DE1199515B - Spiegelobjektiv - Google Patents

Description

• Spiegelobjektiv Die Erfindung bezieht sich auf ein Spiegelobjektiv mittlerer Lichtstärke und kleinen Bildwinkels, wie es für astronomische Zwecke zu visueller Beobachtung erforderlich ist. Der Hauptvorteil eines sammelnden Spiegels, nämlich seine völlige Freiheit von Farbfehlern, ist trotz der aus Korrektionsgründen erforderlichen, zusätzlichen brechenden Elemente voll erhalten.
• Das Spiegelobjektiv gemäß der Erfindung gehört zu denjenigen Bauarten, deren erstes Element eine Linse mit durchweg positiver Brechkraft ist. Diese Bauart hat den Vorteil, daß der nachfolgende Spiegel gegebenenfalls kleiner, bestimmt aber nicht größer als die Linse ist; außerdem ist das gesamte System nach vorn mechanisch abgeschlossen, so daß Verschmutzung und andere störende Einflüsse nicht auftreten. Diese Frontlinse stellt keine asphärische, der Korrektion des Randfehlers dienende Scheibe mit einer über die Einfallshöhe variablen, teils positiven, teils negativen Brechkraft dar.
• Des weiteren sind Spiegelobjektive bekannt, bei denen das vom Hauptspiegel reflektierte, konvergent verlaufende Bündel von einem Fangspiegel wieder in die ursprüngliche Richtung geworfen wird, ohne daß dabei innerhalb der beiden Spiegel ein reelles Bild entsteht. Der Fangspiegel kann sammelnd, streuend oder plan sein. Bevor das reelle Bild entsteht, treten die Strahlen durch eine zentrale Öffnung des Hauptspiegels hindurch; in dieser Öffnung können weitere Linsen zur Korrektion von Bildfehlern, insbesondere der Koma und des Astigmatismus, angebracht sein.
• Hauptspiegel und Fangspiegel können grundsätzlich Oberflächenspiegel sein, so daß sie nur reflektierend wirken; es ist aber auch möglich, sie als Linsenspiegel auszuführen, so daß ihre Rückseite verspiegelt wird.
• Somit besteht das Spiegelobjektiv gemäß der Erfindung aus einer das Ganze gegenüber dem Objekt abschließenden Frontlinse von durchweg sammelnder Brechkraft, weiterhin aus einem im Durchmesser höchstens gleichen Hauptspiegel, weiterhin einem Fangspiegel nahe der Frontlinse und schließlich einem Korrektionssystem etwa am Ort des Hauptspiegels, wobei die Schnittweite, also der Abstand bis zum entstehenden Bild, gegenüber der Brennweite verhältnismäßig klein, jedenfalls nicht größer als 20 °/o ist.
• Die Brechung- der 'Strahlen in den Linsen oder Linsenspiegeln dterrt im wesentlichen der Korrektion des vom Hauptspiegel entworfenen Bildes. In der Regel hat man diesen! Korrektionszweck gemäß die Glasarten der Linsen und Linsenspiegel gewählt, hat also die geometrischen Bildfehler durch.-passende-Wahl der Brechzahlen zu beheben getrachtet. Es war dann erforderlich, die Farbstreuung der Gläser so zu wählen, daß die Farbfreiheit des vom Spiegel entworfenen Bildes nicht zerstört wurde.
• Bekanntlich läßt sich ein sekundäres Spektrum nicht vermeiden, wenn man Achromasie durch verschiedene Glasarten herbeiführen muß. Dieses sekundäre Spektrum ist bei Spiegelobjektiven der in Rede stehenden Art störend, vor allem, wenn die Brennweite große Werte annimmt. Bei den Spiegelobjektiven gemäß der Erfindung wird dieser restliche Farbfehler dadurch vollkommen vermieden, daß in bekannter Weise alle brechenden Teile des Spiegelobjektivs aus demselben Werkstoff gefertigt werden. Wird dann Achromasie in der üblichen Art und Weise herbeigeführt, so ist auch das Spektrum jeglicher höherer Ordnung behoben. Das gilt streng für alle sichtbaren oder unsichtbaren Strahlen, sofern sie nicht im System absorbiert werden.
• Diese Einschränkung auf die gleiche Brechzahl aller optischen Glieder hat aber gewisse Bedingungen für deren 'Brechkraft und Gestalt zur Folge.
• So ergibt sich eine besonders gute Behebung der sphärischen Aberration --des als Oberflächenspiegel gestalteten Hauptspiegels, wenn die Frontlinse eine die Planfläche nach außen kehrende Plankonvexlinse darstellt, deren Brennweite mehr ab das Doppelte der Gesamtbrennweite -des Systems ausmacht, wenn der Hauptspiegel etwa um den Betrag der halben Brennweite hinter dieser Frontlinse steht, wenn der Fangspiegel zwar Linsenspiegel von der Gestalt eines streuenden Meniskus, aber dank der verspiegelten Konvexfläche sammelnd ist mit einer Brennweite, die mindestens das Dreifache von der des gesamten Systems beträgt, und wenn schließlich das der Korrektion dienende optische Glied, das am Ort des Hauptspiegels;- zweckmäßig in oder nahe seiner zentralen Bohrung -sitzt, die Gestalt -einer Bikonvexlinse hat, deren Brennweite etwa gleich der des gesamten Systems ist:. Ihre Durchbiegung steuert in bekannter Weise die Sinusbedingung. Bei dieser Brechkraftverteilung der Linsen ist es unter Betrachtung der Durchstoßhöhen für den achsenparallelen Randstrahl möglich, den Farbfehler, wie eingangs als Aufgabe gestellt, völlig zu beheben.
• In der Zeichnung ist das Objektiv gemäß Anspruch 1 im Schnitt wiedergegeben worden; seine Daten sind folgende, bezogen auf eine Brennweite von 2000 und ein Öffnungsverhältnis 1:4 für den Randstrahl, 1 : 5,1 für die gesamte wirksame Öffnung:

  r1 = 00

  dl = 35 1,567/42,8

  r2 = -10000

  11 = 1020

  r3 = T-6570 spiegelnd

  12 = 980

  r4 = -2900

  d2 = 20 1,567/42,8

  r5 = T-5700 spiegelnd

  d3 = d2 = 20 1,567/42,8

  r& _ - r4 = -I-2900

  13 = 980

  r7 = -[-5900

  d4 = 8,0 1,567/42,8

  r8 = -1250

  s' = 309,8

  f = 1891,5

  Hat der Werkstoff der Linsen und des Fangspiegels eine merklich geringere Brechzahl, als es üblichen Gläsern entspricht, dann ist es zweckmäßig, die Brechkraft des Fangspiegels, der die Form eines zerstreuenden Meniskus behält, negativ werden zu lassen, und ebenso die Korrektionslinse als Meniskus auszuführen, der seine erhabene Seite dem Bild zukehrt. So ergeben sich für ein Spiegelobjektiv gemäß der Erfindung aus einem Werkstoff der Brechzahl 1,4317, der Brennweite 2000 und dem geometrischen Öffnungsverhältnis 1 : 3,9 folgende Daten:

  r1 = 00

  dl = 48 n = 1,4317

  r2 = -10 810

  Il = 1000

  r3 - Q4845 spiegelnd

  12 = 932

  r4 = -4597

  d2 = 24 n = 1,4317

  r5 = T-22 565 spiegelnd

  d3 = d2 = 24 n = 1,4317

  r, = -r4 = -i-4597

  13 = 1004

  r7 _ -1238

  d4=12,0 n=1;4317

  r8 = -557

  s' = 284,0 -

  f' = 2186,2

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Spiegelobjektiv mittlerer Öffnung und mit kleinem Bildwinkel, bestehend aus einer sammelnde Brechkraft aufweisenden Frontlinse, einem sammelnden Hauptspiegel, einem der Frontlinse benachbarten Fangspiegel und einer dem Hauptspiegel benachbarten Korrektionslinse, wobei sämtliche brechenden Glieder aus demselben Werkstoff bestehen, gekennzeichnet durch folgende Daten in beliebigen Einheiten mit maximal ± 10 °/o Abweichung der Luftabstände, bezogen auf die Brennweite, ±100/, Abweichung der Flächenbrechkräfte, bezogen auf die Gesamtbrechkraft, mit 4-0,03 Abweichung der Brechzahlen und ±5 Einheiten der Ny-Werte: r1 = 00 dl = 35 1,567/42,8 r2 = -10 000 11 = 1020 r3 = :F 6570 spiegelnd 12 = 980 r4 = -2900 d2 = 20 1,567/42,8 r5 = T-5700 spiegelnd d3 = d2 = 20 1,567/42,8 r, = r4 = -i-2900 1, = 980 r, = -i-5900 d4 = 8,0 1,567/42,8 r$ = -1250 s' = 309,8 f' = 1891,5 2. Spiegelobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch folgende Daten in beliebigen Einheiten mit maximal ::L100/, Abweichung der Luftabstände, bezogen auf die Brennweite, :E100/, Abweichung der Flächenbrechkräfte, bezogen auf die Gesamtbrechkraft, mit 4-0,03 Abweichung der Brechzahlen und ±5 Einheiten der Ny-Werte: r1 = 00 d1 = 48 n = 1,4317 r2 = -10 810 l = 1000 r3 = T-4845 spiegelnd Z = 932 r4 = -4597 d2 = 24 n = 1,4317 r5 = Q22 565 spiegelnd d3 = d2 = 24 n = 1,4317 r6 = -r4 = -i-4597 13 = 1004 r, = -1238 d4 = 12,0 n = 1,4317 r8 = -557 s' = 284,0 f' = 2186,2 In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 824 558; französische Patentschrift Nr. 969 797; USA.-Patentschrift Nr. 2 817 270.