DE19964079C1 - Maksutov-Cassegrain system of short length - Google Patents
Maksutov-Cassegrain system of short lengthInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Spiegellinsenobjektiv (1) vom Maksutov-Cassegrain-Typ, in Lichtrichtung, umfassend einen zum Objektiv hin konkaven divergenten Maksutov-Meniskus (4), einen sphärischen Hauptspiegel (2) und einen sphärischen Fangspiegel (3), wobei in Lichtrichtung hinter dem Fangspiegel (3) ein dioptrisches System in Form eines Teleobjektivs mit negativer Äquivalentbrennweite angeordnet ist, wobei das dioptrische System eine Sammellinse (5) und eine nachfolgende Zerstreuungslinse (6) umfaßt, die beide in einem gegenseitigen Abstand von mindestens 0,04 f zueinander angeordnet sind, wobei das dioptrische System in seiner Gesamtheit in dem freien Raum zwischen Hauptspiegel (2) und Fangspiegel (3) steht und f die Brennweite des Spiegellinsenobjektivs (1) darstellt.The invention relates to a mirror lens objective (1) of the Maksutov - Cassegrain type, in the direction of light, comprising a divergent Maksutov meniscus (4) that is concave towards the objective, a spherical main mirror (2) and a spherical secondary mirror (3), behind in the light direction the secondary mirror (3) is arranged a dioptric system in the form of a telephoto lens with a negative equivalent focal length, the dioptric system comprising a converging lens (5) and a subsequent diverging lens (6), both of which are arranged at a distance of at least 0.04 f from one another are, the dioptric system in its entirety in the free space between the main mirror (2) and secondary mirror (3) and f represents the focal length of the mirror lens (1).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kurzgebautes, langbrennweitiges Spiegellinsenobjektiv hoher Auflösung vom Maksutov-Cassegrain-Typ.The present invention relates to a short, long focal length mirror lens lens of high resolution from Maksutov-Cassegrain type.
Objektive dieser Art sind dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sphärischen Hauptspiegel verwenden und die Korrektion der sphärischen Aberration durch einen wenig negative Brechkraft aufweisenden frontal angeordneten Meniskus erfolgt. Die Koma ist bei einer solchen Anordnung theoretisch dadurch beseitigt, daß der Hauptpunkt dieses sphärischen Korrektionselements nahe dem Krümmungsmittelpunkt der Hauptspiegels liegt. Prinzipiell gibt es danach zwei Anordnungen des sogenannten Maksutov-Meniskus, nämlich mit der konvexen Fläche zum Objekt oder mit der konkaven Fläche zum Objekt, wobei die letztere Anordnung wegen der wesentlichen kürzeren Baugröße hier nur in Betracht zu ziehen ist. Für ein Objektiv geringer Masse muß dieser Meniskus relativ dünn gehalten werden.Lenses of this type are characterized in that they have a spherical Use primary mirrors and correct spherical aberration a frontal meniscus with little negative refractive power he follows. Theoretically, with such an arrangement, the coma is this eliminates that the main point of this spherical correction element is close the center of curvature of the main mirror. Basically there is afterwards two arrangements of the so-called Maksutov meniscus, namely with the convex surface to the object or with the concave surface to the object, where the latter arrangement only because of the much shorter size here Is to be considered. For a low-mass lens, this meniscus be kept relatively thin.
Weiterhin weisen die betrachteten Systeme eine cassegrainsche Bauweise auf, d. h. der Primär- oder Hauptspiegel ist konkav, und der Sekundär- oder Fangspiegel ist konvex, was einem Aufbau gemäß einem Teleobjektiv entspricht und zu einer kurzen Bauweise führt. Je stärker die Brechkräfte von Primär- und Sekundärspiegel sind, desto kleiner kann prinzipiell die Baugröße gehalten werden.Furthermore, the systems considered have a Cassegrainian construction on, d. H. the primary or primary mirror is concave, and the secondary or Secondary mirror is convex, which is a construction according to a telephoto lens corresponds and leads to a short construction. The stronger the refractive powers of The primary and secondary mirrors are, the smaller the size can in principle being held.
