DE3143137A1

DE3143137A1 - Reflexions-ausblendende sphaerische optische anordnung mit geneigten linsenelementen

Info

Publication number: DE3143137A1
Application number: DE19813143137
Authority: DE
Inventors: William Edwin San Leandro Calif. Humphrey
Original assignee: Humphrey Instruments Inc
Current assignee: Allergan Humphrey
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1982-06-16
Also published as: AU549667B2; CA1159289A; GB2087590A; US4415239A; CH653140A5; GB2087590B; DE3143137C2; AU7685381A; JPS6058441B2; JPS57135901A

Description

Die Erfindung betrifft fokussierende Linsenanordnungen und insbesondere reflexions-abweisende sphärische Linsenanordnungen aus einer Reihe von mindestens zwei optischen Elementen mit jeweils einer zylindrischen Komponente.

Linsenanordnungen mit einer Vielzahl von optischen Elementen ergeben immer Reflexionsprobleme. Insbesondere treten bei jeder Luft/Glas-Zwischenfläche Reflexionen auf. Wenn solche Reflexionen in Axialrichtung längs der optischen Achse der Linsenanordnung oder genügend nahe zu ihr weitergeleitet werden, ergibt sich eine Reflexionsaufhellung.

Es ist bekannt, undurchsichtige "schwarze Körper" zentral in die Linsenanordnung einzubringen. Unangenehmerweise ergeben sich dadurch zentrale Aperturblenden bei den meisten Linsenanordnungen. Diese zentralen Aperturblenden können insbesondere bei Detektoren für geringe Lichtpegel unerwünschte Auswirkungen haben.

In jüngster Zeit sind Detektoren für geringe Lichtpegel entwickelt worden. Bei der Entwicklung solcher Detektoren haben sich optische Anordnungen mit Reflexionsablenkung als äußerst vorteilhaft erwiesen. Derartige Detektoren für geringe Lichtpegel sind beispielsweise in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung P (unser Aktenzeichen H 2192) boschrieben.

Kino erfindungsgomäße sphärische optische Anordnung besitzt, mindestens zwei optische Elemente mit jeweiligen zylindrischen Komponenten, die längs einer optischen Achse angeordnet sind. Die Elemente sind jeweils zueinander gekreuzt, so daß die kombinierte optische Gesamtwirküng insgesamt der einer sphärischen Linse entspricht. Jedes Linsenelement mit einer zylindrischen Komponente·ist,bezogen auf Ebenen normal zur optischen Achse geneigt. Längs der optischen Achse durchtretendes Licht, das an den definierten optischen Grenzflächen reflektiert wird, wird durch diese Reflexion mit solchen Winkeln zurückgeworfen,

daß es nicht längs der optischen Achse zurückkehrt oder weitergelangt; damit ergibt sich eine Reflexions-Ablenkung. Vorzugsweise enthält eine optische Anordnung drei oder, mehr Linsenelemente mit zylindrischen Komponenten, wobei der Nahepunkt jedes geneigten Linsenelementes mit gleichen Winkelintervallen um die optische Achse angeordnet ist. Eine dargestellte bevorzugte Ausführung verwendet drei geneigte, sphärische Linsenelemente - mit vorzugsweise positiver Brechkraft wobei jeder Nahepunkt der Elemente zu einem Ende des Linsenzuges hin mit e
angeordnet ist.

