DE3121044A1

DE3121044A1 - Katadioptrisches objektiv hoher lichtstaerke

Info

Publication number: DE3121044A1
Application number: DE19813121044
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Ing Wiedemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1982-09-30

Description

Katadioptrisches Objektiv hoher Lichtstärke
Die Erfindung bezieht sich auf ein katadioptrisches Objektiv hoher Lichtstärke, bestehend, in Richtung der Lichtbewegung gesehen, aus einer sammelnden Frontline, einem Mangin-Spiegel und einer sammelnden Feldlinse, die durch Luftabstände getrennt sind, wobei die Frontlinse rückseitig in ihrem zentralen Teil verspiegelt ist.
Aus der DE-OS 29 29 678 ist ein anastigmatisches Triplet bekannt, in dem die zerstreuende Mittellinse der sonst üblichen Triplets durch einen Mangin-Spiegel ersetzt ist. Damit konnte die bisher auf etwa 1:2,5 begrenzte relative Öffnung dieser Systeme bis auf 1:1,25-erhöht werden. Nach dieser DE-OS 29 29 678 besteht das dort beschriebene System aus einer konvexplanen Frontlinse, deren zentraler Teil rückseitig verspiegelt ist, einem Mangin-Spiegel mit zentraler Bohrung und einer darin angeordneten meniskenförmigen Feldlinse, deren erhabene Flächen dem einfallenden Licht zugekehrt sind. Durch das Einfügen einer Kittfläche in die Feldlinse kann die Korrektur des Systems weiter verbessert und die Lichtstärke bis auf 1:1,2 erhöht werden. Die Daten dieser Systeme gehen aus der genannten Druckschrift hervor. Bei einer Mittenabschattung von 25% weisen beide Systeme ein ebenes Bildfeld von etwa 100 und eine Schnittweite von etwa 6% der Brennweite auf-. Diese Ergebniss-e werden mit 7 beziehungsweise 8 optisch wirksamen Flächen erzielt.
Um diese Systeme den praktischen Bedürfnissen weiter anzupassen, erschien es als wünschenswert, die relativ kurze Schnittweite auf etwa den dreifachen Wert zu verlängern, sowie die sphärochromatischen Zonenfehler von 1/10,000 f' auf etwa 1/20,000 f' zu verkleinern, womit eine Voraussetzung für eine weitere Erhöhung der Lichtstärke als erfüllt betrachtet werden durfte.
Um dabei die Zahl der Linsen nicht weiter erhöhen zu müssen, erwies es sich als erforderlich, die Frontlinse als annähernd bikonvexe Linse auszubilden, die Krümmungen des Mangin-Spiegels leicht zu ändern und den hinteren Radius der Feldlinse zu verflachen. Unter diesen Voraussetzungen war es möglich, bei einer Verlängerung der Schnittweite auf 18% der Brennweite die sphärochromatischen Zonenfehler auf etwa 1/20,000 f' zu verkleinern und die Lichtstärke des Systems bis auf 1:1 zu erhöhen. Dazu ergab sich als besonders bemerkenswertes Ergebnis, daß dann alle Linsen aus derselben Glasart bestehen können, womit der bisher unbekannte Fall eines Triplets aus nur einer Glasart erstmals gegeben war.
Das eingangs beschriebene katadioptrische Objektiv ist somit nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Frontlinse bikonvex ist und die Gesamtanordnung so getroffen ist, daß ein relatives Öffnungsverhältnis bis zu 1:1 erreicht wird. Weiterhin ist nach der Erfindung die in einer Bohrung des Mangin-Spiegels angeordnete Feldlinse konvexplan, beziehungsweise weist die Feldlinse zwei gegen das einfallende Licht erhabene Flächen auf, wenn sie Bestandteil des Mangin-Spiegels ist. Ferner bestehen nach der Erfindung alle drei Linsen des Objektivs aus derselben Glasart, so daß das System in jedem Fall nur acht optisch wirksame Flächen aufweist.