Eine Verkleinerung der Baugröße auf diese Weise ist jedoch nur begrenzt möglich. Eine Erhöhung der Brechkraft des Primärspiegels führt zwangsläufig zu einer größeren sphärischen Aberration, deren Korrektion mittels eines stärker durchgebogenen Maksutov-Meniskus zu inakzeptabel hohen sphärischen Zonenfehlern führt. Andererseits bewirkt eine Erhöhung der Brechkraft des Sekundärspiegels eine radikale Verschlechterung der Petzvalkrümmung, die nur durch ein stark divergentes dioptrisches Element zwischen Sekundärspiegel und Bildebene kompensiert werden kann.A reduction in size in this way is only limited possible. An increase in the refractive power of the primary mirror leads inevitably to a larger spherical aberration, the correction of which by means of a more sagging Maksutov meniscus to unacceptably high spherical zone errors. On the other hand, an increase in Refractive power of the secondary mirror a radical deterioration of the Petzval curvature, which is only due to a strongly divergent dioptric element can be compensated between the secondary mirror and image plane.
Ein derartiges System mit der numerischen Apertur nA = 0.05 (entspricht einer relativen Öffnung 1 : 10) ist z. B. bei "Smith, Warren J.: Modern Lens Design, McGraw-Hill 1992, ISBN 0-07-059178-4 p. 300" angegeben. Dieses Objektiv hat einen axialen Abstand vom Primär- zum Sekundärspiegel von 0.158f und eine axiale Gesamtbaulänge bis zur Bildebene von 0,206f, wobei f die Brennweite ist. Seitens der Baugröße würde dieses System die Anforderungen erfüllen. Es hat jedoch den Mangel, daß sowohl die sphärischen Zonenfehler als auch die chromatischen Bildfehler entscheidend zu groß sind, um bei einer Ausführungsbrennweite von f = 1000 mm eine quasi-beugungsbegrenzte Auflösung in einem großen Spektralbereich zu erreichen. Der dünne Maksutov-Meniskus ist stark durchgebogen und hat einen vorderen Krümmungsradius von -0.118f. Die numerische Apertur ist zu gering und erlaubt keine Erhöhung.Such a system with the numerical aperture nA = 0.05 (corresponds to one relative opening 1:10) is z. B. at "Smith, Warren J .: Modern Lens Design, McGraw-Hill 1992, ISBN 0-07-059178-4 p. 300 ". This lens has an axial distance from the primary to the secondary mirror of 0.158f and an overall axial length up to the image plane of 0.206f, where f is the Focal length is. In terms of size, this system would meet the requirements fulfill. However, it has the defect that both the spherical zone errors as well as the chromatic aberrations are significantly too large for a Focal length of f = 1000 mm is a quasi-diffraction limited Achieve resolution in a wide spectral range. The thin one Maksutov's meniscus is strongly curved and has an anterior one Radius of curvature from -0.118f. The numerical aperture is too small and does not allow an increase.
Ein weiteres System mit zwei bildseitigen Korrektionslinsen aus Gläsern verschiedener Dispersion zur Beseitigung der chromatischen Aberrationen ist bei "Laikin, Milton: Lens Design, Marcel Dekker 1995, ISBN 0-8247-9602-0, p. 178" angegeben. Dieses eignet sich für Ausführungsbrennweiten in der Größenordnung von 1000 mm, hat jedoch nur eine bildseitige Apertur von 0.045 und eine deutlich größere Gesamtbaulänge von 0,283f. Auch hier ist der Maksutov-Meniskus noch relativ stark durchgebogen mit einem frontalen Krümmungsradius von -0.131f.Another system with two correction lenses made of glasses on the image side different dispersion to eliminate chromatic aberrations at "Laikin, Milton: Lens Design, Marcel Dekker 1995, ISBN 0-8247-9602-0, p. 178 ". This is suitable for focal lengths in the Order of magnitude of 1000 mm, but only has an aperture of 0.045 and a significantly larger overall length of 0.283f. Here too is the Maksutov meniscus is still relatively strongly bent with a frontal one Radius of curvature from -0.131f.
