WO2008141686A1 - Mirror optic and imaging method for imaging an object true to side and upright in an image field - Google Patents

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WO2008141686A1
WO2008141686A1 PCT/EP2008/001850 EP2008001850W WO2008141686A1 WO 2008141686 A1 WO2008141686 A1 WO 2008141686A1 EP 2008001850 W EP2008001850 W EP 2008001850W WO 2008141686 A1 WO2008141686 A1 WO 2008141686A1
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WO
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mirror
mirrors
image
mendionalebene
sagittal
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PCT/EP2008/001850
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Inventor
Marco Pretorius
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Carl Zeiss Ag
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0626—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using three curved mirrors
    • G02B17/0642—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using three curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
    • G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems

Definitions

  • mirror optics for side-correct and upright imaging of an object in a field mirror lenses known having an even number of mirrors that produce at least one intermediate image of the object to be imaged
  • the intermediate image is necessary to achieve the upright and correct image position
  • the disadvantage here however that for generating the intermediate image in comparison to a picture without intermediate image, an approximately three times as large refractive power of the individual mirror components is required, so that such mirror optics with intermediate image also significantly greater residual errors than a mirror optics without intermediate image but with inverted image position
  • the object is achieved by a mirror optics for correct and upright imaging of an object in an image field, with an odd number that is greater than or equal to three, of
  • the mirror optics according to the invention is characterized first by the fact that only three mirrors are necessary
  • an upright and correct page position and at the same time a good correction of the aberrations can be achieved, as required for example in the intermediate image of a telescope or binoculars.
  • Due to the intermediate image in Sagittal4.000 a one-sided image reversal is effected in this plane, so that overall the correct page and upright image of the object is achieved.
  • the higher refractive power in the sagittal section leads to larger aberrations than in the meridional plane.
  • these aberrations can be corrected better due to the preferred present symmetry of the mirror surfaces in the sagittal section, so that the mirror optics can have extremely good imaging properties.
  • the meridional plane is the plane in which the main surface normals of the mirrors lie.
  • the main surface normal is understood to be in each case the normal to the corresponding mirror surface of the mirror in the point of the mirror surface at which the mirror surface intersects the main beam which passes through the centers of the entrance pupil and the image field.
  • a cyclic mirror arrangement in the meridional plane is understood here to mean that the surface normals of the mirrors can be converted into one another by rotation in the same direction of rotation in the same sequence in which the mirrors are hit by the light of the object, the respective angle of rotation being smaller than 180 ° ,
  • the mirror surfaces can all be concavely curved in the meridional plane and in the sagittal section.
  • at least one mirror surface is designed as a saddle surface, wherein there is a concave curvature in the meridional plane and a convex curvature in the sagittal section.
  • two of the three mirror surfaces may be concavely curved and may be the third mirror surface in the meridional plane be convexly curved in order to correct the field curvature (Petzval sum) analogously to a classical triplet in refractive systems with the dissipative refractive power of the third mirror surface in the meridional plane.
  • the mirrors may each be designed as a free-form surface, wherein a free-form surface here is understood to mean a surface which is not rotationally symmetrical curved and has at most one mirror-symmetry plane.
  • a free-form surface here is understood to mean a surface which is not rotationally symmetrical curved and has at most one mirror-symmetry plane.
  • the surface which is not rotationally symmetrical can not be represented as a decentered (i.e., off-axis) and optionally additionally twisted surface piece of a rotationally symmetrical surface.
  • the free-form surface has a mirror symmetry plane, this preferably coincides with the meridional plane.
  • the formation as a free-form surface is advantageous, since thereby the local curvature properties can be chosen virtually arbitrary, whereby a better image aberration correction is possible.
  • Intermediate imaging is understood here to mean that rays emanating from a point of the object to be imaged intersect within the mirror optics. In the mirror optics according to the invention, however, the rays intersect only in the sagittal section (or in a section parallel thereto). In the meridional plane (or in a plane parallel to it) the rays do not intersect.
  • the mirror optics has more than three mirrors, a plurality of sagittal intermediate images can be carried out, wherein there must always be an odd number of sagittal intermediate images.
  • the formation of the mirror optics with three mirrors and only a single sagittal intermediate image is preferred in that it can be provided with an extremely compact mirror optics, which performs a correct and upright image of the object. It has also been found that excellent image aberration correction can be achieved even with three mirrors.
  • the mirror optics can be designed as symmetrical to the meridional plane mirror optics. Furthermore, the mirror optics can be designed as shading-free mirror optics.
  • the cyclic arrangement of the mirrors may be chosen so that the image field is inclined substantially at 45 ° with respect to the viewing direction. This is particularly advantageous when using the mirror optics in telescopes.
  • the mirror optics in the mirror optics, at least one of the mirrors, which is arranged in front of the sagittal intermediate image, and at least one of the mirrors, which is arranged behind the sagittal intermediate image, in each case have different refractive powers in the sagittal section and in
  • the mirror optics z B can have two anamorphic mirror surfaces and a rotationally symmetric mirror surface.
  • all mirrors it is also possible for all mirrors to have anamorphic mirror surfaces
  • the refractive power sum of the mirrors is preferably larger in the sagittal section than in the medial plane
  • At least one mirror may have a toroidal surface shape
  • At least one of the mirrors can be configured as a back surface mirror.
  • the mirror optics can be constructed such that all mirrors are formed as a back surface mirror on a single (monolithic) transparent base body the mirror surfaces prevented
  • the transparent body has an entrance and a Aust ⁇ ttsflache, with their curvatures can be designed to correct chromatic aberrations, so that a total of very compact mirror optics that need not be adjusted, can be made available by appropriate choice of Hauptkrummache (in Mendionalebene and Saggitalexcellent), which may be the same or different, the entrance and exit surface can be corrected for color longitudinal and lateral chromatic aberrations If the entrance and exit surface are formed as free-form surfaces, the additional freeform degrees of freedom can be used to correct higher order aberrations
  • an imaging method for lateral correct and upright imaging of an object into an image field in which an odd number greater than or equal to three is cyclically arranged by mirrors in a Mendionalebene and by means of the mirror the object to be imaged in the Mendionalebene without intermediate image in the image field and in the plane perpendicular to the Mendionalebene sagittal plane is imaged with an intermediate image in the image field to effect the correct and upright image of the object
  • the imaging method according to the invention can be achieved by means of a very compact mirror arrangement, the desired sidelong and upright imaging of the object
  • the mirrors which is arranged in front of the sagittal intermediate image, and at least one of the mirrors, which is arranged behind the sagittal intermediate image, each with different refractive powers in the sagittal section and the Mendionalebene be provided. It is also possible that all mirrors are provided with different refractive powers in the sagittal section and the meridional plane.
  • the mirror surfaces may be formed as free-form surfaces. If the free-form surfaces have a plane of symmetry, the mirror surfaces are preferably arranged so that the plane of symmetry coincides with the meridional plane.
  • At least one of the mirrors has a toric surface shape.
  • At least one of the mirrors may be designed as a surface mirror. However, it is also possible that at least one of the mirrors is formed as a rear surface mirror. Furthermore, all mirrors can be formed as rear surface mirrors on a single transparent base body. In this case, the curvatures of the entrance and exit surfaces of the main body can be designed to correct chromatic aberrations.
  • the mirrors are all preferably curved concavely (in meridional plane and sagittal section). However, it is also possible that at least one of the mirrors is convexly curved in the meridional plane and / or in the sagittal section.
  • the mirror optics according to the invention can in particular be designed as a mirror objective that is suitable for applications in telescopes (for example for terrestrial observation, spotting scopes) or females. Furthermore, the mirror optics according to the invention can be used in eyepiece-like systems with free-form prisms, in microscope objectives, in geodesic telescopes, etc.
  • the mirror optics can be used in particular everywhere, where one needs a shading-free (oblique) mirror optics, in which it depends on a page-correct and upright image position. This is the case, for example, in devices in which the image of the mirror optics is viewed directly or via an eyepiece with the eye.
  • the mirror surfaces By forming the mirror surfaces as free-form surfaces, additional degrees of freedom are provided for the independent correction of aberrations in the meridional plane and in the sagittal section, so that an excellent error correction is possible.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the mirror optics according to the invention.
  • Fig. 2 is a meridional sectional view of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows a projection of a sagittal section of the mirror optics of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment of the mirror optics according to the invention.
  • Fig. 6 is a meridional section of the mirror optics of Fig. 5;
  • FIG. 7 shows a projection of a sagittal section of the mirror optics of FIG. 5;
  • FIGS. 8-12 are aberrations of the embodiment of FIGS. 1-4, and FIG.