zuges hin mit einem Abstand von 120 um die optische Achse

So ergibt sich durch die Erfindung eine sphärische Linsenanordnung mit lichtbrechungs-abweiserid angeordneter Optik. Entsprechend dieser Ausführung der Erfindung werden mindestens zwei Linsenelemente mit jeweils zylindrischen Komponenten benutzt. Die Linsen werden längs einer optischen Achse so angeordnet, daß ihre jeweiligen zylindrischen Komponenten gekreuzt sind. Die Kreuzung wird so ausgeführt, daß die zylindrischen Komponenten sich zur Bildung einer sphärischen Optik kombinieren. Jedes Linsenelement mit zylindrischen Komponenten ist gegenüber einer senkrecht zur optischen Achse stehenden Ebene geneigt. Es wird eine zur Ablenkung des an den Luft/Glas-Zwischenflächen der Linsen reflektierten Lichtes in der Weise ausreichende Neigung verwendet, daß das reflektierte Licht aus dem optischen Weg des Instrumentes herausgeleitet wird.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, daß sich ein sphärisches Linsensystem ergibt, bei dem das reflektierte Licht außerhalb der optischen Anordnung auftritt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß konzentrische Lichtfallen in der optischen Anordnung nicht mehr nötig sind. Auch ergibt sich keine Linsenanordnung mit Zentralblenden. Zusätzliche Beeinflussung des reflektierten Lichtes kann durch Anbringung von Antireflexions-Oberflächenbeschichtungen an den

Elementen erzielt werden.

Weiter ergibt sich durch die Erfindung ein sphärischer Linsenzug mit mindestens drei geneigten optischen Elementen, die jeweils längs einer optischen Achse so angeordnet sind, daß ihre jeweiligen zylindrischen Komponenten mit gleichen Winkelabständen gekreuzt sind. Durch das Kreuzen der drei Komponenten· wird die Bildung einer sphärischen Linse ermöglicht. Die längs der optischen Achse so angeordneten Linsenelemente sind jeweils gegenüber senkrecht auf der optischen Achse-stehenden Ebenen geneigt. Es wird eine solche Neigung verwendet, daß die jeweiligen Nahepunkte jedes Linsenelementes mit im wesentlichen gleichen Winkelintervallen um die optische Achse verteilt sind.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, daß durch die Linsenanordnung (den Linsenzug = lens train) hindurchtretende Strahlen, die nicht parallel zur optischen Achse liegen, die Linsen der optischen Abschnitte so schneiden, daß alle durch gleiche Glasstärken hindurchtreten. Infolgedessen werden achsenversetzte, durch die die optische Anordnung hindurchtretende Strahlen mit unterschiedlichen Winkellagen mit größerer Symmetrie gebrochen.

Als weiterer Vorteil dieser Ausführung der Erfindung ergibt sich, daß die Brechkräfte der Zylinderlinsenkomponenten jeder optischen Anordnung nicht genau aufeinander abgeglichen werden müssen. Es kann durch eine kleine Drehung der einzelnen Linsenelemente gegeneinander eine Linsenanordnung mit gesamtsphärischer Brechkraft erzeugt werden.

Als weiterer Vorteil dieser Ausführung der Erfindung ergibt sich, daß dann, wenn alle die Linsenanordnung bildenden Elemente Zylinder sind,.alle Luft/Glas-Zwischenflächen so ausgerichtet sind, daß Licht aus der optischen Anordnung hinausgebrochen wird. Weiter ergibt sich durch die Erfindung

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eine sphärische Linsenanordnung mit mindestens drei.Linsenelementen mit zylindrischen Komponenten, wobei jedes Element eine sphärische Linse enthält. Entsprechend dieser Ausführung der Erfindung ist daran zu erinnern, daß sphärische Linsen theoretisch so beschrieben werden können, daß sie zwei gekreuzte Zylinderlinsen gleicher Brechkraft enthalten. Darüberhlnaus ergibt sich insgesamt ein Zylinder, wenn eine sphärische Linse gegenüber einer senkrechten Ausrichtung zur optischen Achse geneigt wird. Nimmt man drei sphärische Linsenelemente und neigt die Linsenelemente so um eine optische Achse, daß die jeweiligen Nahepunkte der Linsenelemente zu einem Ende der Anordnung hin mit im wesentlichen gleichen WinkelIntervallen um die optische Achse verteilt sind, so ergibt sich eine bevorzugte Linsenanordnung mit Reflexionslicht-Ablenkung.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, daß die Brechkraft der einzelnen Linsenelemente, die zur Bildung einer Gesamtsphäre nötig, ist, klein sein kann. Wenn beispiels-. weise eine sphärische Linse mit 12 dpt angestrebt wird, so bilden drei geneigte Linsenelemente von jeweils 4 dpt die gewünschte Gesamtbrechkraft von 12 dpt. Dagegen sind bei Verwendung von Zylinderlinsen drei geneigte Zylinderlinsen von jeweils 8 dpt erforderlich, um ein sphärisches Linsensystem mit 12 dpt zu bilden. ■

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die insgesamt sich ergebenden optischen Fehler des Systems reduziert werden. Dabei ist jedoch zu verstehen, daß das Linsensystem nicht vollständig perfekt ist, sondern unvermeidbar, optische Fehler höherer Ordnung enthält.