Eine Analyse des Maksutov-Cassegrain-Aufbaus hat ergeben, daß zur Verringerung der sphärischen Zonenfehler es unbedingt erforderlich ist, die Brechkräfte von Primär- und Sekundärspiegel und somit die Durchbiegung des Maksutov-Meniskus möglichst gering zu halten. Diese Maßnahme führt zwangsläufig zu einer unerwünschten Verkleinerung des Televerhältnisses und damit zu einer brennweitenbezogenen Vergrößerung der Baulänge. Ziel ist es, bei einer vorgegebenen Gesamtbaulänge (axiale Entfernung zwischen dem ersten Linsenscheitel und der Bildebene) von maximal 0.25f und bei einer numerischen Apertur nA = 0.05 bis 0.063 die sphärischen Zonenfehler innerhalb der zulässigen Rayleigh-Toleranz zu halten und damit eine Strehl-Definition von über 80% zu erreichen.An analysis of the Maksutov-Cassegrain structure has shown that for Reduction of spherical zone errors is absolutely necessary Refractive powers of primary and secondary mirrors and thus the deflection of the To keep the Maksutov meniscus as small as possible. This measure leads inevitably leads to an undesirable reduction in the telephoto ratio and thus a focal length-related increase in length. The aim is, for a given overall length (axial distance between the first lens vertex and the image plane) of a maximum of 0.25f and at one numerical aperture nA = 0.05 to 0.063 the spherical zone errors to keep within the permissible Rayleigh tolerance and thus a Achieve Strehl definition of over 80%.
Aus der DE-OS-27 20 479 ist ein katadioptrisches Objektiv bekannt, gekennzeichnet durch eine asphärische, negative Meniskus-Korrekturplatte, die zum langen konjugierten Ende hin konkav ist, einen primären Mangin- Spiegel in einem Abstand von der Korrekturplatte zur Aufnahme des durch letztere hindurchtretenden Lichtes, einen Sekundärspiegel in der Form eines spiegelnden Bereichs am Zentrum der zweiten Fläche der Korrekturplatte zur Aufnahme des von dem Primärspiegel reflektierten Lichtes und ein im Abstand angeordnetes Paar von Korrekturlinsen, das zwischen dem Primär- und dem Sekundärspiegel zur Aufnahme des von letzterem kommenden Lichtes angeordnet sind und das über eine positive, dem aufgenommenen Licht gegenüber konvexe Meniskuslinse und eine bikonkave Linse verfügt.A catadioptric objective is known from DE-OS-27 20 479, characterized by an aspheric, negative meniscus correction plate, which is concave towards the long conjugate end, a primary manganese Mirror at a distance from the correction plate to accommodate the through the latter passing light, a secondary mirror in the form of a reflecting area at the center of the second surface of the correction plate Recording the light reflected by the primary mirror and one at a distance arranged pair of correction lenses that between the primary and the Secondary mirror for receiving the light coming from the latter are arranged and that about a positive, the recorded light opposite convex meniscus lens and a biconcave lens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Maksutov-Cassegrain-System kurzer Baulänge und geringem Gewicht für einen großen Spektralbereich von 400 bis 900 nm zu schaffen, welches bei einer numerischen Apertur nA < 0.05 (entsprechend einer relativen Öffnung 1 : 10) bis 0,63 (entsprechend einer relativen Öffnung 1 : 8) eine quasi beugungsbegrenzte Auflösung gewährleistet.The invention has for its object a Maksutov-Cassegrain system short overall length and low weight for a large spectral range of To create 400 to 900 nm, which with a numerical aperture nA <0.05 (corresponding to a relative opening 1:10) to 0.63 (corresponding to a relative aperture 1: 8) ensures a quasi diffraction limited resolution.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the problem arises from the subject with the Features of claim 1. Further advantageous embodiments of the Invention result from the subclaims.
