegelfläche vorgeschaltete Negativ-Teilglied (N) getragen, wobei für die Eigenbrennweite fN des Negativ-Teilgliedes und die paraxiale Spiegelbrennweite fM die Beziehung gilt :
EMI1.2
Im Zuge der Untersuchung zur Erfindung konnte eine weitere fortschrittliche Steigerung der Gesamtleistung der neuen Objektive dadurch erschlossen werden, dass der Quotient aus der Spiegelbrennweite fM und die par- axiale Eigenbrennweite fG des dem Spiegel vorgeschalteten Kombinationsgesamtteil (G) in folgendem Be- reich liegt :
EMI1.3
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
Ausserdem sind auch katadioptrische Systeme bekanntgeworden, welche als afokale Hilfsobjektive mit telezentrischem Strahlengang für Messinstrumente entworfen sind, wie beispielsweise die Anordnungen der USA-Patentschrift Nr. 3, 237, 515 zeigen. Solche als Hilfs-Abbildungssysteme dienenden katadioptirschen Anordnungen besitzen eine sehr grosse Baulänge, die ja im vorgenannten Fall eine axiale Länge --D- besitzt, welche ausweislich der zitierten Patentschrift grösser sein soll als das 0,838-fache, ohne jedoch das 1, 036-fache der Äquivalentbrennweite-F-- des Gesamtsystems zu übersteigen.
Derartige Systeme besitzen bekanntlich nur ein sehr kleines angulares Gesichtsfeld, welches erst durch die
EMI2.1
zitierten USA-Patentschrift Nr. 3, 237, 515.
Die Objektive nach der Erfindung stehen jedoch hiezu im vollständigen Gegensatz, denn sie sind ohne die zusätzliche Einschaltung von Hilfsobjektiven zur unmittelbaren Erzeugung einer überaus detailreichen und feinenAbbildung über ein grosses Gesichtsfeld hinweg geeignet, dessen angulare Ausdehnung sich über einen Nutz-
EMI2.2
verlaufslage oberhalb bzw. unterhalb-oder auch rechts bzw. links - der optischen Achse zum Ausdruck bringen.
Im Interesse einer möglichst gleichmässigen Ausleuchtung derart ausgedehnter Gesichtsfeldwinkel ist es bekanntlich sehr wichtig, die Systeme mit einer möglichst langen Schnittweite in Richtung zum Bilde hin auszustatten und demgemäss sind im folgenden auch jene erfindungsgemässen Ausführungsbeispiele, die mit realtiv grossen nutzbaren Bildfeldwinkeln ausgestattet sind, zugleich auch jene Bauformen, deren Schnittweite Sss der oberen Hälfte des anspruchsgemässen Bemessungsbereiches zugeordnet und damit besonders lang gestaltet ist.
In den nachstehenden Datentafeln und beifolgenden Abbildungen sowie in den Zahlentabellen sind für die technisch besonders wichtigen Variationsformen der neuen Objektive nach der Erfindung eine Anzahl beispielsweiser Ausführungsformen veranschaulicht und zahlenmässig mitgeteilt, wobei in den Zahlentafeln zur Erleichterung der Übersicht die merkmalsgemässen Anspruchsrelationen gegeben werden. Zur numerischen Ermittlung dieser Werte wurden die gehörigen Paraxialbrennweiten und die sich daraus ergebenden Quotienten auf sieben Dezimalstellen nach dem Komma errechnet und dann auf vier bis sechs Stellen abgerundet.
Durch die Ausführungsbeispiele sind die Erfindungsmerkmale des Hauptanspruches wie auch der Unteransprüche und einige der wechselseitigen Anspruchskombinationen im einzelnen über ihren jeweiligen Anspruchsbereich hinweg im Rahmen der nocmalüblichen Toleranzbreite von 10% nachgewiesen.