  • FIGS. 13-17 are aberrations of the embodiment of FIGS. 5-7.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the mirror optics according to the invention as a mirror lens 1 for the correct side and upright imaging of an object in a picture field 2 is shown.
  • the mirror objective 1 comprises a first, a second and a third mirror 3, 4, 5, which are arranged so that the mirror objective 1 is formed as shading-free mirror objective (Schiefspiegier).
  • the three mirrors 3-5 are arranged cyclically in the meridional plane (drawing plane of FIG. 2).
  • the meridional plane here is the plane passing through the centers of the image field 2 and the entrance pupil 6, which is formed by the first mirror 3, and in which the main surface normals P1, P2, P3 (only shown as arrows in FIG ) of the mirrors 3, 4, 6 are located.
  • the main surface normal P1, P2, P3 is in each case the normal to the corresponding mirror surface of the mirrors 3, 4, 5 in the point of the mirror surface at which the mirror surface intersects the main beam which passes through the centers of entrance pupil 6 and image field 2.
  • the cyclic mirror arrangement of the mirrors 3, 4, 5 is characterized in that the main surface normals P1, P2, P3 of the mirrors 3, 4, 5 are rotated in the same order in which the mirrors 3-5 are hit by the light the same direction of rotation can be converted into each other, wherein the angle of rotation is in each case smaller than 180 °.
  • This means that by rotating counterclockwise ( rotation) of less than 180 °, the main surface normal P1 of the first mirror 3 can be converted into the main surface normal P2 of the second mirror 4.
  • the main surface normal P2 of the second mirror 4 can be converted into the main surface normal P3 of the third mirror 5 by a counterclockwise rotation of less than 180 ° in the meridional plane.
  • FIG. 3 shows the projection of a sagittal section of the mirror objective 1 onto a plane perpendicular to the meridional plane.
  • the sagittal section runs perpendicular to the meridional plane according to the sagittal section line 7 drawn in the meridional sectional image of FIG. 4 (the representation of FIG. 4 corresponds to the representation of FIG. 2, wherein FIG. 4 shows no ray progressions but only the section line 7) is).
  • the cutting line 7 extends along the main beam of the incident on the mirror 3 and from the mirror lens 1 in the image plane 2 beam to the center of the first mirror 3, from there to the center of the second mirror 4 and from the center of the second mirror 4 to the center of the third mirror 5 and then to the center of the image field 2.
  • the centers of the mirrors 3 - 5 are the centers to which the main surface normals P1 - P3 start.
  • the three mirrors 3-5 are symmetrical with respect to the meridional plane (which runs perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 3).
  • the mirror objective 1 is used as a telescope objective and oriented in such a way that the meridional plane coincides with a plane extending vertically in space.
  • Mirror lens 1 in which the meridional image beams of the individual object points (which emanate from the one point of the object to be imaged rays running in the meridional plane or a plane parallel thereto) intersect.
  • the mirrors 3 - 5 are curved in such a way in the sagittal section, that in the sagittal section an intermediate image takes place, which leads to a one-sided image reversal in this plane and thus to an inversion of Left-right orientation of the image leads, so that a total of an upright and right-sided image in the image field 2 is generated.
  • the intermediate image in the sagittal section is understood here to mean that the sagittal image beams of the individual object points intersect in one area within the mirror objective 1 and thus there is a quasi-sagittal intermediate image which, due to the actual blurring in the sagittal section, can also be referred to as sagittal intermediate caustics.
  • the three mirrors 3 - 5 are anamorphic in such a way that due to the different mirror powers in the meridional plane (y-z plane) and in the sagittal section (x-z-section) there is an intermediate caustic only in the sagittal section, but not in the meridional plane.
  • This makes it possible to keep the refractive power sum of the mirrors in the meridional plane, in which the image errors due to the decentration of the mirror surfaces tend to be more difficult to correct than in the sagittal section, to be small.
  • the significantly higher power of refraction is present in the sagittal section in order to produce the desired intermediate causticity.
  • the mirror surfaces are preferably symmetrical and the rays strike the mirror surfaces substantially perpendicularly (FIG. 3), the image errors occurring due to the higher power of refraction are easier to correct.
  • the shadow-free mirror objective 1 With the shadow-free mirror objective 1, a flattened, upright and side-correct image can be generated in the image field 2, wherein the mirror objective 1 can be made extremely compact, since only three mirrors are necessary. Furthermore, as can be seen in FIG. 2, the image field 2 lies in an angled position (approximately 45 °) to the viewing direction of the mirror objective 1 (in FIG. 2 to the left), which is advantageous in particular when using the mirror objective in telescopes ,
  • the objective shown in FIGS. 1-4 has a focal length of 800 mm with a diameter of the entrance pupil formed by the first mirror 3 of 100 mm.
  • the image field here is square with 10.8 x 10.8 mm edge length, so that the mirror lens 1 is perfectly suitable for a terrestrial telescope.
  • All the mirrors 3-5 are in the embodiment of FIGS. 1-4 formed as non-rotationally symmetric concave curved surfaces with exactly one mirror symmetry plane, which coincides with the meridional plane (yz plane).
  • the surfaces of the mirrors 3 - 5 can be described by a polynomial winding according to the following formula:
  • x, y and z denote the coordinates of the points lying on the mirror surface in the local area-related coordinate system whose origin coincides with the center of the respective mirror 3 - 5.
  • Table 2 further parameters for the necessary displacement and rotation of the local coordinate system with respect to a global coordinate system (not shown) are given.
  • the origin point of the global coordinate system for the respective local coordinate system along the three axes x, y, z of the global coordinate system has to be shifted by the distances XDE, YDE and ZDE (Table 2) and decentered, followed by the in the table 2 specified angle of rotation ADE are rotated about the x-axis of the local coordinate system.
  • the x-axis is chosen so that it forms the direction perpendicular to the plane of symmetry (meridional plane) of the mirror objective 1, which is spanned by the yz coordinates.
  • the image field 2 in the example described here is square with an edge length of 21.6 mm.
  • the largest image field diameter inscribable in the image field is usually also referred to as a field of view in the case of telescopes.
  • the number of visual fields of the mirror objective of FIGS. 1 to 4 is 21, 6 mm and is therefore in the range of the field of view of spotting scopes and binoculars of the higher quality class.
  • the mirrors are designed as rear surface mirrors on a monolithic free-form prism 10, wherein in the representations of FIGS. 5 to 7, which are corresponding illustrations to FIGS. 1 to 3, only the mirror surfaces 11 of the free-form prism 10, 12 and 13 and the entrance surface 14 and exit surface 15 are shown.
  • the basic structure with respect to the mirror surfaces 11-13 is the same as in the first embodiment, so that in the meridional plane (FIG. 6) the mirrors 11-13 are arranged cyclically and no intermediate imaging is performed. In the sagittal section (FIG. 7), the curvature of the mirror surfaces 11 - 13 is selected differently to the curvature in the meridional plane such that a sagittal intermediate caustic occurs to arrive overall at an upright and laterally correct image in the image field 2.
  • the free-form prism is made of the plastic Z-E48R of the company Zeonex (refractive index 1, 536655, Abbe number 56.043).
  • the focal length of the mirror objective 1 of FIGS. 5-7 is 375 mm, the image field being square with an edge length of approximately 9.4 mm.
  • the diameter of the entrance pupil is 30 mm.
  • Both the mirror surfaces 11-13 and the entrance and exit surfaces 14, 15 are each formed as non-rotationally symmetrical curved surfaces with exactly one mirror symmetry plane, which coincides with the meridional plane. Chromatic aberrations hardly occur, since they are compensated by the corresponding design of the entrance and exit surfaces 14, 15.
  • the areas can be described by a polynomial winding of the following form:
  • Table 3 additionally shows the value for the further parameter Nradius. Furthermore, Table 4 in the same As in the first embodiment, the decentration of the individual surfaces are removed. Table 3
  • FIGS. 13 to 17 the image defect curves for the second embodiment (FIGS. 4 to 7) are shown in substantially the same way as in FIGS. 8 to 12, the image errors for the three wavelengths 400 being shown in the representations of FIGS nm, 500 nm and 650 nm (denoted by reference numerals 20, 21 and 22). It can be seen that the color errors are extremely small (in FIG. 13-17, the scale is larger by a factor of 5 than in FIGS. 8-12).
  • the aberrations in the sagittal section are greater than in the meridional plane, which is due to the greater power of refraction in the sagittal section. If the meridional plane had the same amount of refractive power as in the sagittal section, the aberrations in the meridional plane would be dramatically larger (they would not be able to be displayed at the same scale).