Hierzu wird ein Maksutov-Cassegrain-System herkömmlicher Bauart verwendet, wobei hinter dem Sekundärspiegel ein zweilinsiges dioptrisches System in Form eines Teleobjektivs, bestehend aus einer Sammellinse und einer nachfolgenden Zerstreuungslinse angeordnet ist, die beide in einem gegenseitigen Abstand von mindestens 0,04f stehen, wodurch die Wirkung eines Teleskops erreicht wird, d. h. das dioptrische System wirkt zusätzlich brennweitenverlängernd, was einer auf die Brennweite bezogenen Baulängenverkürzung gleichkommt.For this purpose, a Maksutov-Cassegrain system of conventional design is used used, behind the secondary mirror a two-lens diopter System in the form of a telephoto lens, consisting of a converging lens and a subsequent diverging lens is arranged, both in one distance from each other by at least 0.04f, creating the effect a telescope is reached, d. H. the dioptric system works additionally extending the focal length, which is related to the focal length Shortening the overall length.
Die spezifische Wirkung dieses zusätzlichen dioptrischen Systems ist naturgemäß um so günstiger, je höher es im Strahlengang steht, d. h. wenn es mit seiner Sammellinse möglichst nahe dem Sekundärspiegel steht und damit in seiner Gesamtheit in dem freien Raum zwischen Sekundär- und Primärspiegel angeordnet ist.The specific effect of this additional dioptric system is naturally the cheaper it is, the higher it is in the beam path, d. H. if it with its converging lens is as close as possible to the secondary mirror and thus in its entirety in the free space between secondary and Primary mirror is arranged.
Eine Analyse der bisher bekannten Systeme hat ergeben, daß es unter Berücksichtigung eines geringen Gewichts und einer stabilen Abbildungsqualität von der Praxis her vorteilhaft ist, den Maksutov-Meniskus so auszubilden, daß dessen konvexe Fläche mit ihrem zentralen Teil gleichzeitig den Fangspiegel bildet. Damit kann auf eine zusätzliche Halterung für den Sekundärspiegel verzichtet werden.An analysis of the previously known systems has shown that it is under Considering a light weight and a stable Imaging quality is advantageous in practice, the Maksutov meniscus form that its convex surface with its central part at the same time forms the secondary mirror. This allows for an additional bracket for the Secondary mirrors can be dispensed with.
Für extreme Anforderungen hinsichtlich Massereduktion indes ist es vorteilhaft, bei Erhaltung der Gesamtbaulänge den masseintensiven Tubus zwischen Maksutov-Meniskus und Primärspiegel, d. h. entsprechend den Abstand zwischen Primär- und Sekundärspiegel zu verkürzen auf einen Betrag um 0.15f oder kleiner. Eine solche Maßnahme erfordert eine Erhöhung der Brechkraft des Primärspiegels und höhere Teilbrechkräfte für die Elemente des dioptrischen Teils, was bezüglich der Bildfehlerkorrektur zu einer Überkompensation der Petzvalsumme führt. Diese kann durch eine sammelnd wirkende Linse dicht vor dem Bildfeld (Bildfeldlinse ähnlich der Smyth-Linse) behoben werden. Eine solche Linse bewirkt im wesentlichen nur eine Änderung der Petzvalwölbung, ihre Wirkung auf die anderen Bildfehler wie sphärische Aberration und Koma ist zu vernachlässigen.However, for extreme mass reduction requirements, it is advantageous while maintaining the overall length, the mass-intensive tube between Maksutov meniscus and primary mirror, d. H. according to the distance to shorten between the primary and secondary levels to an amount of 0.15f or smaller. Such a measure requires an increase in refractive power of the primary mirror and higher partial powers for the elements of the dioptric part, which leads to an image correction Overcompensation of the Petzval sum leads. This can be done by collecting active lens close to the image field (image field lens similar to the Smyth lens) be resolved. Such a lens essentially does only one Change in Petzval curvature, its effect on other image defects such as spherical aberration and coma can be neglected.