Die Bezeichnungen der Abbildungen entsprechen denen der Datentafeln, worin die Krümmungsradien mit - und die Linsendicken mit--d-- sowie die Luftabstände mit-s-bezeichnet sind. Diese Konstruktionselemente der neuen Objektive sind von der gemeinsamen Objekt- und Bild-Seite in Richtung zum sammelnden Hohlspiegel hin der Reihe nach durchnumeriert, während der gegen die voraufgehenden Negativ- und Positiv- - Teilglieder-N und P-hohlgekrümmte Radius der Spiegelschichtfläche - als die in dieser Richtung letzte
EMI2.3
achromatisiert und daher sind die verwendeten Gläser demgemäss noch in bezug auf ihre Farbdispersionen durch die zugehörigen ABBEschen Zahlen-v-charakterisiert.
Zur Erleichterung des Vergleichs wurde die Mehrzahl der Beispiele für eine Äquivalentbrennweite F = 1 gegeben. In allen Beispielen wurde die Äquivalentbrennweite-F-exakt mitgeteilt, da letztere für sämtliche Längenwerte der Konstruktionselemente dieser Objektive als Fundamentalgrösse fungiert. Im Hinblick auf diesen grundsätzlichen Fakt wurde in den auf F = 1 bezogenen Zahlentafeln darauf verzichtet. den numerischen Grössen der Radien, Dicken und Luftabstände diese Bezugsgrösse--f--nochmals als Multiplum beizuschreiben.
Hievon weichen lediglich einige Beispiele von Objektiworformen ab, welche nur im Bereich 3ter Ordnung vorkorrigiert und deren Gesamtbrennweite-F-sowie die Radien, Dicken und Luftabstände der Bauelemente in Millimetern (mm) angegeben sind. Sofern in den Beispielen zwei optische Flächen in Kontakt (z. B. durch Ver-
EMI2.4
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Optikkonstrukteur durch die Erfindung zur Verfügung gestellt wird. So wird gezeigt, dass das Positiv-Teilglied --P-- sowohl als eine Linsenkombination aufgebaut als auch aus einer einzelnen Sammellinse erstellt werden kann. Das gleiche trifft auch für das Negativ-Teilglied -N- zu, welches sowohl aus einer Linsenkombination als auch im einfachsten Falle als eine zerstreuende Einzellinse erstellbar ist.
Weiterhin ist durch diese Beispiele nachgewiesen, dass bei Verwendung einer solchen Linsenkombination als Linsenteilglied die Einzellinsen desselben sowohl mit einem gleichnamigen als auch mit einem entgegengesetzten Stärkevorzeichen ausgestattet sein können.
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
und Bild-Seite- - VR1 und VRM"- eingezeichnet ist. Der paraxiale Brennpunkt-F'-für diesen Strahlenverlauf liegt im Gegensatz zu den vorbekannten katadioptrischen Systemen und in Übereinstimmung mit dem diesbezüglichen anspruchsgemässen Teilmerkmal weit vor dem oben genannten Frontscheitel--VR]-, wobei diese Entfernung wegen ihrer Lage vor dem ersten Flächenscheitel in konventioneller Weise ein negatives Vorzeichen besitzt und als die sogenannte"Schnittweite"-s'-bezeichnet ist.
In Fig. B ist das korrespondierende Bezeichnungsschema für eine vereinfacht gebaute Ausführungsform der neuen Objektive dargestellt, welche auf der Seite des Hohlspiegels-M-mit einer Trägerlinse-TL-für letzteren aufgebaut ist, während in Fig. C die einfachste und damit zugleich auch besonders kurz und kompakt gebaute Ausführungsform der Objektive nach der Erfindung mit dem zugehörigen Bezeichnungsschema veranschaulicht ist.
Die weiteren Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 10 veranschaulichen die oben erläuterte schematische Darstellung des Systemaufbaues der in den nachfolgenden Datentafeln gegebenen Ausführungsbeispiele nach der Erfindung, denen jeweils beigeschrieben ist, welche der Abbildungen dem zugehörigen schematischen Querschnitt ihres konstruktiven Aufbaues entspricht.