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Abstract

The invention relates to a mirror optic for imaging an object in an image field (2) true to side and upright, having an uneven number greater than or equal to three mirrors (3, 4, 5, 11, 12, 13) arranged cyclically in a mendional plane extending through the center points of the image field (2) and the inlet pupil (6) of the mirror optic (1) and the refraction power thereof being selected such that the object to be imaged is imaged in the mendional plane without intermediate imaging in the image field (2) and is imaged in the sagittal section running perpendicular to the mendional plane, with an intermediate image being formed in the image field (2), in order to bring about the imaging of the object true to side and upright.

Description

Spiegeloptik und Abbildungsverfahren zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld Mirror optics and imaging method for right-side and upright imaging of an object in an image field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegeloptik und ein Abbildungsverfahren zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein BildfeldThe present invention relates to a mirror optics and an imaging method for the correct lateral and upright imaging of an object in an image field
Es sind als Spiegeloptiken zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld Spiegelobjektive bekannt, die eine gerade Anzahl von Spiegeln aufweisen, die mindestens ein Zwischenbild des abzubildenden Objektes erzeugen Die Zwischenabbildung ist notwendig, um die aufrechte und seitenrichtige Bildlage zu erzielen Nachteilig ist hier jedoch, daß zur Erzeugung des Zwischenbildes im Vergleich zu einer Abbildung ohne Zwischenabbildung eine etwa dreimal so große Brechkraftsumme der einzelnen Spiegelkomponenten erforderlich ist, so daß eine solche Spiegeloptik mit Zwischenbild auch deutlich größere Restfehler aufweist als eine Spiegeloptik ohne Zwischenbild aber mit invertierter BildlageThere are mirror optics for side-correct and upright imaging of an object in a field mirror lenses known having an even number of mirrors that produce at least one intermediate image of the object to be imaged The intermediate image is necessary to achieve the upright and correct image position The disadvantage here, however that for generating the intermediate image in comparison to a picture without intermediate image, an approximately three times as large refractive power of the individual mirror components is required, so that such mirror optics with intermediate image also significantly greater residual errors than a mirror optics without intermediate image but with inverted image position
Weiterhin ist es bekannt, eine einseitige oder zweiseitige Invertierung des Bildes durch Planprismen oder Planspiegel zu bewirken, wobei hierfür zusätzliche, oft schwere Komponenten mit langen Glaswegen (Prismen) oder mehreren zusätzlichen Komponenten mit zueinander kritischer Justage (beispielsweise Dachkantenspiegel) erforderlich istFurthermore, it is known to effect a one-sided or two-sided inversion of the image by plan prisms or plane mirror, which additional, often heavy components with long glass paths (prisms) or more additional components with each other critical adjustment (for example, roof edge mirror) is required
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spiegeloptik zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld zur Verfugung zu stellen, die möglichst kompakt ausgebildet werden kann und deren Restfehler möglichst gering sindProceeding from this, it is an object of the invention to provide a mirror optics for the correct and upright imaging of an object in an image field at your disposal, which can be made as compact as possible and their residual errors are minimized
Die Aufgabe wird gelost durch eine Spiegeloptik zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld, mit einer ungeraden Anzahl, die großer oder gleich drei ist, vonThe object is achieved by a mirror optics for correct and upright imaging of an object in an image field, with an odd number that is greater than or equal to three, of
Spiegeln, die in einer Meπdionalebene, die durch die Mittelpunkte des Bildfeldes und der Eintπttspupille der Spiegeloptik geht, zyklisch angeordnet sind und deren Brechkrafte derart gewählt sind, daß das abzubildende Objekt in der Meridionalebene ohne Zwischenabbildung in das Bildfeld und im senkrecht zur Meridionalebene verlaufenden Sagittalschnitt mit einer Zwischenabbildung in das Bildfeld abgebildet wird, um die seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes zu bewirken.Mirrors, which are arranged cyclically in a Meπdionalebene, which goes through the centers of the image field and Eintπttspupille the mirror optics, and their powers of refraction so are selected that the object to be imaged in the meridional plane without intermediate image in the image field and in the plane perpendicular to the meridional plane sagittal section is imaged with an intermediate image in the image field to effect the correct and upright image of the object.
Die erfindungsgemäße Spiegeloptik zeichnet sich zunächst dadurch aus, daß lediglich drei Spiegel notwendig sind Damit kann eine aufrechte und seitenrichtige Bildlage und gleichzeitig eine gute Korrektion der Bildfehler erzielt werden, wie sie beispielsweise im Zwischenbild eines Fernrohr- oder Fernglasobjektives erforderlich ist. Ferner ist vorteilhaft, daß keine Zwischenabbildung in der Meridionalebene erfolgt, so daß die Brechkraftsumme in der Meridionalebene relativ gering sein kann, wodurch die zu korrigierenden Abbildungsfehler in der Meridionalebene leichter zu korrigieren sind. Aufgrund der Zwischenabbildung im Sagittalschnitt wird eine einseitige Bildumkehr in dieser Ebene bewirkt, so daß insgesamt die seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes erzielt wird. Die höhere Brechkraft im Sagittalschnitt führt zwar zu größeren Abbildungsfehler als in der Meridionalebene. Diese Abbildungsfehler lassen sich jedoch aufgrund der bevorzugt vorliegenden Symmetrie der Spiegelflächen im Sagittalschnitt besser korrigieren, so daß die Spiegeloptik äußerst gute Abbildungseigenschaften aufweisen kann.The mirror optics according to the invention is characterized first by the fact that only three mirrors are necessary Thus, an upright and correct page position and at the same time a good correction of the aberrations can be achieved, as required for example in the intermediate image of a telescope or binoculars. Furthermore, it is advantageous that no intermediate imaging takes place in the meridional plane, so that the power of refraction in the meridional plane can be relatively low, whereby the aberrations to be corrected in the meridional plane are easier to correct. Due to the intermediate image in Sagittalschnitt a one-sided image reversal is effected in this plane, so that overall the correct page and upright image of the object is achieved. The higher refractive power in the sagittal section leads to larger aberrations than in the meridional plane. However, these aberrations can be corrected better due to the preferred present symmetry of the mirror surfaces in the sagittal section, so that the mirror optics can have extremely good imaging properties.
Die Meridionalebene ist die Ebene, in der die Haupt-Flächennormalen der Spiegel liegen. Unter der Haupt-Flächennormale wird hier jeweils die Normale an die entsprechende Spiegelfläche des Spiegels in dem Punkt der Spiegelfläche verstanden, an dem die Spiegelfläche den Hauptstrahl schneidet, der durch die Mittelpunkte von Eintrittspupille und Bildfeld geht.The meridional plane is the plane in which the main surface normals of the mirrors lie. In this case, the main surface normal is understood to be in each case the normal to the corresponding mirror surface of the mirror in the point of the mirror surface at which the mirror surface intersects the main beam which passes through the centers of the entrance pupil and the image field.
Unter einer zyklischen Spiegelanordnung in der Meridionalebene wird hier verstanden, daß die Flächennormalen der Spiegel in derselben Reihenfolge, in der die Spiegel vom Licht des Objektes getroffen werden, durch Drehung im gleichen Drehsinn ineinander überführt werden können, wobei der jeweilige Drehwinkel kleiner als 180° ist.A cyclic mirror arrangement in the meridional plane is understood here to mean that the surface normals of the mirrors can be converted into one another by rotation in the same direction of rotation in the same sequence in which the mirrors are hit by the light of the object, the respective angle of rotation being smaller than 180 ° ,
Bei der erfindungsgemäßen Spiegeloptik findet bevorzugt an jedem Spiegel (bzw. jeder Spiegelfläche) genau eine einzige Reflexion statt. Der Strahlengang wird somit aufgrund jedes Spiegels genau einmal gefaltet.In the case of the mirror optics according to the invention, exactly one single reflection preferably takes place at each mirror (or each mirror surface). The beam path is thus folded exactly once due to each mirror.
Die Spiegelflächen können alle in der Meridionalebene und im Saggitalschnitt konkav gekrümmt ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß zumindest eine Spiegelfläche als Sattelfläche ausgebildet ist, wobei in der Meridionalebene eine konkave Krümmung und im Saggitalschnitt eine konvexe Krümmung vorliegt. Insbesondere können in der Meridionalebene zwei der drei Spiegelflächen konkav gekrümmt sein und kann die dritte Spiegelfläche in der Meridionalebene konvex gekrümmt sein, um analog zu einem klassischen Triplett bei refraktiven Systemen mit der zerstreuenden Brechkraft der dritten Spiegelfläche in der Meridionalebene die Bildfeldwölbung (Petzvalsumme) zu korrigieren.The mirror surfaces can all be concavely curved in the meridional plane and in the sagittal section. However, it is also possible that at least one mirror surface is designed as a saddle surface, wherein there is a concave curvature in the meridional plane and a convex curvature in the sagittal section. In particular, in the meridional plane two of the three mirror surfaces may be concavely curved and may be the third mirror surface in the meridional plane be convexly curved in order to correct the field curvature (Petzval sum) analogously to a classical triplet in refractive systems with the dissipative refractive power of the third mirror surface in the meridional plane.