Als zusätzlicher Vorteil dieser Ausführung der Erfindung wird angesehen, daß die effektive Konvergenzebene für Strahlen unterschiedlicher Winkellage bei geneigten sphärischen Linsen die gleiche ist, Sie ist effektiv nicht gleich bei Linsenanordnungen, die aus Zylinderlinsen zusammengesetzt sind..Diese ge-

meinsame Ursprungsebene für Strahlen unterschiedlicher Winkellage ergibt einen wichtigen Entscheidungspunkt, der die geneigten sphärischen Linsen zur Erzeugung der Linsenanordnung als bevorzugt erscheinen läßt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht eines optischen Lichtweges von einer Lichtquelle zu einem Detektor mit einer Anordnung aus zwei Zylinderlinsen,

Fig. 1B eine Endansicht längs der optischen Achse der Ausführung in Fig. 1A,

Fig. IC eine Seitenansicht der Linsenelemente in Fig. 1A,

Fig. 1D eine perspektivische Ansicht ähnlich Fig. IA, wobei die Außenabschnitte der Zylinderlinsen entfernt sind,

Fig. 2a eine gegenüber der Ausführung nach Fig·. IA - 1C bevorzugte Ausführung in perspektivischer Darstellung, mit drei längs einer optischen Achse von einer Lichtquelle zu einem Detektor angeordneten Zylinderlinsenelementen,

Fig. 2B eine Endansicht der Anordnung nach Fig. 2A, Fig. 2C eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 2A,

Fig. 2D eine perspektivische Ansicht ähnlich Fig. 2A unter Weglassung der Außenabschnitte der Zylinderlinsen,

Fig. 3A eine perspektivische Anordnung der am.meisten.bevorzugten Ausführung der Erfindung mit drei geneigten sphärischen Linsen,

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Fig. 3B eine Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 3A, und

Fig. 3C eine Endansicht der Ausführung nach Fig. 3A mit stark verdünnten Linsen.

Zunächst werden anhand der Fig. 1A, 1B und TC.die Grundprinzipien der Erfindung dargelegt. In Fig. TA ist eine optische Achse 0 gezeigt, längs der Licht von einer Lichtquelle zu einem Detektor hindurchtritt. Dabei ist auch eine Lichtfortpflanzung in entgegengesetzter Richtung möglich.

Es sind zwei Linsenelemente C- und C₂ dargestellt. Zunächst wird die Anordnung, d.h. die Ausrichtung der Linsenelernente dargelegt. Die Linsenelemente C₁ und C- sind mit übertriebener Längsausdehnung gezeigt, und zwar, um die Winkelausrichtung der Linsenelemente leichter erfaßbar zu machen. Es ist dabei zu verstehen, daß bei der tatsächlichen Ausführung die Zylinderlinsen runde Bauteile sind, d.h. die Außenabschnitte (s. Fig. 1D) weggelassen sind. Zur Besprechung der grundsätzlichen Eigenschaften erweist sich jedoch die in Fig. 1A bis IC gezeigte Linsendarstellung als instruktiv. Die Stellung der Linsen . C- und Cj₁ die zylindrische Komponenten enthalten, wird durch jeweilige senkrecht zur optischen Achse 0 stehende Ebenen P- und .P„ dargestellt.

Die Linsenelemente C-, und C- sind nicht koplanar mit den Ebenen P- und P₂. Stattdessen sind sie um gewisse, kleine Winkel gegenüber diesen Ebenen geneigt, und zwar ist die Linse C, gegenüber der Ebene P- um einen Winkel et und die Linse C₂ gegenüber der Ebene P₂ um einen Winkel β geneigt. Dabei ist zu verstehen, daß die Hauptachsen der Zylinder genau um 90 gegeneinander versetzt sind, wie Fig. 1B zeigt. Damit bilden die kombinierten Zylinderelemente zusammen bezüglich ihres Schnittoder Überdeckungs-Mittelpunktes I eine fokussierende Optik.

