Lichtstarkes katadioptrisches System für die Amateur-Astronomie
Gegenstand der Erfindung ist ein lichtstarkes katadioptri sches System, bei dem zusätzlich zu dem im Hauptpatent be schriebenen System ein dreilinsiges, in der Bohrung des
Hauptspiegels angeordnetes Zusatz-System vorgesehen ist, das, in der Lichtrichtung gesehen, aus einer plankonvexen
Sammellinse, einer bikonkaven Zerstreuungslinse und einer bikonvexen Sammellinse besteht, die durch kleine Luftab stände voneinander getrennt sind, wobei die Linsenradien um i 10 Einheiten, die Dicken und Abstände um + 1 Einheit, die n-Werte um +0,2 Einheiten und die v-Werte um + 10 re spektive - 20 Einheiten von den Werten des gegebenen Aus führungsbeispiels abweichen können.
Im Hauptpatent ist ein lichtstarkes katadioptrisches Sy System beschrieben worden, bei welchem der Krümmungsra dius des Konkavspiegels bis auf + 50/0 der Brennweite des
Systems gleich ist, und bei welchem der Krümmungsradius des Konvexspiegels um 15 /o + 5 /0 kürzer als jener des Kon kavspiegels ist. Hierdurch werden im Gegensatz zu vorbekannten Systemen dieses Typs (vgl. das US-Patent 2 726 574 Mandler, und das Schweizer Patent 396 443 Zeiss) bei einer auf 1:4 bis 1:4,5 erhöhten Lichtstärke die achsialen Zonenfehler auf weniger als 'b der vorbekannten Systeme verkleinert, was seine Verwendung in der Amateur-Astronomie ermöglicht.
Systeme dieses Typs lassen sich allgemein achsial gut korrigieren, weisen jedoch noch Bildfeld-Restfehler auf. Man hat deshalb schon die vorbekannten Systeme, um sie für ein
Bildfeld von etwa 5 brauchbar zu machen, mit einer zweilin sigen Korrektionsoptik ausgestattet, die innerhalb einer zen tralen Öffnung des Konkavspiegels angeordnet ist. Diese relativ kleinen Linsen, die die achsiale Korrektur praktisch nicht beeinflussen, dienen dann dazu, den Astigmatismus und die Bildfeldwölbung soweit zu verringern, dass Bildfelder von etwa 5 ohne merklichen Schärfeabfall ausgezeichnet werden. Diese Korrektionsoptik führt allerdings Verzeichnung ein, doch ist diese bei den in Frage kommenden kleinen Bildfeldern nicht störend.
Als Korrektionsoptik genügen für die vorbekannten Systeme, die lichtschwächer und achsial nicht so weit wie das System des Hauptpatents auskorrigiert sind, zwei Linsen.
Beim System des Hauptpatents ist zwar ebenfalls eine Korrektur der Bildfelder mit nur zwei Linsen möglich, doch muss man dann eine erhebliche Variation des Restastigmatismus mit der Wellenlänge in Kauf nehmen, wie dies eine entsprechende Untersuchung gezeigt hat. Dies ist durch den Umstand bedingt, dass mit der Verfeinerung der achsialen Korrektur der Astigmatismus des Grundsystems, wie es im Hauptpatent beschrieben ist, grössere Werte annimmt. Es war somit Aufgabe der Erfindung, ein Zusatzsystem zu berechnen, das über die entsprechende Verkleinerung der Bildfeld-Restfehler, insbesondere des Astigmatismus, ferner auch dessen Farbvariation auf genügend kleine Werte zurückbringt, und zwar ohne Änderung des im Hauptpatent beschriebenen Grundsystems, das auch ohne Zusatzoptik für Objekte kleinen angulären Ausmasses verwendbar sein soll.