Für einige Anwendungen, insbesondere wenn auswechselbare optische Filter vor der Bildebene eingefügt werden sollen, ist eine längere bildseitige Schnittweite von wenigstens 0.015f wünschenswert. Um in solchen Fällen laterale chromatische Aberrationen, die durch eine einzelne Bildfeldlinse bei einer größeren bildseitigen Schnittweite zwangsläufig auftreten ist die Bildfeldlinse als Achromat ausgebildet.For some applications, especially when replaceable optical filters is to be inserted in front of the image layer is a longer image side Focal length of at least 0.015f desirable. To in such cases lateral chromatic aberrations caused by a single field lens a larger focal length on the image is inevitable Field lens designed as an achromatic lens.
Bei einer Brechkraft der Sammellinse von 5ϕ bis 8ϕ und derjenigen der Zerstreuungslinse entsprechend von -12ϕ bis -30ϕ (wobei ϕ die Brechkraft des Gesamtsystems bedeutet) sowie einem gegenseitigem Abstand der beiden Linsen voneinander zwischen 0.04f und 0.06f (wobei sinnvollerweise der kleinere Abstand bei betragsmäßig hohen Teilbrechkräften und entsprechend der größere Abstand bei betragsmäßig kleineren Teilbrechkräften der Linsen in Betracht zu ziehen ist) hat ein derartiges dioptrisches Korrektursystem einen großen negativen Hauptpunktabstand und eine negative Brennweite und bewirkt demgemäß die beschriebene Baulängenverkürzung bei gleichzeitiger zusätzlicher Verlängerung der Brennweite. Als Resultat ergibt sich eine brechkraftmäßige Entspannung für die Spiegelbrechkräfte und folglich eine geringere Durchbiegung des Maksutov-Meniskus.With a refractive power of the converging lens from 5ϕ to 8ϕ and that of Diverging lens correspondingly from -12ϕ to -30ϕ (where ϕ is the refractive power of the Overall system means) and a mutual distance between the two Lenses from 0.04f to 0.06f (where the smaller distance with high partial powers and accordingly the larger distance with smaller partial powers of the lenses in Such a dioptric correction system has one large negative main point spacing and a negative focal length and accordingly causes the described length reduction with simultaneous additional extension of the focal length. The result is one refractive power relaxation for the mirror powers and consequently one less deflection of the Maksutov meniscus.
Eine besonders vorteilhafte Lösung erhält man bei einem Abstand zwischen Primär- und Sekundärspiegel in der Größenordnung von 0.20f.A particularly advantageous solution is obtained with a distance between Primary and secondary mirrors in the order of 0.20 f.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:The invention is based on a preferred Embodiment explained in more detail. The figure shows:
Fig. 1 ein Spiegellinsensystem vom Maksutov-Cassegrain-Typ mit einem dioptrischen System, Fig. 1 is a catadioptric system of the Maksutov-Cassegrain type having a dioptric system,
Fig. 2 ein Spiegellinsensystem mit einer Bildebenungslinse und Fig. 2 is a mirror lens system with an imaging lens and
Fig. 3 ein Spiegellinsensystem mit einer als Achromat ausgebildeten Bildebenungslinse. Fig. 3 is a mirror lens system with an achromatic imaging lens.
Das Spiegellinsensystem 1 umfaßt Hauptspiegel 2, einen Fangspiegel 3, einen Maksutov-Meniskus 4, eine Sammellinse 5 und eine Zerstreuungslinse 6. The mirror lens system 1 comprises a primary mirror 2 , a secondary mirror 3 , a Maksutov meniscus 4 , a converging lens 5 and a diverging lens 6 .
