DE2211275C3

DE2211275C3 - Lichtstarkes katadioptrisch« Objektiv

Info

Publication number: DE2211275C3
Application number: DE19722211275
Authority: DE
Inventors: Ludvik Dipl.-Math. Suhr Canzek (Schweiz)
Original assignee: Kern and Co AG
Current assignee: Leica Aarau AG
Priority date: 1971-08-18
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2211275A1; NL168625C; DE2211275B2; NL168625B; NL7203798A; AT321611B; CH542454A

Description

r₃ = -82,186	d₃ -	6,402	1,5168	64,2
r_t = -207,949	d_t =	rf₃	1,5168	64,2
r_s — r₃	a_& =
Γβ =Γ₂	rf« =	rfi	1,5168	64,2
r, = r_x	rf? =	rf!	1,5168	64,2
r₈ =r₂	O₈ =	26,797
r_e = -28,138	rf, =	1,403	1,5481	45,8
r₁₀ = -111,736	O₁₀ =	0,072
r_n = 31,613	rfxi =	2,949	1,5168	64,2
r₁₂ = 39,215	O₁₂ =	4,884
T₁₃= CO	rf« =	1,079	1,5168	64,2
T₁₄ = OO
/' = 100,0 s'	= 0,0	x' = l	:1,4

2. Lichtstarkes katadioptrisches Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Radien

Dicken und Abstände

n_d

= 494,726 d_l = 11,435 1,5168 64,2

= -261,214 «₂ = 60,819

= -106,918 d₃ = 7,897 1,5168 64,2

= -231,798 d_x = d₃

= T₃ O₅ = O₂

= -1454,97 d_e = 6,503 = 418,138 o¹, =rf_e
= r_e O₈ = 27,765

d„ = 1,429 1,5168 64,2

O₁₀ = 0,036

</„= 3,002 1,5168 64,2

α₁₂₌ 4,754

d_l3= 1,072 1,5168 64,2

1,5168 64,2

1,5168 64,2 1,5168 64,2

r₉ = -29,616
T₁₀= -84,3
r_u = 28,705
r₁₂= -43,233
r₁₃ = oo
r₁₄ = co

/' = 100,0 s' = 0,0

x' = 1

3. Lichtstarkes katadioptrisches Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

I₁ «= 455,991

r_t - -326,434

r₃ = -118,409

r₄ =-239,639

r_e = 1675,677
r₇ = 420,250
r₈ = r_e

r, = -30,636
r₁₀= -63,255
r„ = 31,398

rfj =12,141
fl_t -= 63,633 d₃ = 9,641 ^₄ =rf₃ fl₅ =57,098
rf_e = 5,785
d₇ =d_e
a_g = 29,531
d_a = 1,428
O₁₀= 0,036
d_lx= 3,357

,·„= -48,069 O₁₂= 5,687

r₁₃ = oo rf₁₃= 1,071

r_u = co

/' = 100,0 s' = 0,0 jc' = 1

1,5168 64,2

:0,9

Die Erfindung betrifft ein lichtstarkes katadioptrisches Objektiv, das eine sammelnde Frontlinse, je einen als rückflächenverspiegelte Linse ausgebildeten Kauptspiegel und Gegenspiegel sowie gegebenenfalls ein in der Nähe des Brennpunktes angeordnetes Linsensystem umfaßt.
Katadioptrische Objektive mit zwei spiegelnden Flächen sind bekannt (deutsche Patentschrift 646 946; schweizerische Patentschrift 398117). Sie werden meistens als weiterentwickelte Cassegrain-Spiegelobjektive mit sammelndem Hauptspiegel und zerstreuendem Gegenspiegel gebaut. So bestehen sie z. B. aus einem zweilinsigen Frontteil, einem Hauptspiegel, einem Gegenspiegel und einem Linsensystem in der Nähe des Brennpunktes. Man vergleiche hierzu das Objektivbeispiel 1: 3,5 in F. I. Havlicek-LCanzek »Zum Korrigieren von Spiegelobjektiven«, Deutsche Geodätische Kommission bei der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Reihe A, Heft 42, München 1963. Das erreichbare Öffnungsverhältnis dieser Objektive liegt bei 1:1,4. Bei den bekannten Objektiven dieser Art werden, um eine größere Lichtstärke zu erreichen, im Frontteil weitere Glieder angebracht.

Für elektrooptische Geräte werden katadioptrische

Objektive in Verbindung mit Lichtverstärkern oder

' Bildwandlerröhren gebraucht. Baut man sie als langbrennweitige und lichtstarke Objektive nach den bisher bekannten Systemen, so sind sie wegen des mehrlinsigen Frontteils von großem Gewicht und teuer in der Herstellung.