Es wurde gefunden, dass dies für Bildfelder von etwa 5 mit einem Satz von drei Korrektionslinsen möglich ist.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel eines Gesamtsystems gegeben, in das die Daten des Grundsystems, wie es im Hauptpatent beschrieben ist, unverändert übernommen sind. Hierzu kommen die Werte des Zusatzsystems wie folgt: r7 = 00 eb = 29,5501 r8 = - 35,8195 e7 - 0,4478 n7d = 1,5168 vd = 64,29 r9 = - 24,6259 e8 = 0,3582 n8 = 1 r10 = + 14,9995 e9 = 0,2686 n9d = 1,5168 vd = 64,29 r11 = + 18,1337 e10 = 0,2686 n10 = 1 r12 = -40,7447 f'= 100,1273 s'= 11,5039
Für diese Ausführungsbeispiele sind die Summen der
Flächenteilkoeffizienten nach der 3. Ordnung: a) für Licht der Wellenlänge d (587,60 nm): = + 0,0363 #B = -0,0139 #C= - 0,0689 = + 0,3164 #V = -8,5815 b) für Licht der Wellenlänge F (486,10 nm): = + 0,0428 #B = -0,0048 #C = - 0,0425 = + 0,3164 #V = -8,3141
Ein Vergleich dieser Werte zeigt, dass der Wert der #C (Astigmatismus) mit der Wellenlänge nur sehr wenig variiert. Das Ausführungsbeispiel zeigt weiter, dass sämtliche Linsen aus demselben, für Ultraviolett durchlässigen Glas bestehen können, womit einem weiteren Bedürfnis der Amateur-Astronomie Rechnung getragen werden kann.
Powerful catadioptric system for amateur astronomy
The invention relates to a bright catadioptric system in which in addition to the system described in the main patent be a three-lens in the bore of the
An additional system arranged in the main mirror is provided, which, viewed in the direction of light, consists of a plano-convex
Converging lens, a biconcave diverging lens and a biconvex converging lens, which are separated from one another by small air distances, the lens radii by i 10 units, the thicknesses and distances by + 1 unit, the n values by +0.2 units and the v Values can deviate by + 10 or - 20 units from the values in the given exemplary embodiment.
In the main patent, a fast catadioptric Sy system has been described in which the radius of curvature of the concave mirror up to + 50/0 of the focal length of the
System is the same, and in which the radius of curvature of the convex mirror is 15 / o + 5/0 shorter than that of the concave mirror. In contrast to previously known systems of this type (see US Patent 2,726,574 Mandler and Swiss Patent 396,443 Zeiss), with a light intensity increased to 1: 4 to 1: 4.5, the axial zone errors are reduced to less than ' b of the previously known systems, which enables its use in amateur astronomy.
Systems of this type can generally be corrected axially well, but still have residual image field errors. One therefore already has the previously known systems to use them for a
To make image field of about 5 useful, equipped with a two-line correction optics, which is arranged within a central opening of the concave mirror. These relatively small lenses, which practically do not affect the axial correction, then serve to reduce the astigmatism and the field curvature to such an extent that image fields of around 5 are distinguished without a noticeable drop in sharpness. These corrective optics do introduce distortion, but this is not a problem for the small image fields in question.
Two lenses are sufficient as correction optics for the previously known systems, which are weaker and not axially corrected as far as the system of the main patent.
In the system of the main patent, correction of the image fields is also possible with only two lenses, but a considerable variation of the residual astigmatism with the wavelength has to be accepted, as a corresponding investigation has shown. This is due to the fact that with the refinement of the axial correction, the astigmatism of the basic system, as described in the main patent, assumes larger values. It was therefore the object of the invention to calculate an additional system which, by reducing the residual image field errors, in particular astigmatism, also brings its color variation back to sufficiently small values, without changing the basic system described in the main patent, which also without additional optics should be suitable for objects of small angular dimensions.
It has been found that this is possible for fields of view of about 5 with a set of three correction lenses.
An exemplary embodiment of an overall system is given below in which the data of the basic system, as described in the main patent, have been adopted unchanged. The values of the additional system come as follows: r7 = 00 eb = 29.5501 r8 = - 35.8195 e7 - 0.4478 n7d = 1.5168 vd = 64.29 r9 = - 24.6259 e8 = 0.3582 n8 = 1 r10 = + 14.9995 e9 = 0.2686 n9d = 1.5168 vd = 64.29 r11 = + 18.1337 e10 = 0.2686 n10 = 1 r12 = -40.7447 f '= 100.1273 s '= 11.5039
For these exemplary embodiments, the sums are
Area coefficient according to the 3rd order: a) for light of wavelength d (587.60 nm): = + 0.0363 #B = -0.0139 # C = - 0.0689 = + 0.3164 #V = -8 , 5815 b) for light of wavelength F (486.10 nm): = + 0.0428 #B = -0.0048 #C = - 0.0425 = + 0.3164 #V = -8.3141
A comparison of these values shows that the value of #C (astigmatism) varies only very little with wavelength. The exemplary embodiment further shows that all the lenses can consist of the same glass that is permeable to ultraviolet, so that a further requirement of amateur astronomy can be met.