DE1064734B

DE1064734B - Optisches Abbildungssystem

Info

Publication number: DE1064734B
Application number: DEN9486A
Authority: DE
Inventors: Albert Bouwers
Original assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Current assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Priority date: 1953-09-23
Filing date: 1954-09-16
Publication date: 1959-09-03

Description

Optisches Abbildungssystem Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Abbildungssystem für Vergrößerungen von 2 bis 5 bzw. Verkleinerungen von 0,5 bis 0,2, das einen sphärischen Hohlspiegel mit zentraler Öffnung, wenigstens ein Korrekti@onselement und einen Planspiegel enthält, die auf der optischen Achse zentriert und in solcher Weise im Strahlengang zwischen Objekt und Bild angeordnet sind, daß die Strahlen sowohl am Hohlspiegel als auch am Planspiegel reflektiert werden. Es sind derartige Systeme, insbesondere solche für verkleinernde Abbildung, bekannt, bei denen der Planspiegel auf der Objektseite des Hohlspiegels angeordnet ist und mit seiner ganzen Oberfläche an der Reflektion. des vom Hohlspiegel zurückgeworfenen Strahlenhegels teilnimmt. Der Zweck dieses öfters Fangspiegel genannten Planspiegels ist, die Bildebene außerhalb des Systems zu verlegen oder das Bild der visuellen Betrachtung zugänglich zu machen.
Es hat sich herausgestellt: daß die Anordnung eines derartigen Fangspiegels unter gewissen Umständen zu sehr ungünstigen Verhältnissen führen kann. Das ist besonders der Fall bei optischen Systemen extrem hoher Lichtstärke, z. B. für Röntgenschirmbildkameras oder bei der Vor- und Zwischenoptik elektronischer Bildverstärker. Dabei sind der öffnungswinkel des vom Hohlspiegel reflektierten Lichtbündels und somit die Abmessungen des Fangspiegels so groß, daß dieser Spiegel den größeren Teil des zum Hohlspiegel gehenden Bündels abfangen und die erstrebte Lichtstärke des Systems völlig vernichten würde.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, den geschilderten Nachteil zu beseitigen und die Baulänge des Systems möglichst weitgehend zu verringern. Sie erzielt diesen Zweck dadurch, daß der Planspiegel eine zentrale Öffnung aufweist, die entweder zum Durchlassen des vom Hohlspiegel reflektierten Lichtbündels oder zur Einführung eines Bild- oder Objektträgers dient.
Bei verkleinernder Abbildung treten die vom Objekt ausgehenden Lichtstrahlen zuerst durch die zentrale Öffnung in Hohlspiegel, werden dann an der Randzone des auf der Bildseite befindlichen Planspiegels und danach an der Randzone des auf der Seite des Objekts angeordneten Hohlspiegels reflektiert und vereinigen sich schließlich in der Bildfläche. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Raum zwischen dem Plan- und dem Hohlspiegel in sehr günstiger Weise ausgenutzt wird, weil die Lichtstrahlen diesen Raum dreimal durchlaufen.
Die Baulänge ist dadurch im Vergleich zu dem bekannten System wesentlich herabgesetzt. Im Falle der vergrößernden Abbildung sind im oben geschilderten Strahlengang Objekt und Bild natürlich sinngemäß zu ersetzen. Der Planspiegel befindet sich im erfindungsgemäßen System immer auf derjenigen Seite des Hohlspiels, auf der sich auch das Bild bzw. Objekt befindet, das die kleinsten Abmessungen besitzt.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird weiter erreicht, daß der Schattenfaktor, d. h. der Teil des Lichtbündels, der im System aufgehalten wird, wesentlich kleiner ausfallen kann als bei den zum Stand der Technik gehörenden Systemen.
Zum Verständnis der Möglichkeit, einen Bild- oder Objektträger in die zentrale Öffnung des Planspiegels einzuführen, sei ausgeführt, daß es unter Umständen möglich und vorteilhaft ist die Bild- oder Objektfläche nicht bis hinter den Planspiegel, sondern in den Spiegelträger oder sogar kurz vor den Spiegel zu verlegen. Diese Möglichkeit bietet insbesondere dann Vorteile, wenn z. B. der Bildträger durch die Photokathode einer Bildverstärkerröhre bzw. der Objektträger durch den Lumineszensschirm einer Fernsehwiedergaberöhre gebildet wird. Denn die Röhre läßt sich dabei auf einfache Weise in die zentrale Öffnung des Planspiegels einführen und optisch justieren. Bei Verwendung eines Films als Bildträger ist es dagegen manchmal einfacher, die Bildfläche ganz hinter dem Planspiegel zu entwerfen. was die Filmführung wesentlich erleichtert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wird das Korrektionselement durch eine negative Meniskuslinse gebildet. Diese kann in bekannter Weise aus mehreren verkitteten oder uni erkitteten Teilen zusammengesetzt sein.
