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Objektiv Die Erfindung betrifft besonders lichtstarke Objektive, die
zur Abbildung eines verhältnismäßig großen Feldes bei einem Auflösungsvermögen dienen
sollen, wie es etwa für astronomische Zwecke erforderlich ist, und die einen hohlen
Kugelspiegel enthalten, vor dem mit Luftabstand ein afokales oder nahezu afokales
dioptrisches Glied angeordnet ist. Bekannt sind Objektive dieser Gattung, die zum
Gebrauch bei astronomischen Fernrohren bestimmt sind und bei denen zur Ausgleichung
des Öffnungsfehlers des Kugelspiegels eine nahezu afokale deformierte Platte im
Mittelpunkt des Spiegels angeordnet ist. Die Notwendigkeit, diese Plätte zu deformieren,
gestattet jedoch nur eine Einzelanfertigung dieser Systeme, was deren allgemeineren
Verwendung hindernd im Wege steht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich ähnliche
Aufgaben wie mit dem eben erwähnten bekannten System ohne die Notwendigkeit der
Deformation brechender oder spiegelnder Flächen durchführen lassen, wenn man gemäß
der Erfindung das vor dem Spiegel anzuordnende dioptrische Glied aus zwei Linsen,
und zwar einer zerstreuenden und einer sammelnden Linse, bestehen läßt, die beide
durch Luft voneinander getrennt sind, und den Kugelspiegel beibehält.
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Unter einem Kugelspiegel wird dabei ein solcher Spiegel verstanden,
der neben der katoptrischen Wirkung der spiegelnden Kugelfläche keine oder keine
wesentliche dioptrische oder korrigierende Wirkung ausübt. Keine derartige Wirkung
übt der Spiegel aus, wenn er, wie dies im allgemeinen der Fall sein wird, als hohler
Oberflächenspiegel ausgebildet wird,
um störende Reflexe zu .vermeiden.
Als Äquivalent für den Oberflächenspiegel, das unwesentliche dioptrische und korrigierende
Wirkung ausübt, ist eine rückwärtig verspiegelte Schale anzusehen, die von zwei
konzentrischen oder annähernd konzentrischen Kugelflächen mit Krümmungsradien begrenzt
ist, deren Unterschied den Betrag von 5 0,!o des größeren Radius nicht übersteigt.
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Diese Systeme haben den Vorteil, daß sie sich serienmäßig herstellen
lassen und daher nicht nur zum Gebrauch bei astronomischen Fernrohren, sondern auch
bei photographischen Fernkammern oder bei den sogenannten Bildwandlern dienen können,
bei denen das mit dem Objektiv erzeugte Bild in ein elektronenoptisches Bild umgewandelt
wird. Dabei ist es von Vorteil, daß sich die Baulänge des Systems bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung wesentlich kürzer halten läßt als bei Anwendung der deformierten Platte,
die bei den bekannten Systemen der hier in Rede stehenden Gattung, wie bemerkt,
im Krümmungsmittelpunkt des Kugelspiegels steht. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung
des Systems lassen sich Baulängen erzielen, die noch innerhalb der Brennweite des
Kugelspiegels liegen. Das ist z. B. möglich, wenn man das brechende Glied zweimal
vom Strahlengang durchsetzen läßt, nämlich einmal vor dem Auftreffen der Strahlen
auf den Spiegel und einmal nach dem Verlassen des Spiegels. Will man diese zweimalige
Beeinflussung der abbildenden Strahlen durch das Linsensystem vermeiden, so kann
man die Linsen des brechenden Systems zentral durchbohren, wobei ebenfalls die Bildfläche
vor das brechende Glied zu liegen kommt, oder man kann zwischen dem Hohlspiegel
und dem brechenden System einen Ablenkungs-oder einen Fangspiegel einschalten, der
die abbildenden Strahlen nach der Seite bzw. um i8o° ablenkt. Die Verkürzung der
Baulänge gegenüber dem bekannten System mit einer deformierten Platte vor dem Spiegel
läßt zugleich eine unerwünscht starke Vignettierung der schiefen Büschel vermeiden.
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Das zweigliedrige Linsensystem gewährt ferner die Möglichkeit, es
an einer solchen Stelle anzubringen und der dem Kugelspiegel zugewandten Linsenfläche
eine solche Krümmung zu geben, da.ß der zentrale Teil dieser Fläche als Fangspiegel
dienen kann. Der Fangspiegel kann als Planspiegel ausgebildet werden. Es kann ihm
aber auch eine Brechkraft gegeben werden.
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Zur Vermeidung eines sekundären Spektrums ist es zweckmäßig, die zerstreuende
und die sammelnde Linse des brechenden Glieds aus dem- selben Glas herzustellen,
wobei das Linsensystem zwischen dem Kugelmittelpunkt und der Spiegelfläche stehen
muß, um die Korrektion des Öffnungs- und des Sinusfehlers zu ermöglichen.