Die Spiegel können ferner jeweils als Freiformfläche ausgebildet sein, wobei unter einer Freiformfläche hier eine nicht rotationssymmetrisch gekrümmte Fläche mit maximal einer Spiegelsymmetrieebene verstanden wird. Die nicht rotationssymmetrische Fläche läßt sich insbesondere nicht als dezentriertes (d.h. außeraxiales) und gegebenenfalls zusätzlich verdrehtes Flächenstück einer rotationssymmetrischen Fläche darstellen. Sofern die Freiformfläche eine Spiegelsymmetrieebene aufweist, fällt diese bevorzugt mit der Meridionalebene zusammen. Die Ausbildung als Freiformfläche ist vorteilhaft, da dadurch die lokalen Krümmungseigenschaften quasi beliebig gewählt werden können, wodurch eine bessere Bildfehlerkorrektur möglich ist.Furthermore, the mirrors may each be designed as a free-form surface, wherein a free-form surface here is understood to mean a surface which is not rotationally symmetrical curved and has at most one mirror-symmetry plane. In particular, the surface which is not rotationally symmetrical can not be represented as a decentered (i.e., off-axis) and optionally additionally twisted surface piece of a rotationally symmetrical surface. If the free-form surface has a mirror symmetry plane, this preferably coincides with the meridional plane. The formation as a free-form surface is advantageous, since thereby the local curvature properties can be chosen virtually arbitrary, whereby a better image aberration correction is possible.
Unter Zwischenabbildung wird hier verstanden, daß sich von einem Punkt des abzubildenden Objektes ausgehende Strahlen innerhalb der Spiegeloptik kreuzen. Bei der erfindungsgemäßen Spiegeloptik kreuzen sich die Strahlen jedoch lediglich im Sagittalschnitt (bzw. in einem dazu parallelen Schnitt). In der Meridionalebene (bzw. in einer dazu parallelen Ebene) kreuzen sich die Strahlen nicht.Intermediate imaging is understood here to mean that rays emanating from a point of the object to be imaged intersect within the mirror optics. In the mirror optics according to the invention, however, the rays intersect only in the sagittal section (or in a section parallel thereto). In the meridional plane (or in a plane parallel to it) the rays do not intersect.
Wenn die Spiegeloptik mehr als drei Spiegel aufweist, können mehrere sagittale Zwischenabbildungen durchgeführt werden, wobei stets eine ungerade Anzahl von sagittalen Zwischenabbildungen vorliegen muß. Jedoch ist die Ausbildung der Spiegeloptik mit drei Spiegeln und nur einer einzigen sagittalen Zwischenabbildung dahingehend bevorzugt, daß damit eine äußerst kompakte Spiegeloptik bereitgestellt werden kann, die eine seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes durchführt. Auch wurde festgestellt, daß bereits mit drei Spiegeln eine ausgezeichnete Bildfehlerkorrektur erzielt werden kann.If the mirror optics has more than three mirrors, a plurality of sagittal intermediate images can be carried out, wherein there must always be an odd number of sagittal intermediate images. However, the formation of the mirror optics with three mirrors and only a single sagittal intermediate image is preferred in that it can be provided with an extremely compact mirror optics, which performs a correct and upright image of the object. It has also been found that excellent image aberration correction can be achieved even with three mirrors.
Die Spiegeloptik kann als zur Meridionalebene symmetrische Spiegeloptik ausgebildet sein. Ferner kann die Spiegeloptik als abschattungsfreie Spiegeloptik ausgelegt sein.The mirror optics can be designed as symmetrical to the meridional plane mirror optics. Furthermore, the mirror optics can be designed as shading-free mirror optics.
Die zyklische Anordnung der Spiegel kann so gewählt sein, daß das Bildfeld im wesentlichen um 45° gegenüber der Beobachtungsrichtung geneigt ist. Dies ist insbesondere bei Einsatz der Spiegeloptik in Teleskopen von Vorteil.The cyclic arrangement of the mirrors may be chosen so that the image field is inclined substantially at 45 ° with respect to the viewing direction. This is particularly advantageous when using the mirror optics in telescopes.
Insbesondere kann bei der Spiegeloptik zumindest einer der Spiegel, der vor der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet ist, und zumindest einer der Spiegel, der hinter der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet ist, jeweils unterschiedliche Brechkräfte im Sagittalschnitt und in der Meπdionalebene aufweisen (anamorphotische Spiegelflächen) Somit kann die Spiegeloptik z B zwei anamorphotische Spiegelflächen und eine rotationssymmetrische Spiegelfläche aufweisen Naturlich ist es auch möglich, daß alle Spiegel anamorphotische Spiegelflachen aufweisenIn particular, in the mirror optics, at least one of the mirrors, which is arranged in front of the sagittal intermediate image, and at least one of the mirrors, which is arranged behind the sagittal intermediate image, in each case have different refractive powers in the sagittal section and in Thus, the mirror optics z B can have two anamorphic mirror surfaces and a rotationally symmetric mirror surface. Of course, it is also possible for all mirrors to have anamorphic mirror surfaces
Bevorzugt ist die Brechkraftsumme der Spiegel im Sagittalschnitt großer als in der MeπdionalebeneThe refractive power sum of the mirrors is preferably larger in the sagittal section than in the medial plane
Zumindest ein Spiegel kann beispielsweise eine torische Flachenform aufweisenFor example, at least one mirror may have a toroidal surface shape
Die Spiegel können als Oberflachenspiegel ausgebildet sein Es ist jedoch auch möglich, daß zumindest einer der Spiegel als Ruckflachenspiegel ausgebildet ist Ferner kann die Spiegeloptik so aufgebaut sein, daß alle Spiegel als Ruckflachenspiegel auf einem einzigen (monolithischen) transparenten Grundkorper ausgebildet sind Damit wird insbesondere die Verschmutzung der Spiegelflachen verhindertHowever, it is also possible for at least one of the mirrors to be configured as a back surface mirror. Furthermore, the mirror optics can be constructed such that all mirrors are formed as a back surface mirror on a single (monolithic) transparent base body the mirror surfaces prevented
Der transparente Grundkorper weist eine Eintritts- und eine Austπttsflache auf, wobei deren Krümmungen zur Korrektur chromatischer Aberrationen ausgelegt werden können, so daß eine insgesamt sehr kompakte Spiegeloptik, die nicht mehr justiert werden muß, zur Verfugung gestellt werden kann Durch entsprechende Wahl der Hauptkrummungen (in Mendionalebene und Saggitalschnitt), die gleich oder verschieden sein können, der Eintritts- und Austrittsflache lassen sich Farblangs- und Farbquerfehler korrigieren Wenn die Eintritts- und Austrittsflache als Freiformflachen ausgebildet werden, können die zusätzlichen Freiform-Freiheitsgrade zur Korrektur von Bildfehlern höherer Ordnung genutzt werdenThe transparent body has an entrance and a Austπttsflache, with their curvatures can be designed to correct chromatic aberrations, so that a total of very compact mirror optics that need not be adjusted, can be made available by appropriate choice of Hauptkrummungen (in Mendionalebene and Saggitalschnitt), which may be the same or different, the entrance and exit surface can be corrected for color longitudinal and lateral chromatic aberrations If the entrance and exit surface are formed as free-form surfaces, the additional freeform degrees of freedom can be used to correct higher order aberrations
Ferner wird ein Abbildungsverfahren zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objekts in ein Bildfeld bereitgestellt, bei dem eine ungerade Anzahl, die großer oder gleich drei ist, von Spiegeln in einer Mendionalebene zyklisch angeordnet werden und mittels der Spiegel das abzubildende Objekt in der Mendionalebene ohne Zwischenabbildung in das Bildfeld und im senkrecht zur Mendionalebene verlaufenden Sagittalschnitt mit einer Zwischenabbildung in das Bildfeld abgebildet wird, um die seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes zu bewirken Mit dem erfindungsgemaßen Abbildungsverfahren kann mittels einer sehr kompakten Spiegelanordnung die gewünschte seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes erzielt werdenFurthermore, an imaging method is provided for lateral correct and upright imaging of an object into an image field in which an odd number greater than or equal to three is cyclically arranged by mirrors in a Mendionalebene and by means of the mirror the object to be imaged in the Mendionalebene without intermediate image in the image field and in the plane perpendicular to the Mendionalebene sagittal plane is imaged with an intermediate image in the image field to effect the correct and upright image of the object With the imaging method according to the invention can be achieved by means of a very compact mirror arrangement, the desired sidelong and upright imaging of the object
Ferner kann zumindest einer der Spiegel, der vor der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet wird, und zumindest einer der Spiegel, der hinter der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet wird, mit jeweils unterschiedlichen Brechkraften im Sagittalschnitt und der Mendionalebene vorgesehen werden. Auch ist es möglich, daß alle Spiegel mit unterschiedlichen Brechkräften im Sagittalschnitt und der Meridionalebene vorgesehen werden. Insbesondere können die Spiegelflächen als Freiformflächen ausgebildet sein. Wenn die Freiformflächen eine Symmetrieebene aufweisen, werden die Spiegelflächen bevorzugt so angeordnet, daß die Symmetrieebene mit der Meridionalebene zusammenfällt.Furthermore, at least one of the mirrors, which is arranged in front of the sagittal intermediate image, and at least one of the mirrors, which is arranged behind the sagittal intermediate image, each with different refractive powers in the sagittal section and the Mendionalebene be provided. It is also possible that all mirrors are provided with different refractive powers in the sagittal section and the meridional plane. In particular, the mirror surfaces may be formed as free-form surfaces. If the free-form surfaces have a plane of symmetry, the mirror surfaces are preferably arranged so that the plane of symmetry coincides with the meridional plane.