Dabei wird zur Vermeidung einer übermässig grossen Anzahl von Beispielen und zugleich zur Erleichterung eines Vergleiches ihres wechselseitigen Verhaltens die Auswahl der verwendeten Glasarten für den Linsenaufbau auf jenen technisch so besonders einfachen und zugleich günstigen Fundamentalfall ausgerichtet, bei dem lediglich in den Negativ-Teilgliedern -N-- schwer brechende Gläser verwendet werden, während das Positiv- - Teilglied-P-mit seinen-wegen der grossen Winkelneigungen der seitlichen Strahlenbündel für das ausge- dehnte angulare Gesichtsfeld bedingten-relativ grossen Linsendurchmessern aus vorwiegend sehr niedrig bre- chenden Gläsern aufgebaut ist, da sich die Gläser der letztgenannten Art durch ein niedriges spezifisches Ge- wicht auszeichnen,
so dass ihre Verwendung auch bei verhältnismässig grossen Linsendurchmessernzu einem niedrigen Systemgewicht (Leichtbauweise) als zusätzlichem Vorteil führen kann.
Weiterhin wurde aus didaktischen Gründen einheitlich für sämtliche Ausführungsbeispiele eine Verwen- dung für die Abbildung im Massstab l : l, also in natürlicher Grösse vorgesehen und sowohl ihre Vorkorrektion im monochromatischen Licht als auch ihre mit einer Achromatisierung verbundene Feinkorrektion auf dieses
Abbildungsverhältnis abgestellt, damit dem nachschaffenden Optikkonstrukteur eine einheitliche Vergleichs- basis offenbart ist.
Dementsprechend ist bei allen Beispielen der axiale Scheitelpunkt-VRM--der Hohlspiegelschicht-M-- der geometrische Ort jener eingangs genannten "Faltung", so dass die Abbildung für alle Beispiele verzeich- nungsfrei (distortion-free) über das ganze Gesichtsfeld hinweg ist, und dass gleichzeitig für sämtliche seitlichen
Bildwinkel der Asymmetriefehleranteil der Koma ex origine und damit vollständig eliminiert wird.
In den Datentafeln der Ansprüche 6 bis 24 sind insgesamt acht Ausführungsformen nach der Erfindung ge- geben, welche für den technischen Einsatz über einen breiteren Spektralbereich hinweg vorgesehen sind. So sind die mitgeteilten Brechzahlen (n) und ABBEschen Zahlen Nü (t/) im Falle des Anspruchs 19 auf die Arbeits- wellenlänge X = 5461 AE entsprechend der grünen e-Linie des Hg-Spektrums bezogen, während für die Objek- tive gemäss
EMI4.1
<tb>
<tb> Anspruch <SEP> 8
<tb> Anspruch <SEP> 14
<tb> Anspruch <SEP> 15
<tb> Anspruch <SEP> 21
<tb> Anspruch <SEP> 22
<tb> Anspruch <SEP> 23
<tb> Anspruch <SEP> 24
<tb>
EMI4.2
bezogen sind, worin He bzw. Hg die konventionellen Symbole der Elemente HELIUM bzw. QUECKSILBER bedeuten.
In den nachfolgenden drei Zahlentabellen sind für jedes der gegebenen Beispiele neben einigen Orienterungswerten die oben genannten numerischen Werte der anspruchsgemässen Teilmerkmale mitgeteilt. Dabei bezieht sich Zahlentabelle I sowie die Zahlentabelle II auf die Merkmale des Anspruchs 1., während in der Zahlentabelle III die genaue Lage der jeweiligen Q-Werte nach Anspruch 2. auf fünf Dezimalstellen nach dem Komma - exakt abgerundet - mitgeteilt sind.
<Desc/Clms Page number 5>
Zahlentabelle I
EMI5.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> Rel. <SEP> Öffn. <SEP> Seitl. <SEP> Bild-Paraxialschnittweite
<tb> Nr. <SEP> f/..