Dabei ist darauf hinzuweisen, daß ein fokussiertes Abbild eine Brechwirkung (power) mit zylindrischer Komponente enthält, da die Hauptebenen nicht flach sind.

Anhand von Fig. 1C kann das Licht-Ablenkprinzip gemäß der Erfindung am besten so gezeigt werden, indem der auf die Luft/Glas-Zwischenfläche des Linsenelementes C₂ auftreffende Lichtstrahl L beobachtet wird. Unter der Annahme, daß das optische Element C- mit Bezug auf die Achse 0 um einen Winkel θ geneigt ist, kann gesehen werden, daß ein Lichtstrahl L durch die Luft/Glas-Zwischenfläche längs ■eines Weges L¹ reflektiert wird. Der Reflexionsweg L¹ ist gegenüber dem Einfallsweg L um einen Winkel 2Θ geneigt.

Fig. 1D zeigt nun ein System mit Zylinderlinsen in perspektivischer Darstellung, wobei die Perspektive gemäß Fig. 1A verwendet wurde. Dabei ist zu verstehen, daß der Ausdruck "optische Elemente mit zylindrischer Komponente" in dieser Beschreibung in einem allgemeinen Sinn verwendet wird. Es ist beispielsweise bekannt, daß alle Linsen mit sphärischer Komponente mittels gekreuzter Zylinder beschrieben werden können, d.h. es können zwei oder mehr Zylinderlinsen in Winkelrichtung gekreuzt werden, um ein sphärisches Linsenelement zu bestimmen. Damit werden durch den Ausdruck "optische Linsenelemente mit zylindrischer Komponente" auch rein sphärische Linsen erfaßt. '

Weiter ist zu beachten, daß die Ausführungen nach Fig. IA bis 1D keineswegs ideal sind. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß die Brechkraft der Linsenelemente C. und C- auf vorbestimmte, unterschiedliche Brechkräfte abgeglichen werden müssen in Hinsicht auf die ausgewählte Brennebene. So müssen Zylinderlinsen mit unterschiedlicher Brechkraft zur Erzeugung von Konvergenz zur Brennebene hin verwendet werden. Wenn viele optische Elemente gemäß Fig. IA erzeugt werden sollen, ist die Anforderung, daß Zylinder mit genauer und gleicher Brechkraft

einzusetzen sind, nicht immer erwünscht. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß bei der Ausführung nach Fig. 1A bis TD eine genaue Ausrichtung auf 90°, wie in Fig. 1B gezeigt, erforderlieh ist. Auch dadurch ergeben sich Schwierigkeiten bei der praktischen Ausführung der Herstellung solcher Linsenelemente.

Ferner zeigt sich bei der Annahme, daß ein Lichtstrahl durch beide Linsenelemente in einer Ausrichtung durchläuft, die nicht parallel zur optischen Achse 0 liegt, daß unterschiedliche Glasstärken durch den Lichtstrahl, beispielsweise den Lichtstrahl L₂ in Fig. 1c, durch- _: laufen werden. Damit können sich Störungen und Brechfehler (Aberationen) ergeben. Unter diesen Gesichtspunkten ist einzusehen, daß die in Fig. IA bis 1D gezeigten Ausführungen nicht bevorzugt werden. . "-■■".'.■

Nun wurde entdeckt, daß durch Hinzufügen eines -dritten'" Elementes, mit einer zylindrischen Komponente die Eigenschaften der Reflexionslicht-Ablenkungsanordnung nach Fig. 1A bis ID verbessert werden kann.

Fig. 2A zeigt nun ebenfalls eine optische Achse Ö von einer Lichtquelle zu einem Detektor* Es sind längs dieser optischen Achse 0 drei Linsenelemente C-, C₂ und C^ angeordnet, und an ihren tiberschneidungsstellen mit der optischen optischen Achse 0 sind senkrecht zur optischen Achse Bezugsebenen P-] , P₂ und P₃ entsprechend den. drei Linsenelementen eingezeichnet. .