Dabei bildet die konvexe Fläche des Maksutov-Meniskus 4 in der optischen Achse gleichzeitig den Fangspiegel 3. In der Tabelle 1 ist eine beispielhafte Dimensionierung für das Spiegellinsensystem 1 angegeben. Die Brennweite des Spiegellinsensystems 1 sei f = 1000 mm mit einer numerischen Apertur nA = 0,063 und einem Bildfeld von ca 1,2°. In der Tabelle 1 sind die geometrischen und optischen Größen für die einzelnen Bestandteile in der Reihenfolge des Strahlengangs dargestellt. Somit bezeichnet r1 den konkaven Radius des Maksutov-Meniskus 4. An der optischen Achse weist der Maksutov-Meniskus 4 eine Dicke d1 = 11 mm auf. Der Radius r2 bezeichnet den Radius des Maksutov-Meniskus 4 an seiner konvexen Seite. Nach Durchtritt durch den Maksutov-Meniskus 4 trifft die Strahlung auf den Hauptspiegel 2, der in einer Entfernung e1 = 198 mm vom Maksutov-Meniskus 4 angeordnet ist und einen inneren Radius von r3 = -527,35 mm aufweist.The convex surface of the Maksutov meniscus 4 simultaneously forms the secondary mirror 3 in the optical axis. An exemplary dimensioning for the mirror lens system 1 is given in Table 1. The focal length of the mirror lens system 1 is f = 1000 mm with a numerical aperture nA = 0.063 and an image field of approximately 1.2 °. Table 1 shows the geometric and optical parameters for the individual components in the order of the beam path. Thus r 1 denotes the concave radius of the Maksutov meniscus 4 . The Maksutov meniscus 4 has a thickness d 1 = 11 mm on the optical axis. The radius r 2 denotes the radius of the Maksutov meniscus 4 on its convex side. After passing through the Maksutov meniscus 4 , the radiation strikes the main mirror 2 , which is arranged at a distance e 1 = 198 mm from the Maksutov meniscus 4 and has an inner radius of r 3 = -527.35 mm.
Vom Hauptspiegel 2 wird die Strahlung zum Fangspiegel 3 reflektiert. Die Entfernung zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3 wird mit e2 bezeichnet. Da der Fangspiegel 3 mit dem konvexen Teil des Maksutov-Meniskus 4 identisch ist, sind die Abstände e1 und e2 betragsmäßig gleich groß. Ebenso ist der Radius r4 des Fangspiegels 3 identisch mit Radius r2 des Maksutov- Meniskus. Vom Fangspiegel 3 wird die Strahlung zur Sammellinse 5 reflektiert, die in einem Abstand e3 = 92 mm zum Fangspiegel angeordnet ist. Die Sammellinse 5 weist auf der konvexen Seite einen Radius r5 = 64,12 mm auf. Die Dicke der Sammellinse 5 beträgt d2 = 3,5mm. Der konkave Teil der Sammellinse 5 weist einen Radius r6 = 172,92 mm auf. Von der Sammellinse 5 trifft die Strahlung auf die Zerstreuungslinse 6, die in einem Abstand e4 = 54,95 mm angeordnet ist. Der konvexe Radius r7 beträgt 137,30 mm, wobei d3 = 2,8 mm die Dicke der Zerstreuungslinse 6 bezeichnet. Mit r8 = 27,81 mm ist der konkave Radius der Zerstreuungslinse 6 bezeichnet. Als besonders vorteilhaft haben sich Gläser vom Typ BK7G18 und K5G20 erwiesen, wobei es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen hat, wenn für die Sammellinse 5 und die Zerstreuungslinse 6 gleiche Glastypen Verwendung finden.The radiation from the primary mirror 2 is reflected to the secondary mirror 3 . The distance between the main mirror 2 and secondary mirror 3 is denoted by e 2 . Since the secondary mirror 3 is identical to the convex part of the Maksutov meniscus 4 , the distances e 1 and e 2 are of equal magnitude. The radius r 4 of the secondary mirror 3 is also identical to the radius r 2 of the Maksutov meniscus. The radiation from the secondary mirror 3 is reflected to the converging lens 5 , which is arranged at a distance e 3 = 92 mm from the secondary mirror. The converging lens 5 has a radius r 5 = 64.12 mm on the convex side. The thickness of the converging lens 5 is d 2 = 3.5 mm. The concave part of the converging lens 5 has a radius r 6 = 172.92 mm. From the converging lens 5 , the radiation strikes the diverging lens 6 , which is arranged at a distance e 4 = 54.95 mm. The convex radius r 7 is 137.30 mm, where d 3 = 2.8 mm denotes the thickness of the diverging lens 6 . The concave radius of the diverging lens 6 is denoted by r 8 = 27.81 mm. Glasses of the types BK7G18 and K5G20 have proven to be particularly advantageous, it having proven particularly advantageous if the same glass types are used for the converging lens 5 and the diverging lens 6 .