Das Korrektionselement wird vorzugsweise im Raum zwischen dem Plan- und dem Hohlspiegel angeordnet, wodurch Raumersparnis erzielt wird und die Anordnung erwünschtenfalls derart sein kann, daß das Korrektionselement zwei- oder dreimal von den optisch wirksamen Strahlen durchlaufen wird, welcher Umstand für Korrekturzwecke nutzbar gemacht werden kann. Eine günstige Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang die, bei welcher die konvexe Oberfläche der negativen Meniskuslinse gleichzeitig als Träger für die Reflexionsschicht des Hohlspiegels dient.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die Abbildung stellt als Beispiel einen OOuerschnitt durch eine Kamera für die indirekte Röntgenphotographie dar.
Im Gehäuse sind untergebracht: Das Objekt 2, in diesem Falle ein Leuchtschirm, die Meniskuslinse 3 mit Krümmungsradien der Konvex- bzw. Konkavoberfläche von 174 und 141 mm und einer Dicke von 33 mm. hergestellt aus Glas mit faD=1,516 und einem Dispersionsfaktor v=64,0, ferner die Kegellinse 4 mit Neigung 15', hergestellt aus Glas mit nD=1,581 und Dispersionsfaktorv=40,8, der Planspiegel 5, gebildet von einer 20 mm dicken planparallelen Platte, die an der Rückseite reflektierend ist, und der Hohlspiegel 6 mit Krümmungsradius 501 mm. Der Abstand zwischen dem Objekt 2 und der Konvexseite der Meniskuslinse 3 beträgt 530 mm. Die Kegellinse 4 befindet sich in 55 mm Abstand von der Konkavoberfläche der Meniskuslinse 3 und in 273 mm Abstand von der nichtreflektierenden Vorderseite der planparallelen Platte 5. Der Hohlspiegel 6 hat einen Durchmesser von 410 mm und eine Zentralöffnung von 182 mm Durchmesser. Der Planspiegel 5 hat einen Durchmesser von 300 mm und die Zentralöffnung in dessen Reflexionsschicht einen Durchmesser von 116 mm.
Hinter dem Planspiegel 5 ist die Kassette 11 mit den Filmspulen 9 und 10 montiert, von der der Film 8 abgewickelt bzw. auf die er aufgewickelt wird. Das Bildformat beträgt 90 - 90 mm2, und die Brennweite des optischen Systems ist 225 mm.
Um zu vermeiden, daß direkte Lichtstrahlen durch die Öffnungen im Hohl- und Planspiegel auf den Film fallen, sind der scheibenförmige lichtdichte Schirm 12 und der konische Schirm 13 angebracht.
Diese Kamera hat daher ein äußerst kurzes optisches Svstem, das für kleine Abbildungsverhältnisse, wie 1 :4, ein äußerst lichtstarkes Bild von großem Auflösungsvermögen gibt, während die Kassette ganz außerhalb des optischen Systems liegt und daher leicht erreichbar und auch auf einfache Weise auswechselbar ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Optisches Abbildungssystem für Vergrößerungen von 2 bis 5 bzw. Verkleinerungen von 0,5 bis 0,2, das einen sphärischen Hohlspiegel mit zentraler Öffnung, wenigstens ein Korrektionselement und einen Planspiegel enthält, die auf der optischen Achse zentriert und in solcher Weise im Strahlengang zwischen Objekt und Bild angeordnet sind, daß die Strahlen sowohl am Hohlspiegel als auch am Planspiegel reflektiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Planspiegel eine zentrale Öffnung aufweist, die entweder zum Durchlassen des vom Hohlspiegel reflektierten Lichtbündels oder zur Einführung eines Bild- oder Objektträgers dient.
2. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionselement von einer negativen Meniskuslinse gebildet wird.
3. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionselement im Raum zwischen dem Hohl- und dem Planspiegel angeordnet ist.
4. Optisches Abbildungssystem nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel von einer auf der Konvexseite der Meniskuslinse angebrachten Reflexionsschicht gebildet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 969 797; britische Patentschrift Nr. 544 694.