Lichtstarkes katadioptrisclies System für die Amateur-Astronomie
Gegenstand der Erfindung ist ein lichtstarkes kata dioptrisches System des Cassegrain-Typs, bei dem zusätzlich zu dem im Hauptpatent beschriebenen System ein dreilinsiges Korrektor-System vorgesehen istj das aus zwei bikonvexen Sammellinsen besteht, die eine bikonkave Zerstreuungslinse einschliessen, wobei die zwischen diesen Linsen bestehenden Luftabstände grösser als die Dicke der ersten Sammellinse sind und wobei die Linsenradien um +10 /o ihres Wertes, die Dicken und Abstände um 1 500/o ihres Wertes, die n-Werte um #0,3 Einheiten und die v-Werte um 1125 Einheiten von den Werten der nachfolgenden Tabelle abweichen können.
Im Hauptpatent ist ein lichtstarkes katadioptrisches System des Cassegrain-Typs beschrieben, bei welchem der Krümmungsradius des konkaven Hauptspiegels bis auf + 50/o der Brennweite des Systems gleich ist und bei welchem der Krümmungsradius des konvexen Gegenspiegels um l50/o 1 50/0 kürzer als jener des Hauptspiegels ist. Wie im Hauptpatent ausgeführt wird, lassen sich hierdurch im Gegensatz zu vorbekannten Systemen (U. S.
Patent 2 726 574 Mandler und Schweizer Patent 396 443 Zeiss bei einer auf nominell 1:4 erhöhten Lichtstärke die achsialen Zonenfehler auf weniger als 1/3 verkleinern, womit der achsiale Zerstreuungskreis Durchmesser für die Normalbrennweite von f = 100 für den Spektralbereich C-F auf 1,4 herabgedrückt wird, womit das System in der Amateur-Astronomie Verwendung finden kann.
Systeme dieser Art lassen sich allgemein achsial gut korrigieren, weisen aber noch Bildfeld-Restfehler auf; man hat deshalb schon die vorbekannten Systeme, um sie für das Kleinbildformat 24 x 36 mm benützen zu können, mit zweilinsigen Korrektor-Systemen ausgestattet, die innerhalb einer zentralen Oeffnung des Hauptspiegels angeordnet wurden. Diese relativ kleinen Linsen, die die achsiale Korrektur kaum beeinflussen, dienen dann zur Verringerung des Astigmatismus und der Bildfeldwölbung. Korrektor-Systeme dieser Art führen allgemein Verzeichnungsfehler ein, doch sind diese bei den in Frage kommenden Bildfeldern geringen angulären Ausmasses noch nicht störend.
Es hat sich gezeigt, dass zweilinsige Korrektor-Systeme der vorbekannten Art nicht ausreichen, um in einem auf #2,5 erweiterten Bildfeld eine der Mittenschärfe des im Hauptpatent beschriebenen Systems entsprechende Schärfe der Abbildung zu verwirklichen.
Entsprechende Rechnungen haben aber gezeigt, dass dieses Ziel mit dreilinsigen Korrektor-Systemen erreicht werden kann. Um in einem Bildfeld von +2,50 die Zerstreuungskreis-Durchmesser im Spektralbereich C-F nicht über 1,7 u ansteigen zu lassen, ist eine sehr flache Ausbildung der meridionalen und sagittalen Bildschalen erforderlich, deren Scheitelradien mindestens das Zehnfache der Brennweite betragen müssen, wobei jene des der mittleren Bildschale zweckmässigerweise das Fünfzigfache der Brennweite betragen soll.
Es ist leicht einzusehen, dass eine derart weit getriebene Korrektur der Schalenfehler nicht nur eine sehr sorgfältige Abstimmung der Parameter untereinander, sondern auch einen Einbezug der Lage der Eintrittspupille in diese Abstimmung erfordert. Bei dem nachstehenden Ausführungsbeispiel, in das die Daten des Systems gemäss dem Hauptpatent unverändert iibernommen sind, ist davon insofern Gebrauch gemacht worden, als die bei Teleskopen ohnehin erforderliche Taukappe die Funktion der Eintrittspupille erhält, um letzte Reste des Asymmetriefehlers zu eliminieren und die oben angeführten Bdingungen zu erfüllen.
Das erfindungsgemässe Korrektionssystem weist die nachfolgend angeführten Daten auf: e6 =29.5512 r7 =+ 62.6843 e7 = 0.4477 n7d =1.5168 #d=64.29 r8 =-179.0979 e8= = 3.5820 ns =1 r9 = - 25.9692 e9 = 0.1791 ned =1.5168 #d=64.29 r10= +13.2085 e10= 1.2089 n10=1 r11= +16.3427 e11=1.0746 n11d=1.5168 #d=64.29 r12= -39.4015 f' = 102.2904 s' = 6.9188
Die Seidelschen Summen dieses Systems nach der 3.