<SEP> winkel <SEP> ¯ <SEP> #1 <SEP> s'# <SEP> (vor <SEP> VR1)
<tb> 1 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 7 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 59067 <SEP> F
<tb> 4, <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 79479 <SEP> F
<tb> 3 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 84234 <SEP> F
<tb> 4 <SEP> 5,8 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 82000 <SEP> F
<tb> 5 <SEP> 5,6 <SEP> 9 <SEP> - <SEP> 0,81159 <SEP> F
<tb> 6 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 78568 <SEP> F
<tb> 7 <SEP> 3,9 <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 83524 <SEP> F
<tb> 8 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 83503 <SEP> F
<tb> 9 <SEP> 3,3 <SEP> 24 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 83530 <SEP> F
<tb> 10 <SEP> 4,5 <SEP> 24 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 79193 <SEP> F
<tb> 11 <SEP> 5, <SEP> 8 <SEP> 22 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 68524 <SEP> F
<tb> 12 <SEP> 5,3 <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 71005 <SEP> F
<tb> 13 <SEP> 4,
8 <SEP> 16 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 75579 <SEP> F
<tb> 14 <SEP> 4,5 <SEP> 24 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 82931 <SEP> F
<tb> 15 <SEP> 4,8 <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 85215 <SEP> F
<tb> 16 <SEP> 4,6 <SEP> 23 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 83962 <SEP> F
<tb> 17 <SEP> 5,5 <SEP> 28 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 82085 <SEP> F
<tb> 18 <SEP> 4,8 <SEP> 22 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 83019 <SEP> F
<tb> 19 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 28 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 82045 <SEP> F
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
Zahlentabelle II
EMI6.1
<tb>
<tb> (Lagenwerte <SEP> des <SEP> Teilmerkmals <SEP> X)
<tb> Beispiel <SEP> mit <SEP> Spiegel- <SEP> ohne <SEP> TrägerNr.
<SEP> trägerlinse <SEP> linse <SEP> (TL)
<tb> 1 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,61541
<tb> 2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,26846
<tb> 3 <SEP> - <SEP> 0,31672 <SEP> -
<tb> 4 <SEP> - <SEP> 0,45688 <SEP> - <SEP> 0,36543
<tb> 5-0, <SEP> 44617-0, <SEP> 39746
<tb> 6 <SEP> - <SEP> 0,53945 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 46886
<tb> 7-0, <SEP> 34750-0, <SEP> 19235 <SEP>
<tb> 8 <SEP> - <SEP> 0,29578 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 16414
<tb> 9-0, <SEP> 34735-0, <SEP> 19228 <SEP>
<tb> 10 <SEP> - <SEP> 0,46939 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 24774
<tb> 11 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,59004
<tb> 12 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 61150 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 67653
<tb> 13 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 64496 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 69251
<tb> 14 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,32135
<tb> 15 <SEP> - <SEP> 0,29320 <SEP> -
<tb> 16-0, <SEP> 31672 <SEP>
<tb> 17-0, <SEP> 35192 <SEP>
<tb> 18-0, <SEP> 46296 <SEP>
<tb> 19-0,
<SEP> 37946 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
Zahlentabelle HI
EMI7.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> Baulänge <SEP> OAL <SEP> Teilmerkmal
<tb> Nr. <SEP> (VR1 <SEP> # <SEP> VRM) <SEP> QG
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 4380 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 77932 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0. <SEP> 2015 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1, <SEP> 23470
<tb> 3 <SEP> 0. <SEP> 1908 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 95912
<tb> 4 <SEP> 0, <SEP> 2048 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 51641
<tb> 5 <SEP> 0.
<SEP> 2110 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 57440
<tb> 6 <SEP> 0,2531 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 95969
<tb> 7 <SEP> 0, <SEP> 1922 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 95698
<tb> 8 <SEP> 0, <SEP> 1920 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1, <SEP> 19729 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 0, <SEP> 1926 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 95552
<tb> 10 <SEP> 0, <SEP> 2571 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 62951
<tb> 11 <SEP> 0, <SEP> 3210 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0,99660
<tb> 12 <SEP> 0, <SEP> 3113 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1.
<SEP> 08314
<tb> 13 <SEP> 0, <SEP> 2839 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1, <SEP> 11499
<tb> 14 <SEP> 0, <SEP> 1930 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 90466
<tb> 15 <SEP> 0, <SEP> 1481 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1, <SEP> 13886
<tb> 16 <SEP> 0, <SEP> 1745 <SEP> F <SEP> + <SEP> 1, <SEP> 03607
<tb> 17 <SEP> 0, <SEP> 2119 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 92188
<tb> 18 <SEP> 0, <SEP> 2078 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 79624
<tb> 19 <SEP> 0,2051 <SEP> F <SEP> + <SEP> 0, <SEP> 89520
<tb>