Es ist ferner möglich, daß zumindest einer der Spiegel eine torische Flächenform aufweist.It is also possible that at least one of the mirrors has a toric surface shape.
Zumindest einer der Spiegel kann als Oberflächenspiegel ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß zumindest einer der Spiegel als Rückflächenspiegel ausgebildet wird. Ferner können alle Spiegel als Rückflächenspiegel auf einem einzigen transparenten Grundkörper ausgebildet werden. In diesem Fall können die Krümmungen der Eintritts- und Austrittsfläche des Grundkörpers zur Korrektur chromatischer Aberrationen ausgelegt werden.At least one of the mirrors may be designed as a surface mirror. However, it is also possible that at least one of the mirrors is formed as a rear surface mirror. Furthermore, all mirrors can be formed as rear surface mirrors on a single transparent base body. In this case, the curvatures of the entrance and exit surfaces of the main body can be designed to correct chromatic aberrations.
Bei dem erfindungsgemäßen Abbildungsverfahren findet bevorzugt an jedem Spiegel nur eine einzige Strahlengangfaltung statt. Ferner sind die Spiegel alle bevorzugt konkav (in Meridionalebene und Saggitalschnitt) gekrümmt. Es ist jedoch auch möglich, daß zumindest einer der Spiegel in der Meridionalebene und/oder im Saggitalschnitt konvex gekrümmt ist.In the imaging method according to the invention, only a single beam path folding preferably takes place at each mirror. Furthermore, the mirrors are all preferably curved concavely (in meridional plane and sagittal section). However, it is also possible that at least one of the mirrors is convexly curved in the meridional plane and / or in the sagittal section.
Die erfindungsgemäße Spiegeloptik kann insbesondere als Spiegelobjektiv ausgebildet sein, das für Anwendungen in Teleskopen (beispielsweise für terrestrische Beobachtung; Spektive) oder Femgläsern geeignet ist. Ferner kann die erfindungsgemäße Spiegeloptik bei okularartigen Systemen mit Freiformprismen, bei Mikroskopobjektiven, bei geodätischen Teleskopen usw. eingesetzt werden.The mirror optics according to the invention can in particular be designed as a mirror objective that is suitable for applications in telescopes (for example for terrestrial observation, spotting scopes) or females. Furthermore, the mirror optics according to the invention can be used in eyepiece-like systems with free-form prisms, in microscope objectives, in geodesic telescopes, etc.
Die Spiegeloptik kann insbesondere überall eingesetzt werden, wo man eine abschattungsfreie (Schief-)Spiegeloptik benötigt, bei der es auf eine seitenrichtige und aufrechte Bildlage ankommt. Dies ist beispielsweise bei Geräten der Fall, bei denen das Bild der Spiegeloptik direkt oder über ein Okular mit dem Auge betrachtet wird.The mirror optics can be used in particular everywhere, where one needs a shading-free (oblique) mirror optics, in which it depends on a page-correct and upright image position. This is the case, for example, in devices in which the image of the mirror optics is viewed directly or via an eyepiece with the eye.
Durch die Ausbildung der Spiegelflächen als Freiformflächen sind zusätzliche Freiheitsgrade zur unabhängigen Korrektur von Abbildungsfehler in der Meridionalebene und im Sagittalschnitt bereitgestellt, so daß eine ausgezeichnete Fehlerkorrektur möglich ist.By forming the mirror surfaces as free-form surfaces, additional degrees of freedom are provided for the independent correction of aberrations in the meridional plane and in the sagittal section, so that an excellent error correction is possible.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiegeloptik;Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the mirror optics according to the invention;
Fig. 2 ein meridionales Schnittbild von Fig. 1 ;Fig. 2 is a meridional sectional view of Fig. 1;
Fig. 3 eine Projektion eines Sagittalschnitts der Spiegeloptik von Fig. 1 ;FIG. 3 shows a projection of a sagittal section of the mirror optics of FIG. 1; FIG.
Fig. 4 eine meridionale Schnittdarstellung zur Erläuterung des Sagittalschnitts;4 is a meridional sectional view for explaining the sagittal section;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiegeloptik;5 is a perspective view of a second embodiment of the mirror optics according to the invention;
Fig. 6 ein Meridionalschnitt der Spiegeloptik von Fig. 5;Fig. 6 is a meridional section of the mirror optics of Fig. 5;
Fig. 7 eine Projektion eines Sagittalschnitts der Spiegeloptik von Fig. 5;FIG. 7 shows a projection of a sagittal section of the mirror optics of FIG. 5; FIG.
Fig. 8-12 Bildfehlerdarstellungen der Ausführungsform von Fig. 1 - 4, und8-12 are aberrations of the embodiment of FIGS. 1-4, and FIG
Fig. 13-17 Bildfehlerdarstellungen der Ausführungsform von Fig. 5 - 7.FIGS. 13-17 are aberrations of the embodiment of FIGS. 5-7.
In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiegeloptik als Spiegelobjektiv 1 zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld 2 gezeigt. Das Spiegelobjektiv 1 umfaßt einen ersten, einen zweiten und einen dritten Spiegel 3, 4, 5, die so angeordnet sind, daß das Spiegelobjektiv 1 als abschattungsfreies Spiegelobjektiv (Schiefspiegier) ausgebildet ist.In Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the mirror optics according to the invention as a mirror lens 1 for the correct side and upright imaging of an object in a picture field 2 is shown. The mirror objective 1 comprises a first, a second and a third mirror 3, 4, 5, which are arranged so that the mirror objective 1 is formed as shading-free mirror objective (Schiefspiegier).
Die drei Spiegel 3 - 5 sind, wie in dem meridionalen Schnittbild von Fig. 2 ersichtlich ist, in der Meridionalebene (Zeichenebene von Fig. 2) zyklisch angeordnet. Die Meridionalebene ist hier die Ebene, die durch die Mittelpunkte des Bildfeldes 2 und der Eintrittspupille 6, die durch den ersten Spiegel 3 gebildet ist, läuft und in der die Haupt-Flächennormalen P1 , P2, P3 (nur in Fig. 2 als Pfeile eingezeichnet) der Spiegel 3, 4, 6 liegen. Die Haupt-Flächennormale P1 , P2, P3 ist jeweils die Normale an die entsprechende Spiegelfläche der Spiegel 3, 4, 5 in dem Punkt der Spiegelfläche, an dem die Spiegelfläche den Hauptstrahl schneidet, der durch die Mittelpunkte von Eintrittspupille 6 und Bildfeld 2 verläuft. Die zyklische Spiegelanordnung der Spiegel 3, 4, 5 ist dadurch charakterisiert, daß die Haupt- Flächennormalen P1 , P2, P3 der Spiegel 3, 4, 5 in derselben Reihenfolge, in der die Spiegel 3 - 5 vom Licht getroffen werden, durch Drehung im gleichen Drehsinn ineinander überführt werden können, wobei der Drehwinkel jeweils kleiner als 180° ist. Das bedeutet, daß durch eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn (= Drehsinn) von kleiner als 180° die Haupt- Flächennormale P1 des ersten Spiegels 3 in die Haupt-Flächennormale P2 des zweiten Spiegels 4 überführt werden kann. In gleicher Weise kann die Haupt-Flächennormale P2 des zweiten Spiegels 4 durch eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn von kleiner als 180° in der Meridionalebene in die Haupt-Flächennormale P3 des dritten Spiegels 5 überführt werden.As can be seen in the meridional sectional image of FIG. 2, the three mirrors 3-5 are arranged cyclically in the meridional plane (drawing plane of FIG. 2). The meridional plane here is the plane passing through the centers of the image field 2 and the entrance pupil 6, which is formed by the first mirror 3, and in which the main surface normals P1, P2, P3 (only shown as arrows in FIG ) of the mirrors 3, 4, 6 are located. The main surface normal P1, P2, P3 is in each case the normal to the corresponding mirror surface of the mirrors 3, 4, 5 in the point of the mirror surface at which the mirror surface intersects the main beam which passes through the centers of entrance pupil 6 and image field 2. The cyclic mirror arrangement of the mirrors 3, 4, 5 is characterized in that the main surface normals P1, P2, P3 of the mirrors 3, 4, 5 are rotated in the same order in which the mirrors 3-5 are hit by the light the same direction of rotation can be converted into each other, wherein the angle of rotation is in each case smaller than 180 °. This means that by rotating counterclockwise (= rotation) of less than 180 °, the main surface normal P1 of the first mirror 3 can be converted into the main surface normal P2 of the second mirror 4. In the same way, the main surface normal P2 of the second mirror 4 can be converted into the main surface normal P3 of the third mirror 5 by a counterclockwise rotation of less than 180 ° in the meridional plane.