In Fig. 2B ist zu sehen, daß das Linsenelement C- in Vertikalrichtung so ausgerichtet ist, daß sein Nahepunkt N durch die Neigung des Linsenelementes C- um einen Winkel

Ck6 in der angezeigten Richtung über der optischen Achse an dem der Lichtquelle zugewendeten Ende der optischen Anordnung liegt. ■

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Das optische Element C₂ mit seiner Bezugsebene P« ist dieser gegenüber um den gleichen Winkel d, so geneigt, daß sein der Lichtquelle zugewendeter Richtpunkt N

(mire point) mit einem Winkel 120 gegenüber dem Ausrichtpunkt N des optischen Elementes C. gedreht ist. Das Element C₂ ist.gegenüber der Ebene P₂ um einen Winkel geneigt, der vorzugsweise gleich dem Neigungswinkel o£/ des Elementes C, mit Bezug auf dessen Ebene P- ist. Die auf die Ebene P₁ projizierte Längsachse des Elementes Ci bildet eine vertikale Linie, während die auf die Ebene P₂ projizierte Längsachse des Elementes C₂ eine gegenüber der genannten Linie um 60 versetzte Linie bildet. Die jeweiligen Nahepunkte der Linsen sind gegeneinander durch Winkel von 120 getrennt.

Analog ist die Ausrichtung des Elementes C₃ gegenüber einer zur optischen Achse 0 senkrechten Ebene P₃ vorgenommen. Insbesondere ist der Nahepunkt N des Elementes C₃ gegenüber den Nahepunkten N der Elemente C. und C₂ wiederum um 120° verdreht. Ebenso ist das Element C₃ gegenüber der Ebene P₃ um einen WinkeloO geneigt.

Nun kann mit Bezug auf Fig. 2C die Wirkung der geneigten Elemente der erfindungsgemäßen Art leicht verstanden werden. Insbesondere kann anhand eines Lichtstrahls L, der parallel zur optischen Achse verläuft, die Reflexionslicht-Ablenkung verstanden werden. Überall da, wo der Lichtstrahl L ein Zylinderlinsenelement trifft, tritt eine Reflexion aus der optischen Achse um einen Winkel 206 auf.

Anhand von Fig. 2D ist nun eine Linsenanordnung der in Fig. 2A grundsätzlich dargestellten Art gezeigt, jedoch sind hier die Linsen nicht, wie aus Verständlichkeitsgründen ■in Fig. 2A bis 2C dargestellt, mit länglichen Außenbereichen versehen, sondern es sind nur die Mittelstücke wie bei der praktischen Ausführung vorhanden.

Es kann nun verstanden werden, daß diese jeweiligen Ausrichtungen Vorteile besitzen, die nach der Ausführung gemäß Fig.'1A bis 1D nicht vorhanden sind. Betrachtet man einen Lichtstrahl/ der nicht parallel zur optischen Achse einfällt, beispielsweise den Lichtstrahl L₂ in Fig. 2C, so ist zu sehen, daß die Linsenelemente in Kombination die gleiche Ablenkung für den Lichtstrahl L₂ ergeben. Es kann anhand von Fig. 2C gezeigt werden, daß die Neigung des Strahls L₂ mit Bezug auf das Element C₁ die Neigung dieses optischen Elementes . Jedoch wird mit Bezug auf die Elemente C₂ und C^ das Neigungsausmaß dieser Elemente gegenüber dem Lichtstrahl L₂ reduziert. So kann allgemein festgestellt werden, daß dann, wenn die Ausrichtung eines achsenversetzten Strahles L₂ gegenüber einem Element kritischer wird, die restlichen Elemente eine verbesserte' Ausrichtung besitzen.