Ordnung betragen: a) für Licht der Wellenlänge d (587.60 nm): #A= +0,0375 #B= -0.0282 #C= +0.0323 #P= +0.0988 #V= -11.4042 b) für Licht der Wellenlänge F (486.10 nm): #A= +0.0434 #B= -0.0217 #C= -0.0176 #P= +0.0972 #V= -11.0773
Für die Wellenlänge d und den zi-Wert = - 0.3759 (#B= -0.0141) werden:
:
Meridionale Krümmung = -0.0299 SagittaleKrümmung = +0.0559
Mittlere Krümmung= +0.0130
Meridionaler Schalenradius = -33.44 f' Sagiftaler Schalenradius = +17.89 f'
Mittlerer Schalenradius = +76.92 f'
Die Zerstreuungskreis-Durchmesser für den Wellenlängenbereich C-F betragen im Abstand -7 von der Bildebene: a) in der Bildmitte: 1,4 b) am Bildrand (2,5 ): 1,7 .
Powerful katadioptrisclies system for amateur astronomy
The subject of the invention is a fast cata dioptric system of the Cassegrain type, in which, in addition to the system described in the main patent, a three-lens corrector system is provided which consists of two biconvex converging lenses, which include a biconcave diverging lens, the air gaps between these lenses are greater than the thickness of the first converging lens and where the lens radii by +10 / o of their value, the thicknesses and distances by 1,500 / o of their value, the n values by 0.3 units and the v values by 1125 units can deviate from the values in the table below.
The main patent describes a fast catadioptric system of the Cassegrain type in which the radius of curvature of the concave main mirror is equal to the focal length of the system up to + 50 / o and in which the radius of curvature of the convex counter mirror is 150 / o 1 50/0 shorter than that of the main mirror is. As stated in the main patent, in contrast to previously known systems (U. S.
Patent 2 726 574 Mandler and Swiss patent 396 443 Zeiss reduce the axial zone errors to less than 1/3 with a nominally increased light intensity of 1: 4, so that the axial circle of confusion diameter for the normal focal length of f = 100 for the spectral range CF to 1, 4 is pressed down, so that the system can be used in amateur astronomy.
Systems of this type can generally be corrected axially well, but still have residual image field errors; For this reason, the previously known systems have already been equipped with two-lens corrector systems, which were arranged within a central opening of the main mirror, in order to be able to use them for the small image format 24 x 36 mm. These relatively small lenses, which hardly affect the axial correction, then serve to reduce the astigmatism and the field curvature. Corrector systems of this type generally introduce distortion errors, but these are not yet disruptive in the image fields of small angular dimensions in question.
It has been shown that two-lens corrector systems of the previously known type are not sufficient to achieve a focus of the image corresponding to the focus of the center of the system described in the main patent in an image field expanded to # 2.5.
Corresponding calculations have shown that this goal can be achieved with three-lens corrector systems. In order to prevent the circle of confusion diameters in the spectral range CF from rising above 1.7 u in an image field of +2.50, the meridional and sagittal image shells must have a very flat design, the apex radii of which must be at least ten times the focal length that of the middle image shell should expediently be fifty times the focal length.
It is easy to see that such a far correction of the shell errors requires not only a very careful coordination of the parameters with one another, but also the inclusion of the position of the entrance pupil in this coordination. In the following embodiment, in which the data of the system according to the main patent have been taken over unchanged, use has been made of this in so far as the dew cap, which is required in any case in telescopes, has the function of the entrance pupil in order to eliminate the last remnants of the asymmetry error and the conditions listed above to meet.
The correction system according to the invention has the following data: e6 = 29.5512 r7 = + 62.6843 e7 = 0.4477 n7d = 1.5168 # d = 64.29 r8 = -179.0979 e8 = = 3.5820 ns = 1 r9 = - 25.9692 e9 = 0.1791 ned = 1.5168 #d = 64.29 r10 = +13.2085 e10 = 1.2089 n10 = 1 r11 = +16.3427 e11 = 1.0746 n11d = 1.5168 # d = 64.29 r12 = -39.4015 f '= 102.2904 s' = 6.9188
The Seidel sums of this system after the 3rd
Order are: a) for light of wavelength d (587.60 nm): # A = +0.0375 # B = -0.0282 # C = +0.0323 # P = +0.0988 # V = -11.4042 b) for light of wavelength F ( 486.10 nm): # A = +0.0434 # B = -0.0217 # C = -0.0176 # P = +0.0972 # V = -11.0773
For the wavelength d and the zi value = - 0.3759 (# B = -0.0141):
:
Meridional curvature = -0.0299 Sagittal curvature = +0.0559
Mean curvature = +0.0130
Meridional shell radius = -33.44 f 'Sagiftal shell radius = +17.89 f'
Mean shell radius = +76.92 f '
The circle of confusion diameters for the wavelength range C-F are at a distance -7 from the image plane: a) in the center of the image: 1.4 b) at the edge (2.5): 1.7.