Bei einem bekannten derartigen Objektiv (deutsche Auslegeschrift 1 497 574, Fig. 7) sind zwei Frontlinsen vorgesehen, von denen die dem Hauptspiegel zugewandte Linse an ihrer dem Hauptspiegel zugewandten Oberfläche einen Spiegelring aufweist und

yon denen die dem Hauptspiegel abgewandte Linse „n ihrer objektseitigen Oberfläche verspiegelt ist. Hiachteilig ist bei diesem bekannten System, daß es _i6hr aufwendig und damit in der Herstellung teuer ist. * Bei einem weiteren bekannten derartigen Objektiv (deutsche Patentschrift 719 035) ist frontseitig eine durchbohrte Sammellinse vorgesehen, in deren Bohrung ein rückflächenverspiegelter Gegenspiegel angeordnet ist. Der Hauptspiegel ist ebenfalls rückflächenverspiegelt und mit einer zentralen Bohrung versehen; die Bildebene befindet sich auf der dem Qegenspiegel abgewandten Seite des Hauptspiegels, also außerhalb des zwischen den beiden Spiegeln befindlichen Raumes. Schließlich ist auch ein derartiges Objektiv bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 497 537), bei dem eine Front-Sammellinse vorgesehen ist, der ein durchbohrter, rückfjächenverspiegelter Häuptspiegel gegenübersteht, in dessen Bohrung ein weiteres Linsensystem angeordnet ist. Der Gegenspiegel ist ebenfalls rückflächenverspiepelt und im Zentrum der FrontJinse auf deren dem Hauptspiegel zugewandter Oberfläche angebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein lichtstarkes katadioptrisches Objektiv anzugeben, das hinsichtlich seines Gewichtes und seiner Herstellungskosten günstiger ist als die bekannten Objektive und das dennoch eine hohe Abbildungsgüte aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Konstruktionsdaten der Tabelle 1.

Untersuchungen haben gezeigt, daß sich in einem Objektiv, bei dem Haupt- und Gegenspiegel als rückflächenverspiegelte Linsen ausgebildet sind, ein dem Hauptspiegel vorgeschaltetes System, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, auf nur eine Sammellinse reduzieren läßt, deren zentraler Teil an der objektseitigen Fläche verspiegelt ist und als Gegenspiegel dient. Durch die sammelnde Wirkung der Frontlinse wird der Durchmesser und daher auch die Dicke des Hauptspiegels wesentlich kleiner, die Spiegellinse also leichter als bei dem bekannten Objektiv, bei dem der mehrlinsige Frontteil afokal oder beinahe afokal ist.

Diese einfachste Lösung ist in Tabelle 1 angegeben (F i g. 1), wo der zentrale Teil der Frontlinse an der objektseitigen Fläche verspiegelt ist und als Gegenspiegel dient.

Bohrt man den zentralen Teil der Frontlinse aus und setzt in diesen Bereich eine z. B. aus dem ausgebohrten Stück hergestellte, rückflächenverspiegelte Linse als Gegenspiegel ein, die von der Frontlinse verschiedene Krümmungen und kleinere Dicke aufweisen kann, so wird das Gewicht weiter vermindert und die Lichtstärke vergrößert. Die Konstruktionsdaten für dieses Objektiv sind in Tabelle 2 angegeben.

Die rückflächenverspiegelte Linse als Gegenspiegel kann auch auf der dem Objekt abgewandten Seite der Frontlinse angebracht sein (F i g. 3). Der zentrale Teil der Frontlinse wird in diesem Fall nur dann ausgebohrt, wenn an Gewicht gespart werden soll. Die Konstruktionsdaten für dieses Objektiv sind in Tabelle 3 angegeben.

Zum Vermeiden des primären und sekundären Spektrums ist es vorteilhaft, sowohl die Frontlinse wie auch die Spiegellinsen aus optisch gleichen Glassorten zu fertigen. Für Objektive dieser Art können auch Glassorten, die für den Gebrauch im UV- oder IR-Bereich geeignet sind, gewählt werden.

Grundsätzlich kann sich die Brennebene bei Objektiven nach vorliegender Erfindung zwischen Haupt- und Gegenspiegel oder hinter 4em Hauptspiegel befinden. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, die Brennebene vor den Hauptspiegel zu legen, um somit die Baulänge des Gerätes zu verkürzen, wenn das Ob-

jektiv z. B. in Verbindung mit einer elektronischen Röhre Verwendung findet.

Die optischen Rechnungen zeigen für die beschriebenen Objektive gute Resultate, so daß man ihre Lichtstärke noch über die genannten Werte vergrößern

ο kann, ohne dabei wesentlich an der Bildgüte einzubüßen.

Im folgenden werden an Hand der nachfolgenden Tabellen und der Zeichnungen die Konstruktionsdaten der drei erfindungsgemäßen Objektive beschrieben.