Darüberhinaus wurde festgestellt, daß die Linsenanordnungen entsprechend den Fig. 2A bis 2D viel leichter aufzubauen sind. Insbesondere brauchen die Linsenelemente C-, C₂ und Co nicht genau aufeinander abgestimmt sein, und sie können zunächst in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und danach zur Anpassung der Linsenelemente und zur Erzeugung der erwünschten optischen Wirkung, typischerweise eines scharf fokussierten Abbildes, um einen kleinen Winkel verdreht werden.

Es ist dabei zu bemerken, daß entsprechend Fig. 2B die jeweiligen Nahepunkte aller Linsenelemente C-, bis C, gleiche Winkelabstände besitzen. In der bevorzugten Ausführung nach Fig. 2A bis 2D ist diese Anordnung keineswegs trivial. Bei achsenversetzten Strahlen, die gleichmäßig beim Durchlaufen der Anordnung aus allen Linsenelementen abgelenkt werden sollen, ist es notwendig und erforderlich, daß die Nahepunkte in der dargestellten gleichen Winkelverteilung liegen.

In Fig. 3a ist die bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Art dargestellt. Insbesondere sind hier drei Linsenelemente mit sphärischen Komponenten längs einer optischen Achse 0 angeordnet. Die Linsenelemente sind, da es sphärische Linsenelemente sind, als S- , S- und S., bezeichnet. Diese Linsen elemente sind gegenüber zur optischen Achse senkrecht stehenden Ebenen P-, P₂ und P₃ jeweils geneigt.

Jedes Linsenelement besitzt einen Nahepunkt, und anhand der Darstellung in Fig. 3C ist zu sehen, daß der Nahepunkt N der Linse S^ vertikal über der optischen Achse 0 liegt. Der der Lichtquelle zugewendete Nahepunkt N der Linse S- besitzt einen Abstand von 120 gegenüber dem Nahepunkt N der Linse S- und gleicherweise weist der Nahepunkt N der Linse S₃ 120°- Abstände von beiden anderen Nahepunkten N auf.

Es ist bekannt, daß eine gegenüber der optischen Achse geneigte sphärische Linse eine astigmatische Komponente hervorruft. Da die erzeugten astigmatischen Komponenten alle gleiche Winkelabstände gegeneinander besitzen, gleichen sie sich in ihrer Gesamtauswirkung gegenseitig aus..

Die in Fig. 3A, 3B und 3C dargestellte Ausführung besitzt Vorteile gegenüber den reih zylindrischen Linsen der Ausführungen in Fig. 1A bis 1D und 2A bis 2D.

Erstens wird zur Erzielung einer Linse mit einer Brechkraft von 12 dpt ein Linsensatz von drei sphärischen Linsen notwendig, die jeweils 4 dpt Brechkraft besitzen. Dagegen müssen drei Zylinderlinsen mit 8 dpt Brechkraft in der Ausführung nach Fig. 2A bis 2D verwendet werden.

Zweitens werden die optischen Gesamtfehler des Linsensystems reduziert. Beispielsweise sind die Konvergenzebenen von Strahlen mit unterschiedlichen Winkelrichtungen effektiv in der Anordnung nach Fig. 3A die gleichen, während sie in der Anordnung nach Fig. 2A nicht effektiv gleich sind.

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Nach Fig. 2A erzeugen Winkelausrichtungen von Strahlen mit gemeinsamer Ächsenausrichtung bei den Zylindern effektiv eine -.'":■"

gegenüber der Achse der jeweiligen Zylinder. So fallen Strahlen unterschiedlicher Winkellagen mit unterschiedlichen Ursprungsebenen zu einer gemeinsamen Brennebene zusammen.

Die sphärische Linsenausbildung nach Fig. 3A besitzt einen Nachteil gegenüber der Ausführung nach Fig..2A. insbesondere bei sphärischen Linsenelementen mit großer Krümmung ergeben . sich Stellen an den Linsen, die bei bestimmten niedrigen Neigungswinkeln eine Lichtreflexion zurück zur optischen· Achse ergeben» Eine solche Eigenschaft ist nicht erwünscht. Λ