In Fig. 3 ist die Projektion eines sagittalen Schnitts des Spiegelobjektivs 1 auf eine Ebene senkrecht zur Meridionalebene gezeigt. Der sagittale Schnitt verläuft senkrecht zur Meridionalebene gemäß der in dem meridionalen Schnirtbild von Fig. 4 eingezeichneten sagittalen Schnittlinie 7 (die Darstellung von Fig. 4 entspricht der Darstellung von Fig. 2, wobei in Fig. 4 keine Strahlenverläufe, sondern nur die Schnittlinie 7 eingezeichnet ist). Die Schnittlinie 7 erstreckt sich entlang des Hauptstrahles des auf den Spiegel 3 einfallenden und vom Spiegelobjektiv 1 in die Bildebene 2 abgebildeten Strahlenbündels zur Mitte des ersten Spiegels 3, von dort zur Mitte des zweiten Spiegels 4 und von der Mitte des zweiten Spiegels 4 bis zur Mitte des dritten Spiegels 5 und dann bis zum Mittelpunkt des Bildfeldes 2. Die Mitten der Spiegel 3 - 5 sind die Mitten, an den die Haupt-Flächennormalen P1 - P3 ansetzen. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die drei Spiegel 3 - 5 bezüglich der Meridionalebene (die senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 3 verläuft) jeweils symmetrisch ausgebildet.FIG. 3 shows the projection of a sagittal section of the mirror objective 1 onto a plane perpendicular to the meridional plane. The sagittal section runs perpendicular to the meridional plane according to the sagittal section line 7 drawn in the meridional sectional image of FIG. 4 (the representation of FIG. 4 corresponds to the representation of FIG. 2, wherein FIG. 4 shows no ray progressions but only the section line 7) is). The cutting line 7 extends along the main beam of the incident on the mirror 3 and from the mirror lens 1 in the image plane 2 beam to the center of the first mirror 3, from there to the center of the second mirror 4 and from the center of the second mirror 4 to the center of the third mirror 5 and then to the center of the image field 2. The centers of the mirrors 3 - 5 are the centers to which the main surface normals P1 - P3 start. As can be seen from FIG. 3, the three mirrors 3-5 are symmetrical with respect to the meridional plane (which runs perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 3).
Für die nachfolgende Beschreibung wird angenommen, daß das Spiegelobjektiv 1 als Teleskopobjektiv eingesetzt und so orientiert ist, daß die Meridionalebene mit einer im Raum senkrecht verlaufenden Ebene zusammenfällt.For the following description, it is assumed that the mirror objective 1 is used as a telescope objective and oriented in such a way that the meridional plane coincides with a plane extending vertically in space.
Durch die zyklische Anordnung der Spiegel 3 - 5 und der Wahl der meridionalen Krümmung der Spiegel 3 - 5 derart, daß in der Meridionalebene keine Zwischenabbildung stattfindet, würde ein aufrechtes, aber seitenvertauschtes Bild im Bildfeld 2 erzeugt werden. Da keineDue to the cyclical arrangement of the mirrors 3 - 5 and the choice of the meridional curvature of the mirrors 3 - 5 such that no intermediate imaging takes place in the meridional plane, an upright, but page-reversed image would be generated in the image field 2. There no
Zwischenabbildung in der Meridionalebene stattfindet, gibt es keinen Bereich innerhalb desIntermediate picture takes place in the meridional plane, there is no area within the
Spiegelobjektivs 1 , in dem sich die meridionalen Bildstrahlen der einzelnen Objektpünkte (die vom einen Punkt des abzubildenden Objektes ausgehenden Strahlen, die in der Meridionalebene oder einer dazu parallelen Ebene verlaufen) kreuzen. Die Spiegel 3 - 5 sind nun aber im Sagittalschnitt derart gekrümmt, daß im Sagittalschnitt eine Zwischenabbildung erfolgt, die zu einer einseitigen Bildumkehr in dieser Ebene und somit zu einer Inversion der Links-Rechts-Ausrichtung des Bildes führt, so daß insgesamt ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild im Bildfeld 2 erzeugt wird.Mirror lens 1, in which the meridional image beams of the individual object points (which emanate from the one point of the object to be imaged rays running in the meridional plane or a plane parallel thereto) intersect. However, the mirrors 3 - 5 are curved in such a way in the sagittal section, that in the sagittal section an intermediate image takes place, which leads to a one-sided image reversal in this plane and thus to an inversion of Left-right orientation of the image leads, so that a total of an upright and right-sided image in the image field 2 is generated.
Unter der Zwischenabbildung im Sagittalschnitt wird hier verstanden, daß in einem Bereich innerhalb des Spiegelobjektivs 1 sich die sagittalen Bildstrahlen der einzelnen Objektpunkte kreuzen und somit ein quasi sagittales Zwischenbild vorliegt, das aufgrund der tatsächlich vorliegenden Unscharfe im Sagittalschnitt auch als sagittale Zwischenkaustik bezeichnet werden kann.The intermediate image in the sagittal section is understood here to mean that the sagittal image beams of the individual object points intersect in one area within the mirror objective 1 and thus there is a quasi-sagittal intermediate image which, due to the actual blurring in the sagittal section, can also be referred to as sagittal intermediate caustics.
Somit sind die drei Spiegel 3 - 5 anamorphotisch derart ausgebildet, daß aufgrund der unterschiedlichen Spiegelbrechkräfte in der Meridionalebene (y-z-Ebene) und im Sagittalschnitt (x-z-Schnitt) lediglich im Sagittalschnitt eine Zwischenkaustik vorliegt, nicht jedoch in der Meridionalebene. Dadurch ist es möglich, die Brechkraftsumme der Spiegel in der Meridionalebene, in dem die Bildfehler aufgrund der Dezentrierung der Spiegelflächen tendenziell schwieriger zu korrigieren ist als im Sagittalschnitt, klein zu halten. Die deutlich höhere Brechkraftsumme liegt im Sagittalschnitt vor, um die gewünschte Zwischenkaustik zu erzeugen. Da jedoch im Sagittalschnitt die Spiegelflächen bevorzugt symmetrisch sind und die Strahlen im wesentlichen senkrecht auf die Spiegelflächen treffen (Fig. 3), sind die aufgrund der höheren Brechkraftsumme auftretenden Bildfehler leichter zu korrigieren.Thus, the three mirrors 3 - 5 are anamorphic in such a way that due to the different mirror powers in the meridional plane (y-z plane) and in the sagittal section (x-z-section) there is an intermediate caustic only in the sagittal section, but not in the meridional plane. This makes it possible to keep the refractive power sum of the mirrors in the meridional plane, in which the image errors due to the decentration of the mirror surfaces tend to be more difficult to correct than in the sagittal section, to be small. The significantly higher power of refraction is present in the sagittal section in order to produce the desired intermediate causticity. However, since in the sagittal section the mirror surfaces are preferably symmetrical and the rays strike the mirror surfaces substantially perpendicularly (FIG. 3), the image errors occurring due to the higher power of refraction are easier to correct.
