DE906153C

DE906153C - lens

Info

Publication number: DE906153C
Application number: DEZ2181D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Slevogt; Dr August Sonnefeld
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1942-06-11
Filing date: 1942-06-11
Publication date: 1954-03-11

Description

Objektiv Die Erfindung betrifft Objektive, die atiz einem von der Kugelgestalt abweichenden Hohlspiegel und einem zwischen diesem und dem Bild angeordneten dioptriscben Glied bestehen. Solche Systeme sind für astronomische Zwecke bekanntgeworden, wobei der Hohlspiegel von einem Parabolspiegel gebildet wurde und das dioptrische Glied zur Verringerung der komatischen Fehler des Parabolspiegels diente. Der dadurch erreichte Bildwinkel war indessen nur sehr klein, und zwar etwa o,5'.Lens The invention relates to lenses that are atiz one of the Spherical shape deviating concave mirror and one arranged between this and the picture dioptric member. Such systems have become known for astronomical purposes, wherein the concave mirror was formed by a parabolic mirror and the dioptric The limb was used to reduce the comatic errors of the parabolic mirror. The thereby The angle of view achieved was, however, only very small, about 0.5 '.

Gemäß der Erfindung wählt man einen Hohlspiegel, bei dem die Spiegelfläche von der Kugelgestalt gegenüber ihrer Scheitelschmiegungskugel im selben Sinn, aber stärker abweicht als die Spiegelfläche eines gleichbrennweitigen Parabolspiegels, d. h. man wählt einen Spiegel, der, für sich allein betrachtet, einen unendlich weit entfernt auf der Spiegelachse liegenden Punkt mit sphärischer Überkorrektion abbildet. Dadurch gelingt es, bei den Objektiven der vorliegenden Gattung für das Gesamtsystem nicht nur, wie bisher, die sphärischen Abweichungen und die Koma hinreichend zu beseitigen, sondern zugleich auch den Astigmatismus und die Bildfeldwölbung weitgehend zu verbessern. Der Bildwinkel läßt sich dabei auf 8 bis io# ausdehnen, und da bei diesen Objektiven auch die chromatischen Fehler so gering werden, daß sich die Objektive in dieser Hinsicht nicht wesentlich von den Systemen unterscheiden, die nur Spiegel enthalten, so lassen sich die der Erfindung entsprechenden Objektive für die verschiedensten Zwecke verwenden, insbesondere zum Photographieren astronornischer und terrestrischer Ob- jekte, aber auch zum Projizieren und in Verbindung mit entsprechenden Okularen als Fernrohrobjektive.According to the invention, a concave mirror is selected in which the mirror surface deviates from the spherical shape with respect to its vertex-conforming sphere in the same sense, but more than the mirror surface of a parabolic mirror with the same focal length, ie. H. one chooses a mirror which, viewed on its own, depicts a point lying infinitely far away on the mirror axis with spherical overcorrection. As a result, it is possible not only, as before, to adequately eliminate the spherical deviations and the coma for the overall system with the lenses of the present type, but also to largely improve the astigmatism and the field curvature at the same time. The angle of view can be extended to 8 to 10 #, and since the chromatic errors in these lenses are so small that the lenses do not differ significantly in this respect from the systems that only contain mirrors, those of the invention can be used use appropriate lenses for a variety of purposes, in particular projects astronornischer for photographing and terrestrial Obwalden, but also to project and in conjunction with corresponding eyepieces as telescope lenses.

Das dioptrische Glied mag man beispielsweise aus zwei Linsen, etwa einer dem Bild zu liegenden Sammellinse und einer Zerstreuungslinse, zusammensetzen.The dioptric member, for example, is made up of two lenses, for example a converging lens and a diverging lens to be placed on the image.