Gegenüber dem Stand der Technik nach der DE-OS 29 29 678 ergibt sich ein beachtlicher technischer Fortschritt, der wie folgt zusammengefaßt werden kann: 1) Erhöhung der Lichtstärke um 20%, 2) Vergrößerung der Schnittweite auf das Dreifache und 3) Erstmaliger und bisher unbekannter Aufbau des Systems aus nur einer Glasart.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen: F I G . 1 und 2 zwei Beispiele eines nach der Erfindung ausgebildeten Mangin-Spiegelobjektivs aus nur einer Glasart mit einem Öffnungsverhältnis von 1 :1 und einer Schnittweit<- von 18% der Brennweite. Die zugehörenden Konstruktionsdaten sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 wiedergegeben.
In den Figuren sind neben den Systemschnitten die Kurven der sphärischen Längsaberrationen für die Farben C = 656,30 nm, d = 587,60 nm und F = 486,10 nm und die Brennweite f' =100,0000 dargestellt. Die zugehörenden Tabellen geben die Konstruktionsdaten für dieselbe Brennweite wieder, wobei mit r1 bis r8 die Radien, mit e1 bis e7 die Dicken und Abstände und mit s' die Schnittweiten bezeichnet sind. Daneben sind die Flächenteilkoeffizienten der Beispiele und ihre Summen nach der 3.0rdnung aufgeflihrt.
Tabelle 1 1.Beispiel, Typ A nach Fig. 1, s' = 18,2221.
N r e nd A B C P V 1 554,0447 5,5870 1,62041 0,0014 0,0077 0,0426 0,0691 0,6192 2 -558,7006 40,9714 1,00000 0,0288 -0,0711 0,1757 0,685 -0,6031 3 -123,8453 4,6558 1,62041 -0,2553 0,1711 -0,1146 -0,3092 0,2840 4 -188,5614 4,6558 R 0,1661 -0,2427 0,3546 -0,6546 0,4382 5 123,8453 40,9714 1,00000 0,0127 -0,0683 0,3659 -0,3092 -0,3040 6 558,7006 40,9714 R -0,0596 0,0573 -0,0551 0,3580 -0,2911 7 46,3721 4,6558 1,62041 -0,0049 0,0624 -0,7920 0,8257 -0,4276 8 # --- 1,00000 0,1128 00,0671 0,0399 0,0000 0,0273 # 1-8 --- --- --- 0,0020 -0,0166 0,0170 0,0484 -0,2607 Tabelle 2 2.Beispiel, Typ B nach Fig. 2, s' = 17,2069.
N r e nd A B C P V 1 556,1053 5,7086 1,62041 0,0013 0,0074 0,0417 0,0676 0,6192 2 -570,8625 41,8632 1,00000 0,0270 -0,0681 0,1719 0,0671 -0,6031 3 -126,5412 4,7572 1,62041 -0,2394 0,1639 -0,1122 -0,3026 0,2840 4 -192,6661 4,7572 R 0,1557 -0,2325 0,3471 -0,6406 0,4382 5 126,5412 41,8632 1,00000 0,0119 -0,0654 0,3581 -0,3026 -0,3040 6 570,8625 39,0089 R -0,0559 0,0549 -0,0539 0,3503 -0,2911 7 47,5719 9,5144 1,62041 -0,0035 0,0525 -0,7927 0,8048 -0,1824 8 2854,3123 --- 1,00000 0,1050 0,0520 0,0258 -0,0134 0,0061 # 1-8 --- --- --- 0,0022 -0,0353 -0,0142 0,0307 -0,0331 L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Katadioptrisches Objektiv hoher Lichtstärke, bestehend, in Richtung der Lichtbewegung gesehen, aus einer sammelnden Frontlinse, einem Mangin-Spiegel und einer sammelnden Feldlinse, die durch Luftabstände getrennt sind, wobei die Frontlinse rückseitig in ihrem zentralen Teil verspiegelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontlinse bikonvex ist und die Gesamtanordnung so getroffen ist, daß ein relatives öffnungsverhältnis bis zu 1:1 erreicht wird.
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Bohrung des Mangin-Spiegels angeordnete Feldlinse konvexplan ist.
3. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse zwei gegen das einfallende Licht erhabene Flächen aufweist und Bestandteil des Mangin-Spiegels ist.
4. Objektiv.nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Linsen des Objektivs aus derselben Glasart bestehen.