Somit kann mit dem abschattungsfreien Spiegelobjektiv 1 ein geebnetes, aufrechtes und seitenrichtiges Bild im Bildfeld 2 erzeugt werden, wobei das Spiegelobjektiv 1 äußerst kompakt ausgebildet werden kann, da lediglich drei Spiegel notwendig sind. Ferner liegt, wie in Fig. 2 ersichtlich ist, das Bildfeld 2 in einer zur Blickrichtung des Spiegelobjektivs 1 (in Fig. 2 nach links) abgewinkelten Position (ca. um 45°), was insbesondere beim Einsatz des Spiegelobjektivs in Teleskopen von Vorteil ist.Thus, with the shadow-free mirror objective 1, a flattened, upright and side-correct image can be generated in the image field 2, wherein the mirror objective 1 can be made extremely compact, since only three mirrors are necessary. Furthermore, as can be seen in FIG. 2, the image field 2 lies in an angled position (approximately 45 °) to the viewing direction of the mirror objective 1 (in FIG. 2 to the left), which is advantageous in particular when using the mirror objective in telescopes ,
Das in Fig. 1 - 4 gezeigte Objektiv hat eine Brennweite von 800 mm bei einem Durchmesser der Eintrittspupille, die durch den ersten Spiegel 3 gebildet ist, von 100 mm. Das Bildfeld ist hier quadratisch mit 10,8 x 10,8 mm Kantenlänge, so daß sich das Spiegelobjektiv 1 ausgezeichnet für ein terrestrisches Teleskop eignet.The objective shown in FIGS. 1-4 has a focal length of 800 mm with a diameter of the entrance pupil formed by the first mirror 3 of 100 mm. The image field here is square with 10.8 x 10.8 mm edge length, so that the mirror lens 1 is perfectly suitable for a terrestrial telescope.
Alle Spiegel 3 - 5 sind in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 - 4 als nicht rotationssymmetrisch konkav gekrümmte Flächen mit genau einer Spiegelsymmetrieebene ausgebildet, die mit der Meridionalebene (y-z-Ebene) zusammenfällt. Die Flächen der Spiegel 3 - 5 können durch eine Polynomentwicklung gemäß der nachfolgenden Formel beschrieben werden:
Figure imgf000011_0001
All the mirrors 3-5 are in the embodiment of FIGS. 1-4 formed as non-rotationally symmetric concave curved surfaces with exactly one mirror symmetry plane, which coincides with the meridional plane (yz plane). The surfaces of the mirrors 3 - 5 can be described by a polynomial winding according to the following formula:
Figure imgf000011_0001
Hierbei bezeichnen x, y und z die Koordinaten der auf der Spiegelfläche liegende Punkte im lokalen flächenbezogenen Koordinatensystem, dessen Ursprung mit der Mitte des jeweiligen Spiegels 3 - 5 zusammenfällt. Nachdem das Spiegelobjektiv 1 spiegelsymmetrisch zur Meridionalebene ist, können alle Terme mit ungeradem m der obigen Formel identisch 0 gewählt werden. Es hat sich gezeigt, daß eine ausreichend gute Korrektion aller Bildfehler erreicht werden kann, wenn die Polynomentwicklung der Fläche Terme bis zur maximalen Ordnung n + m ≤ 8 enthält.Here x, y and z denote the coordinates of the points lying on the mirror surface in the local area-related coordinate system whose origin coincides with the center of the respective mirror 3 - 5. After the mirror objective 1 is mirror-symmetrical to the meridional plane, all terms with odd m of the above formula can be chosen to be identical 0. It has been shown that a sufficiently good correction of all aberrations can be achieved if the polynomial winding of the surface contains terms up to the maximum order n + m ≦ 8.
Für die drei Spiegel 3 - 5 sind die Werte für k und Cm n in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben, wobei zur Vereinfachung der Darstellung der Index Cm n in der Tabelle als C(m,n) bezeichnet ist. Die Werte für R sind in der Tabelle 2 angegeben.For the three mirrors 3 - 5, the values for k and C mn are given in the following Table 1, wherein for ease of illustration, the index C mn in the table is designated C (m, n). The values for R are given in Table 2.
Tabelle 1Table 1
Figure imgf000011_0002
C (0,7) 1.1715E-17 2.6107E-16 8.1533E-14
Figure imgf000011_0002
C (0.7) 1.1715E-17 2.6107E-16 8.1533E-14
C (8,0) -6.1838E-19 -3.0945E-15 3,9421 E-14C (8.0) -6.1838E-19 -3.0945E-15 3.9421 E-14
C (6,2) 5.2268E-18 -1.8105E-14 6.1825E-14C (6.2) 5.2268E-18 -1.8105E-14 6.1825E-14
C (4,4) 9,2591 E-19 -2.6480E-15 -2,1411 E-14C (4.4) 9.2591 E-19 -2.6480E-15 -2.1411 E-14
C (2,6) -2.1476E-18 -1.2460E-15 -6.6497E-14C (2.6) -2.1476E-18 -1.2460E-15 -6.6497E-14
C (0,8) 3,7541 E-19 6.2120E-17 8.3939E-17
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C (0.8) 3.7541 E-19 6.2120E-17 8.3939E-17
Figure imgf000012_0001
Tabelle 2Table 2
Figure imgf000012_0002
Um die Dezentrierung und zyklische Anordnung der Spiegel 3 - 5 in der Meridionalebene zu beschreiben, sind in der Tabelle 2 ferner Parameter für die notwendige Verschiebung und Drehung des lokalen Koordinatensystems in Bezug auf ein globales Koordinatensystem (nicht gezeigt) angegeben. Um zum lokalen Koordinatensystem zu gelangen, muß der Ursprungspunkt des globalen Koordinatensystems für das jeweilige lokale Koordinatensystem entlang der drei Achsen x, y, z des globalen Koordinatensystems um die Strecken XDE, YDE und ZDE (Tabelle 2) verschoben und somit dezentriert und anschließend um den in der Tabelle 2 angegebenen Drehwinkel ADE um die x-Achse des lokalen Koordinatensystems gedreht werden. Die x-Achse ist so gewählt, daß sie die Richtung senkrecht zur Symmetrieebene (Meridionalebene) des Spiegelobjektivs 1 bildet, welche von den y-z- Koordinaten aufgespannt wird.
Figure imgf000012_0002
In order to describe the decentration and cyclic arrangement of the mirrors 3 - 5 in the meridional plane, in Table 2 further parameters for the necessary displacement and rotation of the local coordinate system with respect to a global coordinate system (not shown) are given. In order to get to the local coordinate system, the origin point of the global coordinate system for the respective local coordinate system along the three axes x, y, z of the global coordinate system has to be shifted by the distances XDE, YDE and ZDE (Table 2) and decentered, followed by the in the table 2 specified angle of rotation ADE are rotated about the x-axis of the local coordinate system. The x-axis is chosen so that it forms the direction perpendicular to the plane of symmetry (meridional plane) of the mirror objective 1, which is spanned by the yz coordinates.
Wie bereits angegeben, ist das Bildfeld 2 bei dem hier beschriebenen Beispiel quadratisch mit einer Kantenlänge von 21 ,6 mm. Der größte in das Bildfeld einschreibbare Bildfelddurchmesser wird bei Fernrohren gewöhnlich auch als Sehfeldzahl bezeichnet. Die Sehfeldzahl des Spiegelobjektivs von Fig. 1 - 4 beträgt 21 ,6 mm und liegt somit im Bereich der Sehfeldzahlen von Spektiven und Femgläsern der gehobenen Qualitätsklasse.As already stated, the image field 2 in the example described here is square with an edge length of 21.6 mm. The largest image field diameter inscribable in the image field is usually also referred to as a field of view in the case of telescopes. The number of visual fields of the mirror objective of FIGS. 1 to 4 is 21, 6 mm and is therefore in the range of the field of view of spotting scopes and binoculars of the higher quality class.
In den Figuren 8 bis 12 sind Darstellungen der Bildfehlerkurven für die obige Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 gezeigt, wobei in jeder Figur zwei Spalten von Bildfehlerkurven gezeigt sind. Die linke Spalte bezieht sich auf die Meridionalebene und die rechte Spalte auf den Saggitalschnitt. Die Bildfehler sind in Millimeter dargestellt für eine Wellenlänge der ins Bildfeld abgebildeten Strahlung von 500 nm. Zwischen den entsprechenden Bildfehlerkurven für die Meridionalebene und den Saggitalschnitt sind jeweils die relativen x- und y-Koordinaten im Bildfeld oberhalb des Ausdrucks „relatives Feld" sowie die Hauptstrahlwinkel im Objektraum (bezogen auf das globale Koordinatensystem) unterhalb des Ausdrucks „relatives Feld" in bekannter Weise angegeben.Illustrations of the image error curves for the above embodiment of Figs. 1 to 4 are shown in Figs. 8 to 12, and in each figure, two columns of image defect curves are shown. The left column refers to the meridional plane and the right column refers to the sagittal section. The aberrations are shown in millimeters for a wavelength of the field of view Between the corresponding image error curves for the meridional plane and the sagittal section are the relative x and y coordinates in the image field above the term "relative field" and the main ray angles in the object space (with respect to the global coordinate system) below the expression Indicated "relative field" in a known manner.
