Lichtstarkes katadioptrisches System für die Mnateur-Astronomie
Gegenstand der Erfindung ist ein lichtstarkes katadioptrisches System für die Amateur-Astronomie, das, in der Lichteinfallsrichtung gezählt, aus einem schwach sammelnden Meniskus mit gegen das einfallende Licht erhabenen Flächen, einem schwach zerstreuenden Meniskus mit gegen das einfallende Licht hohlen Flächen, einem für den Lichtaustritt zentral durchbohrten Konkavspiegel, sowie einem auf die Hinterfläche des schwach zerstreuenden Meniskus aufgedampften Konvexspiegel besteht und dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Krümmungsradius des Konkavspiegels bis auf + 5 O/o der Brennweite des Systems gleich ist und der Krümmungsradius des Konvexspiegels um 15 O/o + 5 O/o kürzer als jener des Konkavspiegels ist.
Katadioptrische Systeme dieser Bauart, die Verbesserungen des ursprünglichen Cassegrain-Systems darstellen, sind zuerst durch das US-Patent 2 726 574 von W. Mandler (1955) bekannt geworden. Sie werden von optischen Firmen vorzugsweise als Fernobjektive für kleinere Bildformate hergestellt und weisen zur Ebnung des Bildfeldes noch zwei zusätzliche Linsen nahe der Bildebene auf.
Auf ähnliche Systeme, bei denen die Menisken durch Linsen anderer Formen ersetzt sind oder die nach D. D. Maksutov und W. Bouwers anstelle der Menisken zwei verkittete Linsen aufweisen, sei an dieser Stelle nur hingewiesen, da sich prinzipiell vom Erfindungsgegenstand unterscheiden.
Aufgabe der Erfindung war es, ein katadioptrisches System mit zwei freistehenden Menisken zu berechnen, das bei einer auf 1:4,5 bis 1:4 gesteigerten Lichtstärke die für amateurastronomische Zwecke geforderte höhere Mittenschärfe besitzt, für mindestens einen besonders wirksamen Zonenbereich völlig farbfehlerfrei ist, eine der sphärischen Korrektur adäquate Komakorrektur besitzt und dessen Bildfeldfehler (Astigmatismus, Petzvalsumme und Verzeichnung) so klein gehalten sind, dass für kleine Bildfelder auf eine Zusatzoptik verzichtet werden kann.
Von H. Slevogt ist in Z. Instr. 62, 312 (1942) ein aplanatisches Zweispiegelsystem beschrieben worden, das ein praktisch ebenes Feld aufweist. Wie Rechnungen des Verfassers gezeigt haben, kann dieses System geringfügig dahingehend modifiziert werden, dass der Brennpunkt bequem zugänglich hinter das System zu liegen kommt, ohne dass die prinzipiell guten Eigenschaften dieses Systems verloren gehen. Es ist in dieser Hinsicht den sphärischen. Grundtypen nach G. W. Ritchey und H. Chretien einerseits und nach J. G. Baker andererseits überlegen.
Es war deshalb zu erwarten, dass ein modifiziertes Slevogt-System die besseren Voraussetzungen für den Aufbau des erfindungsgemässen katadioptrischen Systems bieten würde. Dies wurde denn auch durch entsprechende Rechnungen bestätigt. Dabei hat sich gezeigt, dass es möglich ist, bei dem erfindungsgemässen System den sphärischen und den Koma-Fehler für eine mitlere Wellenlänge für ein Öffnungsverhültnis von 1:4 und eine Brennweite von 100 Einheiten so klein zu halten, dass der maximale Zonenfehler nicht mehr als -0,006 Einheiten beträgt, und dass es zugleich möglich ist. den Farbfehler für das Öffnungsverhältnis 1:4,25 völlig zu beseitigen. Zudem können die restlichen Bildfeldfehler durch eine zweilinsige Zusatzoptik nahe der Bildebene beseitigt werden, wenn die Auszeichnung eines mehrere Grade umfassenden Bildfeldes gefordert wird.