Um die Abschattung am Rande nicht zu groß werden zu lassen, ist es zweckmäßig, den Abstand des dioptrischen Gliedes vom Hohlspiegel, gemessen auf der Achse, mindestens gleich zwei Drittel der Spiegelbrennweite zu machen, und um mit möglichst geringem Aufwand an Arbeit den deforrnierten Spiegel herstellen zu können sowie ein möglichst großes Offnungsverhältnis des Systems zu erzielen, wählt man die Brechkraft des dioptrischen Gliedes derart, daß es mit einer Vergrößerung wirksam wird, die größer als o,5 und kleiner als i ist. Die Deformation des Spiegels gegenüber der Scheitelschmiegungskugel erhält dabei Werte, die etwa 2- bis 4mal so groß sind wie bei einem gleichbrennweitigen Parabolspiegel.In order not to let the shadowing at the edge get too big, it is appropriate, the distance of the dioptric member from the concave mirror, measured on the Axis to make at least two thirds of the mirror focal length, and with to be able to produce the deformed mirror with as little work as possible and to achieve the largest possible opening ratio of the system, one chooses the power of the dioptric member such that it is effective with a magnification which is greater than 0.5 and less than i. The deformation of the mirror opposite the vertex nestling sphere receives values that are around 2 to 4 times as large like a parabolic mirror with the same focal length.

Cber die Brechkraft des dioptrischen Gliedes läßt sich so verfügen, daß die Petzvalsumme für das Gesamtsystem den Wert Null erhält, so daß eine völlige Ebnung des Bildfeldes erzielt wird.The refractive power of the dioptric member can be controlled that the Petzval sum for the entire system receives the value zero, so that a complete Flattening of the image field is achieved.

Den Hohlspiegel wird man im allgemeinen als Oberflächenspiegel ausbilden. Er kann aber auch von einer Spiegellinse gebildet werden, d. h. von einem auf der Rückseite verspiegelten Linsenkörper. Im letzteren Fall wird man zweckmäßig darauf achten, daß der Spiegel reflexfrei bleibt.The concave mirror will generally be designed as a surface mirror. But it can also be formed by a mirror lens, i. H. from a lens body mirrored on the back. In the latter case, one will expediently ensure that the mirror remains reflex-free.

In der Zeichnung sind beispielsweise die optischen Systeme in Abb. i und:z der Erfindung entsprechender Objektive im Axialschnitt wiedergegeben.In the drawing, for example, the optical systems in Fig. i and: z of objectives corresponding to the invention are shown in axial section.

jedes der Objektive besteht aus einem Hohlspiegel S, dessen Vorderfläche verspiegelt ist, und einem dioptrischen Glied, das aus einer Zerstreuungslinse L, und einer Sammellinse L2 zusammengesetzt ist. Das Bild eines unendlich weit entfernten Objektes entsteht bei a. Bei beiden Systemen ist die dem Bild zugewandte Linse L, des dioptrischen Gliedes eine Sammellinse und die Linse L, ein zerstreuender Meniskus, der seine hohle Seite dem Bild zukehrt. Die Radien der Linsen sind mit r, ... r. bezeichnet. Beim Spiegel S, dessen spiegelnde Fläche deformiert ist, bezeichnet r, den Krümmungsradius der Scheitelschiniegungskugel. Die Dicken der Linsen sind mit d, und d, und die Abstände auf der Achse mit 11, 1, und 1, bezeichnet.Each of the objectives consists of a concave mirror S, the front surface of which is mirrored, and a dioptric member, which is composed of a diverging lens L and a converging lens L2. The image of an infinitely distant object is created at a. In both systems, the lens L, the dioptric member facing the image, is a converging lens and the lens L, a dispersing meniscus, the hollow side of which faces the image. The radii of the lenses are with r, ... r. designated. In the case of the mirror S, whose reflective surface is deformed, r denotes the radius of curvature of the vertex curvature sphere. The thicknesses of the lenses are denoted by d and d, and the distances on the axis by 11, 1, and 1, respectively.