Bei diesen Systemen haben die Linsen des erfindungsgemäßen dioptrischen Teils einen gegenseitigen Abstand von 0,055f und die einzelnen Brechkräfte betragen +5,2ϕ für die Sammellinse 5 und -14,9ϕ für die Zerstreuungslinse 6. Die Gesamtbrennweite dieses dioptrischen Teils ist negativ und es steht in seiner Gesamtheit im freien Raum zwischen Haupt- und Fangspiegel. Die Durchbiegung des Maksutov-Meniskus 4 ist verhältnismäßig gering; dessen frontaler Krümmungsradius ist betragsmäßig größer als 0,19f.In these systems, the lenses of the dioptric part according to the invention have a mutual distance of 0.055f and the individual refractive powers are + 5.2ϕ for the converging lens 5 and -14.9ϕ for the diverging lens 6 . The total focal length of this dioptric part is negative and it is in its entirety in the free space between the main and secondary mirror. The deflection of the Maksutov meniscus 4 is relatively small; its frontal radius of curvature is larger than 0.19f.
In der Fig. 2 ist ein Spiegellinsensystem 1 mit einer zusätzlichen Bildebenungslinse 7 dargestellt, wobei der Abstand zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3 erheblich verkürzt ist, so daß sich trotz der Bildebenungslinse 7 die Gesamtbaulänge reduziert. Ein Dimensionierungsbeispiel für die Anordnung nach Fig. 2 ist in Tabelle 2 dargestellt. Der Abstand zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3 beträgt e1 = 150 mm = 0,15f. Für alle Linsen wird hier vorzugsweise das gleiche Glas K5 (bzw. K5G20) verwendet. Die beiden Linsen 5, 6 des dioptrischen Teils haben einen gegenseitigen Abstand von 0,044f. Die einzelnen Brechkräfte betragen +7,4ϕ für die Sammellinse 5 und -28,2ϕ für die Zerstreuungslinse 6. Die Gesamtbrennweite dieses dioptrischen Teils ist negativ und steht in seiner Gesamtheit im freien Raum zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3. Der frontale Krümmungsradius des Maksutov-Meniskus 4 ist betragsmäßig größer als 0,17f. Die zusätzliche Bildebenungslinse 7 ist mit einer Brechkraft von ca. 10ϕ steht dicht vor der Bildebene, so daß eine freie beidseitige Schnittweite von 0,008f verbleibt. Mit r9 und r10 sind die Radien der Bildebenungslinse 7 und mit d4 deren Dicke bezeichnet.In FIG. 2, a mirror lens system 1 is shown with an additional Bildebenungslinse 7, wherein the distance between the primary mirror and secondary mirror 2 is significantly reduced 3, so that despite the Bildebenungslinse 7 reduces the overall length. A dimensioning example for the arrangement according to FIG. 2 is shown in Table 2. The distance between main mirror 2 and secondary mirror 3 is e 1 = 150 mm = 0.15f. The same glass K5 (or K5G20) is preferably used here for all lenses. The two lenses 5 , 6 of the dioptric part have a mutual distance of 0.044f. The individual refractive powers are + 7.4ϕ for the converging lens 5 and -28.2ϕ for the diverging lens 6 . The total focal length of this dioptric part is negative and is in its entirety in the free space between the main mirror 2 and secondary mirror 3 . The frontal radius of curvature of the Maksutov meniscus 4 is larger than 0.17f. The additional image-leveling lens 7 has a refractive power of approx. 10ϕ and is close to the image level, so that a free focal length of 0.008f remains on both sides. With r 9 and r 10 the radii of the imaging lens 7 and with d 4 the thickness.
