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Optisches bildzeichnendes System mit sphärischem Hohlspiegel Bei gewissen
Linsensystemen, z. B. bei den Objektiven, die bei der Aufnahme von Bildern in natürlichen
Farben im Verein mit einer Kollimatorlinse benutzt werden, ist es bekannt, eine
negative Linse oder einen korrigierten negativen Linsensatz in verhältnismäßig großem
Abstand vor dem Objektiv anzuordnen, um dadurch ein größeres Bildfeld und eine größere
Randschärfe zu erhalten.
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Weiter ist vorgeschlagen worden, bei verschiedenen Arten von Weitwinkelobjektiven
diese so aufzubauen, daß die Frontlinse negativ und in einigem Abstand von den übrigen
Linsen angeordnet ist.
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Infolge der Erfindung hat es sich indessen erwiesen, daß man mit Vorteil
eine entsprechende Veranstaltung im Verein mit einem optischen bildzeichnenden System
mit sphärischem Hohlspiegel benutzen kann, gegebenenfalls ein solches, das vor dem
Hohlspiegel z. B. ein Korrektionselement mit einer asphärischen Fläche hat, das
die sphärische Aberration des Hohlspiegels korrigiert. Das bildzeichnende System
gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des in den Hohlspiegel
einfallendenLichtes einenegativeLinse oder ein negatives Linsensystem in einem solchen
Abstand von dem Hohlspiegel angeordnet ist, daß ein von dem Hohlspiegel gezeichnetes
Bild eines vor der negativen Linse oder dem negativen Linsensystem befindlichen
Objektes in kleinerem Maßstab wiedergegeben wird, als wenn die negative Komponente
nicht vorhanden wäre.
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Es ist hierbei erreicht, daß der Hohlspiegel ein größeres Bildfeld
zeichnen kann, und zwar auf Kosten nur derjenigen Verringerung der Bildqualität,
die
von den Fehlern der negativen Linse oder des negativen Linsensystems bedingt ist,
welche Fehler sehr klein sein können. Wenn man ein in einem beschränkten Abstand
befindliches Objekt photographieren will, kann dieses Objekt näher zum Hohlspiegel
verschoben werden, als es ohne Verwendung der negativen Linse oder des negativen
Linsensystems möglich wäre. Dieses Verhältnis kann z. B. für Schirmbildaufnahmen
im Verein mit Röntgendurchleuchtung ausgenutzt werden, und dies ist ein wichtiges
Verwendungsgebiet für die Spiegelkamera mit Korrektionselement, die sogenannte Schmidt-Kamera.
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Bei einer Ausführungsform eines Systems gemäß der Erfindung ist die
negative Linse oder das negative Linsensystem unmittelbar in der Nähe der Ebene
des Korrektionselementes angeordnet.
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Das zum Verständnis der Erfindung.Notwendige geht aus der Zeichnung
hervor,, die ein optisches bildzeichnendes System mit einem sphärischen Hohlspiegel
und einem Korrektionselement für die Korrektion der sphärischen Aberration des Hohlspiegels
nebst einer negativen Linse, die unmittelbar vor dem Korrektionselement angeordnet
ist, schematisch darstellt.
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In der Zeichnung ist i ein Objekt, 2 ein sphärischer Hohlspiegel,
5 ein Korrektionselement für die Korrektion der sphärischen Aberration und 3 das
vom Hohlspiegel gezeichnete, reelle Bild des Objektes.
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4 ist eine negative Linse, die man bei der Zeichnung des Bildes 3
hinwegdenken muß. Blickt man durch die negative Linse 4 gegen das Objekt i, so wird
man in einem gewissen Abstand vor der Linse 4 ein verkleinertes Bild i' dieses Objektes
erblicken. Die Konstruktion der Größe und Lage dieses Bildes ist an sich bekannt.
Diese Konstruktion ist nicht in der Zeichnung dargestellt, die der Deutlichkeit
halber nicht im richtigen Maßstab, sondern schematisch gezeichnet ist. Wenn sowohl
der Hohlspiegel z als auch die negative Linse 4 zur Bildzeichnung in Anwendung genommen
werden, wird ein reelles Bild 3' gezeichnet, das wie das vom Hohlspiegel 2 allein
gezeichnete Bild als Bild des gedachten Bildes i' konstruiert werden kann. Wenn
der Abstand zwischen dem Hohlspiegel2 und der negativen Linse 4 innerhalb gewisser
Grenzen liegt, wird das Bild 3' kleiner als das Bild 3 werden, und zwar trotzdem
das Bild i' dem Hohlspiegel.2 näher ist als das Objekt i selbst. Der Abstand zwischen
dem Hohlspiegel 2 und dem Bild 3' wird ferner etwas größer sein als der Abstand
zwischen dem Hohlspiegel :2 und dem Bild 3. Die negative Linse 4 muß einen solchen
Durchmesser haben, daß sie die Strahlen vom Objekt zum Hohlspiegel 2 nicht in unerwünschtem
Grad abschneidet.