Entsprechend muß die Neigung des Linsenelements S .1 vorzugsweise genügend groß gewählt werden, damit alle Luft/Glas-Zwischenflächen an diesem Element Licht aus der optischen Achse herausreflektieren. Es wird erkannt, daß, anders als bei. Verwendung einer Antireflex-Beschichtung, es bei der erfindungsgemäßen Ausbildung erforderlich ist, daß die Linsenelemente jeweils in ihrer Winkellage bestimmt werden. Diese einzuhaltende Winkellage kann empirisch bei dem jeweiligen eingesetzten Linsenzug bzw. der eingesetzten Linsenanordnung undden vorkommenden Einfallswinkeln bestimmt werden»

Leerseite

Claims

- Patentansprüche -

Reflexions-ausblendende fokussierende optische Vorrichtung mit mindestens zwei optischen Elementen, dadurch gekennzeichnet , daß die mindestens zwei optischen Elemente (C*, C-, C₃; S₁, S₂, S-J längs einer optischen Achse (0) angeordnet sind, daß die zylindrischen Komponenten (N) der Elemente gegeneinander so gekreuzt sind, daß die kombinierte optische Gesamtwirkung aller Elemente längs der optischen Achse einer sphärischen Wirkung entspricht, daß jedes Linsenelement (C., C₂, C₃; Sj, S-, S₃) gegenüber einer senkrecht auf der optischen Achse (Q) stehenden Ebene (P₁, P₃, P₃) mit einem solchen Winkel (c6 ) geneigt ist, daß Licht aus dem optischen Weg der Linsenelemente heraus reflektiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente mit jeweiligen zylindrischen Komponenten zylindrische optische Elemente (Cj, C^, C₃) sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die optischen Elemente mit zylindrischen Komponenten jeweils sphärische Linsen (S.., S-, S₃) sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Linsenanordnung drei optische Elemente vorhanden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Linsenelemente (C-, C^, ^3' S-, Sp, St) mit jeweiligen zylindrischen Komponenten vorgesehen sind, daß alle drei Elemente längs der gemeinsamen optischen Achse (0) angeordnet sind, daß die Linsenelemente jeweils gegeneinander so gekreuzt sind, daß die kombinierte optische Gesamtwirkung der einer insgesamt sphärischen Linse entspricht, daß jedes Linsenelement mit Bezug auf senkrecht zur optischen Achse (0) stehenden Ebenen (P-, P-, P3) geneigt sind, wobei die Neigung jeden einem Ende der optischen Anordnung zugewendeten Nahepunkt (N) mit gleichen Winkelabständen um die optische Achse mit Bezug auf den Nahepunkt aller anderen Linsenelemente in gleichem Winkelabstand verteilt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenelemente mit zylindrischen Komponenten jeweils Linsenelemente mit positiven Zylinderanteilen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenelemente mit zylindrischen Komponenten jeweils positive sphärische Elemente sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ eich net , daß die Linsenelemente jeweils in ihrer Achsenrichtung so geneigt sind, daß der Nahepunkt jedes Linsen- . elementes ein die Zylinderachse enthaltender Abschnitt ist»
ο Sphärische optische Anordnung mit Reflexions-Ausblendung,
dadurch g e k en η ζ ei c h η e t ," daß mindestens
drei Linsenelemente (C--, C-, C₃; S₁, S₃, S₃) mit jeweiligen zylindrischen Komponenten längs einer gemeinsamen optischen Achse (0) angeordnet sind, daß alle Linsenelemente mit
Bezug aufeinander so gekreuzt sind,- daß die kombinierte .. Gesamtwirkung der gekreuzten zylindrischen Komponenten
eine insgesamt fokussierende Linse ergibt, daß die Linsenelemente mit Bezug auf senkrecht zur optischen Achse (0)
stehende Ebenen (P-, P₂, P3) so geneigt sind, daß der
einem Ende der optischen Vorrichtung zugewendete■Nahepunkt . (N) mit gleichem Winkelabstand gegenüber dem Nahepunkt der anderen Linsenelemente um die optische Achse (G) angeordnet ist. .."■-.-"
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch . g e k e η η ζ e i c h net, daß nur drei Linsenelemente (S-, S₂^ S₃) in Form
von positiv sphärischen Linsen vorgesehen sind. '