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Durch entsprechende Wahl des Ortes des vor dem Hohlspiegel angeordneten
Linsensystems, über den man hier frei verfügen kann, kann man den Astigmatismus
des Objektivs beeinflussen. So kann man den Ort z. B. so wählen, daß die tangentiale
Bildschale geebnet ist.
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Das Objektiv läßt sich in bekannter `''eise durch zusätzliche Linsen
in der Nähe des Brennpunktes weiterverbessern. So kann man beispielsweise zum Zweck
der Bildebnung nahe vor dem Ort des Bildes eine Sammellinse einschalten.
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In der Zeichnung sind beispielsweise vier Objektivsysteme wiedergegeben,
die der Erfindung entsprechend ausgebildet sind. Bei allen Ausführungsbeispielen
bezeichnen r1, r2 .. . die Radien der optisch wirksamen Flächen und F die Systembrennpunkte.
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Das System nach Abb. i besteht aus einer Zerstreuungslinse L 1, einer
Sammellinse L2 und einem Hohlspiegel S, dessen Vorderfläche verspiegelt ist. Die
Rückseite der Linse L., ist eben und mit einem Fangspiegel a ausgestattet, der die
vom Spiegel S kommenden Strahlen auffängt und nach dem Systembrennpunkt F zurückwirft.
Mit dem System läßt sich z. B. eine Bildwandlerröhre b verbinden, wenn man den Spiegel
S mit einer zentralen Bohrung b1 versieht, durch die die Röhre eingeführt wird.
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Das System nach Abb. 2 besteht aus einer Sammellinse I_1, einer Zerstreuungslinse
L2 und einem Hohlspiegel S, von dem wiederum die Vorderfläche verspiegelt ist. Zwischen
der Linse L2 und dem Spiegel S ist ein unter 45° gegen die optische Achse geneigter
Spiegel c angeordnet, der die vom Spiegel S kommenden Strahlen zur Seite lenkt,
umgenügend Raum für ein zur Aufnahme .der gesammelten Strahlen dienendes Gerät zu
gewinnen.
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Das System nach Abb.3 besteht aus einer Zerstreuungslinse L1 und einer
Sammellinse L2, die dicht beim Kugelmittelpunkt des Hohlspiegels S stehen, sowie
einem vorderseitig verspiegelten Hohlspiegel S und einer plankonvexen, am Ort des
Systembrennpunktes F angeordneten Sammellinse L3, die zum Ebnen des Bildfeldes dient.
Die Linsen L1 und L2 haben verschiedene Brechungsverhältnisse.
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Das System nach Abb. 4 besteht aus einer Sammellinse L1, einer Zerstreuungslinse
L2, einem vorderseitig verspiegelten Hohlspiegel S und einer in der Nähe des Systembrennpunktes
F angeordneten meniskenförmigen Sammellinse L3. Die Linsen L1 und L2 werden hier
zweimal vom Abbildungsstrahlengang durchsetzt.
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In den nachstehenden Tafeln sind die Radien, Dicken und Abstände sowie
die Glasarten der vier Systeme angegeben. Die Angaben für die Abmessungen beziehen
sich auf Brennweiten der Objektive von ioo Maßeinheiten.
| i. Ausführungsbeispiel (Abb. i) |
| Radien Dicken Glasarten |
| und Abstände lad |
| r1 = - 88,485 |
| dl = 5,0 i,5o6g |
| r2 = -123,6z7 |
| 11 = 0,3 |
| y, = -i- 350486 |
| d2 = 5,o -,5o69 |
| y, - |
| 12=31,1 |
| 1s = 40,3 |
| r5 = -:203,481: |
| 2. Ausführungsbeispiel (Abb.2) |
| Radien Dicken Glasarten |
| und Abstände na |
| r, = -t- 265,973 |
| dl = 6,o 1,5o69 |
| r2 = - 783,696 |
| h = 4,0 |
| r3 = - 136,305 |
| dz = 5,o i,5o69 |
| r4 = - 45054 |
| 12 = 17,0 |
| l3 = 77,0 |
| r5 = -197,184 |
| 3. Ausführungsbeispiel (Abb.3) |
| Radien Dicken Glasarten |
| und Abstände na |
| Y1 = - 120,000 |
| d, = 5,0 1,50 |
| r2 = -f- 164540 |
| h = 2,0 |
| r3 = 219,840 |
| d2 = 10,0 1,6O |
| r4 = - 142,692 |
| 12 = 99,8 |
| r5 = - 215,155 |
| d3 - 2,0 1,5o |
| r, = - 36528 |
| 1, = io6,2 |
| r7_2 |
| 4. Ausführungsbeispiel (Abb.4) |
| Radien Dicken Glasarten |
| und Abstände nd v |
| Y1 = T 480,7 |
| d, = 7,71 1,5182 64,0 |
| r2 = - 468,2 |
| h = 19,29 |
| r3 = - 142,0 |
| d2 = 1,54 15182 64,0 |
| r4 = - 294,4 |
| 1, = 48,22 |
| r5 = - 208,3 |
| l;3 = 22,18 |
| Y, = - 24,21 |
| d3 = 2,51 1,5182 64,0 |
| r7 = - 7716 |
| 14 = 4,49 |