Die Daten eines erfindungsgemässen Systems sind: t1 = + 95 1457 e1 = 17910 n1 = 151680 # = 6429 r2 = - 163 4267 e1 = 40297 n2 = 100000 r5 = - 624603 e1 = 11641 n2 = 151680 # = 6429 I4 = -868624 e4 = 28 6556 n4 = 1 00000 #1002947 e5 = 28 6556 n5 = 100000 r6 = + 86 8624 f = 1000000 S' = 422634 Die Summen der Flächenteiilkoeffizienten nach der 3.0rdnung sind: #A = + 00321 #B = -00102 #C = 06289 #P = +03047 #V = -03889
Powerful catadioptric system for amateur astronomy
The subject of the invention is a bright catadioptric system for amateur astronomy which, counted in the direction of incidence of light, consists of a weakly converging meniscus with surfaces raised against the incident light, a weakly diffusing meniscus with surfaces hollow towards the incident light, one for the light exit centrally pierced concave mirror, as well as a convex mirror vapor-deposited on the rear surface of the weakly dispersing meniscus and is characterized by
that the radius of curvature of the concave mirror is equal to the focal length of the system up to + 5 O / o and the radius of curvature of the convex mirror is 15 O / o + 5 O / o shorter than that of the concave mirror.
Catadioptric systems of this type, which are improvements to the original Cassegrain system, were first made known through US Pat. No. 2,726,574 to W. Mandler (1955). They are preferably manufactured by optical companies as long-range lenses for smaller image formats and have two additional lenses close to the image plane to level the image field.
Similar systems in which the menisci are replaced by lenses of other shapes or which, according to D. D. Maksutov and W. Bouwers, have two cemented lenses instead of the menisci, should only be pointed out at this point, as they differ in principle from the subject matter of the invention.
The object of the invention was to calculate a catadioptric system with two free-standing menisci which, with a light intensity increased to 1: 4.5 to 1: 4, has the higher center sharpness required for amateur astronomical purposes and is completely free of chromatic aberration for at least one particularly effective zone area, has a coma correction that is adequate to the spherical correction and whose image field errors (astigmatism, Petzval sum and distortion) are kept so small that additional optics can be dispensed with for small image fields.
H. Slevogt is in Z. Instr. 62, 312 (1942) an aplanatic two-mirror system has been described which has a practically flat field. As the author's calculations have shown, this system can be modified slightly in such a way that the focal point is conveniently accessible behind the system without the principally good properties of this system being lost. It is spherical in this regard. Basic types according to G. W. Ritchey and H. Chretien on the one hand and according to J. G. Baker on the other hand superior.
It was therefore to be expected that a modified Slevogt system would offer better conditions for the construction of the catadioptric system according to the invention. This was confirmed by corresponding invoices. It has been shown that it is possible in the system according to the invention to keep the spherical and the coma error for an average wavelength for an aperture ratio of 1: 4 and a focal length of 100 units so small that the maximum zone error is no more than -0.006 units and that it is possible at the same time. to completely eliminate the chromatic aberration for the focal ratio 1: 4.25. In addition, the remaining image field errors can be eliminated by a two-lens additional optics close to the image plane, if the definition of an image field comprising several degrees is required.
The data of a system according to the invention are: t1 = + 95 1457 e1 = 17910 n1 = 151680 # = 6429 r2 = - 163 4267 e1 = 40297 n2 = 100000 r5 = - 624603 e1 = 11641 n2 = 151680 # = 6429 I4 = -868624 e4 = 28 6556 n4 = 1 00000 # 1002947 e5 = 28 6556 n5 = 100000 r6 = + 86 8624 f = 1000000 S '= 422634 The sums of the area coefficients after the 3rd order are: #A = + 00321 #B = -00102 #C = 06289 #P = +03047 #V = -03889