In den Tafeln sind außer den brechenden Mitteln die Krümmungsradien sowie die Dicken und Ab- stände für beide Systeme in Millimeter, bezogen auf eine Systembrennweite f = ioo mm, zusammengestellt. Mit r, ist darin der vom Mittelpunkt der Scheitelschmiegungskugel der betreffenden Spiegelfläche ausgehende Radiusvektor bezeichnet, der in Abhängigkeit vom Winkel q# ausgedrückt ist, -den der Radiusvektor mit der Achse des Systems einschließt. Das Öffnungsverhältnis beträgt bei beiden Ausführungsbeispielen 1: 2.In the panels, the radii of curvature and the thicknesses and down are stands for both systems in millimeters apart from the refracting means, based on a system focal length f = ioo mm, compiled. With r, the radius vector starting from the center of the vertex sagging sphere of the mirror surface in question is designated, which is expressed as a function of the angle q #, -which the radius vector includes with the axis of the system. The aperture ratio is 1: 2 in both exemplary embodiments.

i. Ausführungsbeispiel (Abb. i) Radien Dicken und Abstände Stoffe 11 = 84,67 r2 # + 52,40 d, = 0,51 1,4588 67,9 ,r, = + 16,gi 12 = 4,234 74 = + 30,42 d-- = 1,355 1,4588 67,9 48,72 13 = 16,6o ri ri + 2,34 - JO-8r,4994. Die Baulänge dieses Systems beträgt I,074f, die Vergrößerungszahl des dioptrischen Gliedes 0,942 und die Petzvalsumme für das Gesamtsystem Die beiden Linsen L, -und L, bestehen hier aus geschmolzenem Ouarz.i. Embodiment (Fig. I) Radii thicknesses and spacing fabrics 11 = 84.67 r2 # + 52.40 d, = 0.51 1.4588 67.9 , r, = + 16, gi 12 = 4.234 74 = + 30.42 d-- = 1.355 1.4588 67.9 48.72 13 = 16.6o ri ri + 2.34 - JO-8r, 4994. The overall length of this system is 1.074f, the magnification of the dioptric element 0.942 and the Petzval sum for the entire system The two lenses L, -and L, consist of molten ouarz.

2. Ausführungsbeispiel (Abb. 2) Radien Dicken und Abstände Stoffe r, = + 285,4 99,90 72 = -#- 39,56 1,43 1,7618 26,5 r, = + 29,8o 0,29 r4 = + 44,15 d2 # Y,90 1,5163 64,0 75 = - 114,6 1, = 27,72 ri = fi + 2,23 Ic)-"yi#Pi4. Die Baulänge dieses Systems beträgt 1,312 f, die Vergrößerungszahl des dioptrischen Gliedes o,7oo und die Petzvalsumme für das Gesamtsystem 2nd embodiment (Fig. 2) Radii thicknesses and spacing fabrics r, = + 285.4 99.90 72 = - # - 39.56 1.43 1.7618 26.5 r, = + 29.8o 0.29 r4 = + 44.15 d2 # Y, 90 1.5163 64.0 75 = - 114.6 1, = 27.72 ri = fi + 2.23 Ic) - "yi # Pi4. The overall length of this system is 1.312 f, the magnification number of the dioptric link o.7oo and the Petzval sum for the entire system

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Objective consisting of a concave mirror deviating from the spherical shape and a dioptric member arranged between this and the image, characterized in that the mirror surface of the spherical shape differs from its vertex-conforming sphere in the same sense, but more than the mirror surface of a parabolic mirror with the same focal length .

2. Objective according to claim i, characterized in that the distance between the concave mirror and the dioptric member is at least equal to two thirds of the mirror focal length and this member acts with a magnification that is greater than 0.5 and less than x . 3. Lens according to claim i, characterized in that the refractive power of the dioptric member is chosen so that the Petzval sum for the overall system assumes the value zero. 4. Lens according to claim i, characterized in that the dioptric member consists of several individual lenses whose refractive means are the same.