In der Fig. 3 ist ein Sammellinsensystem 1 mit einer achromatisierten Bildebenungslinse 8 dargestellt. In der Tabelle 3 ist wieder ein auf die Brennweite f = 1000 mm normiertes Dimensionierungsbeispiel angegeben. Der Abstand zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3 beträgt hier nur 0,142f. Die beiden Linsen 5, 6 des dioptrischen Systems sind in einem Abstand von 0,044f zueinander angeordnet. Die einzelnen Brechkräfte betragen +7,4ϕ für die Sammellinse 5 und -26,8ϕ für die Zerstreuungslinse 6. Die Gesamtbrennweite dieses dioptrischen Teils ist negativ und steht in seiner Gesamtheit im freien Raum zwischen Hauptspiegel 2 und Fangspiegel 3. Der frontale Krümmungsradius des Maksutov-Meniskus 4 ist betragsmäßig größer als 0,17f. Die zusätzliche achromatisierte Bildebenungslinse 8 mit einer Brechkraft von ca. 10ϕ steht so nahe der Bildebene, so daß eine freie bildseitige Schnittweite von ca. 0,016f verbleibt. FIG. 3 shows a converging lens system 1 with an achromatized image leveling lens 8 . Table 3 again shows a dimensioning example standardized to the focal length f = 1000 mm. The distance between the main mirror 2 and secondary mirror 3 is only 0.142f. The two lenses 5 , 6 of the dioptric system are arranged at a distance of 0.044f from one another. The individual powers are + 7.4ϕ for the converging lens 5 and -26.8ϕ for the diverging lens 6 . The total focal length of this dioptric part is negative and is in its entirety in the free space between the main mirror 2 and secondary mirror 3 . The frontal radius of curvature of the Maksutov meniscus 4 is larger than 0.17f. The additional achromatized image leveling lens 8 with a refractive power of approximately 10ϕ is so close to the image plane that a free focal length of approximately 0.016f remains.
Bei allen drei Ausführungsformen gemäß Fig. 1-3 bliebt die Gesamtbaulänge unter 0,25f. Die beiden Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2 und 3 haben zudem extrem kurze Baulängen in Bezug auf den großen Tubus zwischen Maksutov-Meniskus 4 und Hauptspiegel 2. Alle derartigen Spiegellinsensystemen 1 können in Leichbauweise auch für kosmische Missionen eingesetzt werden. Die verwendeten Gläsern sind darüber hinaus auch als strahlenresistente Typen verfügbar. In all three embodiments of FIGS. 1-3, the overall length RECOURSE under 0.25F. The two exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 also have extremely short overall lengths in relation to the large tube between the Maksutov meniscus 4 and the primary mirror 2 . All such mirror lens systems 1 can also be used in lightweight construction for cosmic missions. The glasses used are also available as radiation-resistant types.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104656251A (en) * | 2015-02-04 | 2015-05-27 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Sub-arc second-level large-caliber compact optical structure for detecting dim spot target |
| CN106680975A (en) * | 2017-02-28 | 2017-05-17 | 福鼎市雄光学仪器有限公司 | Marca microelectronic telephoto lenses |
| CN106772963A (en) * | 2017-01-26 | 2017-05-31 | 西安应用光学研究所 | Global face heavy caliber refraction-reflection type continuous zooming optical system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2720479A1 (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-24 | Questar Corp | CATADIOPTRIC LENS SYSTEM |
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1999
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2720479A1 (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-24 | Questar Corp | CATADIOPTRIC LENS SYSTEM |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104656251A (en) * | 2015-02-04 | 2015-05-27 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Sub-arc second-level large-caliber compact optical structure for detecting dim spot target |
| CN104656251B (en) * | 2015-02-04 | 2017-04-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Sub-arc second-level large-caliber compact optical structure for detecting dim spot target |
| CN106772963A (en) * | 2017-01-26 | 2017-05-31 | 西安应用光学研究所 | Global face heavy caliber refraction-reflection type continuous zooming optical system |
| CN106772963B (en) * | 2017-01-26 | 2019-03-29 | 西安应用光学研究所 | Global face heavy caliber refraction-reflection type continuous zooming optical system |
| CN106680975A (en) * | 2017-02-28 | 2017-05-17 | 福鼎市雄光学仪器有限公司 | Marca microelectronic telephoto lenses |
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