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Der Winkel a1, unter welchem das gedachte Bild i' vom Hohlspiegel
2 gesehen wird, ist kleiner als der Winkel a2, unter welchem der Gegenstand i erblickt
wird, wenn die negative Linse 4 nicht vorhanden ist. Hieraus folgt, daß man, wenn
man den Hohlspiegel 2 ganz ausnutzt, mittels desselben ein größeres Bildfeld zeichnen
kann, und zwar auf Kosten nur derjenigen Verringerung der Bildqualität, die von
der negativen Linse 4 hervorgerufen wird. Diese Verringerung ist oft sehr klein,
wenigstens wenn die Brennweite der Linse 4 einigermaßen lang ist, und die Verringerung
kann durch die Anwendung eines passend korrigierten, negativen Linsensystems anstatt
einer einzelnen Zerstreuungslinse ganz belanglos gemacht werden.
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Die erzielte Vergrößerung des Bildfeldes kann sehr beträchtlich sein,
und das System als Ganzes hat ungefähr dieselbe Lichtstärke wie der Hohlspiegel
allein, gleichgültig, wie groß -das Öffnungsverhältnis desselben ist.
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Anstatt die Linse 4 dazu auszunutzen, ein verkleinertes Bild des Gegenstandes
i zu zeichnen, kann man auch durch Verkleinerung ihres Abstandes zum Gegenstand,
wenn dieser beschränkt ist, dieselbe Bildgröße erzielen. Wenn man nämlich durch
Verschieben des Gegenstandes i in die Lage i" das gedachte Bild i"', das dann von
der Linse 4 gezeichnet wird, unter dem Winkel a2 erblickt, wirkt das gesamte System
so, als ob es eine entsprechend kürzere Brennweite, aber dasselbe Offnungsverhältnis
besäße.
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Als negative Komponente läßt sich z. B. eine Barlowlinse anwenden,
die sich bekanntlich dadurch auszeichnet, daß sie bezüglich der einen Lichtrichtung
verzeichnungsfrei ist, und die außerdem mit Bezug auf mehr oder weniger sonstige
Linsenfehler korrigiert sein kann.
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In den Fällen, wo ein solches System, z. B. in einer Schmidt-Kamera
für Schirmbildaufnahmen, beispielsweise für die Röntgenologie, auf einen bestimmten
Objektabstand sphärisch korrigiert ist, ist es einleuchtend, daß man diesen Objektabstand,
wenn man eine negative Linse 4 oder ein negatives Linsensystem anwendet, zum gedachten
Bild i' oder i"' und nicht zum tatsächlichen Objekt i oder i" messen muß.
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Falls man z. B. in einer Schmidt-Kamera zum röntgenologischen Schirmphotographieren
vor dem Korrektionselement 5 eine negative Linse setzen kann, so kann man durch
eine passende Wahl der Brennweite derselben und des Abstandes zwischen dem Korrektionselement
und der Linse den ursprünglichen Abstand bis zu dem 40 X 40 cm großen Schirm von
22o cm auf 150 cm verkürzen, und zwar unter Beibehaltung derselben Bildgröße und
derselbenSpiegelkrümmung. DerAbstand zwischen dem Korrektionselement und der negativen
Linse muß dabei zwischen 2o und 6o cm liegen. Das Korrektionselement muß geändert
werden, so daß es die sphärische Aberration des Hohlspiegels für den Abstand korrigiert,
in welchem das gedachte Bild i"' sich jetzt befindet, und gleichzeitig ist es zweckmäßig,
daß man zur Vermeidung einer Vignettierung den Spiegeldurchmesser von den ursprünglichen
22 cm auf 23,6 cm erhöht. Das Öffnungsverhältnis, das früher F : o,8 war, bleibt
unverändert. Will man eine nachweisbare Verringerung der Bildqualität ganz vermeiden,
so kann man ein passend zusammengesetztes negatives System verwenden. Der Spiegeldurchmesser
ist, wie aus
obigem hervorgeht, nicht wesentlich vergrößert worden,
und der Durchmesser des Schmidtschen Korrektionselementes bleibt unverändert.
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Eine Vergrößerung der Krümmung des Spiegels, so daß der Abstand bis
zum Schirm ohne Verwendung einer negativen Linse auf 150 cm verkürzt werden könnte,
würde eine unerträgliche Verringerung der Bildqualität herbeiführen.