Tabelle	Radien	1 (Fig-1)	= 7,158	1	Hd	Va
T₁ = 600,084	Dicken und Abstände	= 62,154		,5168	64,2
r, = -190,878	d₁	= 6,402	1
r₃ = -82,186	a₂	= d₃	1	,5168	64,2
r₄ = -207,949	d₃	= a₂ = d_t	1	,5168	64,2
r-z = r₃ r* =r₂	d_t	= d,	1	,5168	64,2
r₇ = T₁	05 4,			,5168	64,2
d,

r_s = r₂ a₈ = 26,797

r, = -28,138 </, = 1,403 1,5481 45,8

r_:o= -111,736 σ₁₀= 0,072

r„ = 31,613 d_u = 2,949 1,5168 64,2

r₁₂= 39,215 O₁₂= 4,884

r„ =00 </„ = 1,079 1,5168 64,2
ru = co

= 100,0 s' = 0,0 λ' = 1: 1,4

	Tabelle 2	Radien	j = 28,705	(F i g. 2)	1,	*ltd*	Vd
	= 494,726	₂ = -43,233	Dicken und Abstände		5168	64,2
rj	= -261,214	3 = 00	Ci₁ =	1
r₂	= -106,918	. = cc	O₂ =	1	5168	64,2
r_a	= -231,798	d₃ =		5168	64,2
r*	= r₃	d< =	1
r_s	= -1454,97	a₅ =	1	5168	64,2
r*	= 418,138	4, =		5168	64,2
r₇	^{= r}e	d₇ =	1
rs	= -29,616	O₈ =		,5168	64,2
r«	ί-ιβ= -84,3	d_a -	1
'Ί			,5168	64,2
r_x	d_n =	1
r_t	Oj₂ =		,5168	64,2
r.	d\3 =

= 11,435
= 60,819
- 7,897
= d₃
= a₂
= 6,503
= d_e
= 27,765
= 1,429
= 0,036
= 3,002
= 4,754
= 1,072

/"'==100,0 s' - 0,0 x' = 1:1,1

Tabelle 3 (F i g. 3)

Radien

Dicken und Abstände

r, = 455,991 d_l = 12,141 1,5168 64,2

r₂ = -326,434 a_t = 63,633

r₃ = -118,409 d₃ = 9,641 1,5168 64,2

r₄ = -239,639 d_K = d₃ 1,5168 64,2

r₆ = r₃ O₅= 57,098

r, = 1675,677 </„ = 5,785 1,5168 64,2

r₇ = 420,250 </₇ = d, 1,5168 64,2

r₈ = r_e O₈= 29,531

r_e = -30,636 d_t --= 1,428 1,5168 64,2

r,₀= -63,255 O₁₀= 0,036

r_n = 31,398 d_n = 3,357 1,5168 64,2

T₁₁J= -48,069 O₁₈= 5,687

r₁₃ = oo rf,3 = 1,071 1,5168 64,2

r₁₄ = oo

' = 100,0 s' = 0,0 x' = 1: 0,9

Das Objektiv nach den Konstruktionsdaten in

Tabelle 1 hat ein Öffnungsverhältnis 1 :1,4 und wegen der zentralen Abdeckung von 58% eine flächenmäßige Lichtstärke von 1: 1,7. Der sphärische Zonenfehler liegt bei 0,05°/₀₀f. Bei den bekannten Objektiven

dieser öffnung mit 2 Frontlinsen beträgt er bis 0,4°/₀₀f.

Das Objektiv mich den Konstruktionsdaten in

Tabelle 2 hat ein Öffnungsverhältnis von 1 : 1 und eine flächenmäßige Lichtstärke von 1:1,15 infolge

ίο der zentralen Abdeckung von 50%. Bei völligem Fehlen des sekundären Spektrums und der sphärochromatischen Fehler liegt der sphärische Zonenfehler unter 0,l°/₀₀f, bei den bekannten Objektiven dieser Öffnung mit 3 Frontlinsen erreicht er einen Wert bis 0,4%^.

Das Objektiv nach den Konstruktionsdaten in Tabelle 3 hat ein öffnungsverhäUnis von 1:0,9, mit der zentralen Abdeckung von 50% hat es eine flächenmäßige Lichtstärke von 1:1. Der sphärische Zonenfehler liegt unter 0,07⁰Z₀₀L

Die Objektive nach der vorliegenden Erfindung sind sphärisch, komalisch, chromatisch und astigmatisch korrigiert. Sie haben wegen der einfacherer Konstruktion ein geringeres Gewicht und den Vortei der einfacheren Herstellung gegenüber den bekannter Objektiven.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

2 Patentansprüche: Radien Dicken und Abstände ltd

1. Lichtstarkes katadioptrisches Objektiv, das eine sammelride Frontlinse, je einen als rückflächenverspiegelte Linse ausgebildeten Hauptspiegel und Gegenspiegel sowie gegebenenfalls ein in der Nähe des Brennpunktes angeordnetes Linsensystem umfaßt, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten:

Radien

Dicken und Abstände

T₁ = 600,084 d_t = 7,158 1,5168 64,2 r₂ = —190,878 a₂ = 62,154