In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spiegelobjektivs sind die Spiegel als Rückflächenspiegel auf einem monolithischen Freiformprisma 10 ausgebildet, wobei in den Darstellungen von Fig. 5 - 7, die entsprechende Darstellungen zu Fig. 1 - 3 sind, von dem Freiformprisma 10 lediglich die Spiegelflächen 11 , 12 und 13 sowie die Eintrittsfläche 14 und Austrittsfläche 15 eingezeichnet sind.In a second embodiment of the mirror objective according to the invention, the mirrors are designed as rear surface mirrors on a monolithic free-form prism 10, wherein in the representations of FIGS. 5 to 7, which are corresponding illustrations to FIGS. 1 to 3, only the mirror surfaces 11 of the free-form prism 10, 12 and 13 and the entrance surface 14 and exit surface 15 are shown.
Der grundsätzliche Aufbau bezüglich der Spiegelflächen 11 - 13 ist gleich wie bei der ersten Ausführungsform, so daß in der Meridionalebene (Fig. 6) die Spiegel 11 - 13 zyklisch angeordnet sind und keine Zwischenabbildung durchgeführt wird. Im Sagittalschnitt (Fig. 7) ist die Krümmung der Spiegelflächen 11 - 13 unterschiedlich zur Krümmung in der Meridionalebene derart gewählt, daß eine sagittale Zwischenkaustik auftritt, um insgesamt zu einem aufrechten und seitenrichtigen Bild im Bildfeld 2 zu gelangen.The basic structure with respect to the mirror surfaces 11-13 is the same as in the first embodiment, so that in the meridional plane (FIG. 6) the mirrors 11-13 are arranged cyclically and no intermediate imaging is performed. In the sagittal section (FIG. 7), the curvature of the mirror surfaces 11 - 13 is selected differently to the curvature in the meridional plane such that a sagittal intermediate caustic occurs to arrive overall at an upright and laterally correct image in the image field 2.
Das Freiformprisma ist aus dem Kunststoff Z-E48R der Firm Zeonex gebildet (Brechzahl 1 ,536655, Abbesche Zahl 56,043). Die Brennweite des Spiegelobjektivs 1 von Fig. 5 - 7 beträgt 375 mm, wobei das Bildfeld quadratisch mit einer Kantenlänge von ca. 9,4 mm ist. Der Durchmesser der Eintrittspupille beträgt 30 mm.The free-form prism is made of the plastic Z-E48R of the company Zeonex (refractive index 1, 536655, Abbe number 56.043). The focal length of the mirror objective 1 of FIGS. 5-7 is 375 mm, the image field being square with an edge length of approximately 9.4 mm. The diameter of the entrance pupil is 30 mm.
Sowohl die Spiegelflächen 11 - 13 als auch die Eintritts- und Austrittsfläche 14, 15 sind jeweils als nicht rotationssymmetrisch gekrümmte Flächen mit genau einer Spiegelsymmetrieebene ausgebildet, die mit der Meridionalebene zusammenfällt. Chromatische Bildfehler treten praktisch kaum auf, da diese durch die entsprechende Auslegung der Eintritts- und Austrittsfläche 14, 15 kompensiert werden.Both the mirror surfaces 11-13 and the entrance and exit surfaces 14, 15 are each formed as non-rotationally symmetrical curved surfaces with exactly one mirror symmetry plane, which coincides with the meridional plane. Chromatic aberrations hardly occur, since they are compensated by the corresponding design of the entrance and exit surfaces 14, 15.
Die Flächen lassen sich durch eine Polynomentwicklung der folgenden Form beschreiben:The areas can be described by a polynomial winding of the following form:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
Die entsprechenden Parameter sind in den nachfolgenden Tabellen 3 und 4 im wesentlichen in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angegeben. In Tabelle 3 ist zusätzlich der Wert für den weiteren Parameter Nradius angegeben. Ferner kann der Tabelle 4 in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Dezentrierung der einzelnen Flächen entnommen werden. Tabelle 3The corresponding parameters are given in the following Tables 3 and 4 in substantially the same manner as in the first embodiment. Table 3 additionally shows the value for the further parameter Nradius. Furthermore, Table 4 in the same As in the first embodiment, the decentration of the individual surfaces are removed. Table 3
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
Tabelle 4Table 4
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
In den Figuren 13 bis 17 sind im wesentlichen in gleicher Weise wie in den Figuren 8 bis 12 die Bildfehlerkurven für die zweite Ausführungsform (Figuren 4 bis 7) dargestellt, wobei bei den Darstellungen von Figuren 13 bis 17 jeweils die Bildfehler für die drei Wellenlängen 400 nm, 500 nm und 650 nm (mit den Bezugszeichen 20, 21 und 22 bezeichnet) dargestellt sind. Man sieht, daß die Farbfehler äußerst gering sind (in Fig. 13 - 17 ist der Maßstab um den Faktor 5 größer als in den Figuren 8 - 12) .In FIGS. 13 to 17, the image defect curves for the second embodiment (FIGS. 4 to 7) are shown in substantially the same way as in FIGS. 8 to 12, the image errors for the three wavelengths 400 being shown in the representations of FIGS nm, 500 nm and 650 nm (denoted by reference numerals 20, 21 and 22). It can be seen that the color errors are extremely small (in FIG. 13-17, the scale is larger by a factor of 5 than in FIGS. 8-12).
Ferner ist aus den Bildfehlerdarstellungen (Figuren 8 - 17) der bei beiden Ausführungsformen erkennbar, daß die Bildfehler (für eine Schiefspiegeloptik atypischer Weise) im Saggitalschnitt größer sind als in der Meridionalebene, was an der größeren Brechkraftsumme im Saggitalschnitt liegt. Läge in der Meridionalebene die gleiche Brechkraftsumme vor wie im Saggitalschnitt, währen die Bildfehler in der Meridionalebene dramatisch größer (sie würden bei gleichem Maßstab nicht dargestellt werden können). Furthermore, it can be seen from the aberration representations (FIGS. 8-17) in both embodiments that the aberrations (atypical for a slanted mirror optic) in the sagittal section are greater than in the meridional plane, which is due to the greater power of refraction in the sagittal section. If the meridional plane had the same amount of refractive power as in the sagittal section, the aberrations in the meridional plane would be dramatically larger (they would not be able to be displayed at the same scale).

Claims

Patentansprüche claims
1 Spiegeloptik zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld (2), mit einer ungeraden Anzahl, die großer oder gleich drei ist, von Spiegeln (3, 4, 5, 11, 12, 13), die in einer Meπdionalebene, die durch die Mittelpunkte des Bildfeldes (2) und der Eintrittspupille (6) der Spiegeloptik (1 ) geht, zyklisch angeordnet sind und deren Brechkrafte derart gewählt sind, daß das abzubildende Objekt in der Meπdionalebene ohne Zwischenabbildung in das Bildfeld (2) und im senkrecht zur Mendionalebene verlaufenden Sagittalschnitt mit einer Zwischenabbildung in das Bildfeld (2) abgebildet wird, um die seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objekts zu bewirken1 mirror optics for right-side and upright imaging of an object in a picture field (2), with an odd number that is greater than or equal to three, of mirrors (3, 4, 5, 11, 12, 13), in a Meπdionalebene, the through the centers of the image field (2) and the entrance pupil (6) of the mirror optics (1) is cyclically arranged and their powers are chosen such that the object to be imaged in the Meπdionalebene without intermediate image in the image field (2) and perpendicular to Mendionalebene extending sagittal section with an intermediate image in the image field (2) is displayed in order to effect the correct and upright image of the object
2 Spiegeloptik nach Anspruch 1 , bei dem zumindest einer der Spiegel (3, 4, 5, 11 , 12, 13), der vor der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet ist, und zumindest einer der Spiegel, der hinter der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet ist, jeweils unterschiedliche Brechkrafte im Sagittalschnitt und in der Mendionalebene aufweisen2 mirror optics according to claim 1, wherein at least one of the mirrors (3, 4, 5, 11, 12, 13), which is arranged in front of the sagittal intermediate image, and at least one of the mirrors, which is arranged behind the sagittal intermediate image, respectively different Have refracting forces in the sagittal section and in the Mendionalebene
3 Spiegeloptik nach einem der obigen Ansprüche, bei dem alle Spiegel (3, 4, 5, 1 1 , 12, 13) unterschiedliche Brechkrafte im Sagittalschnitt und in der Mendionalebene aufweisen3 mirror optics according to one of the above claims, wherein all the mirrors (3, 4, 5, 1 1, 12, 13) have different refractive powers in the sagittal section and in the Mendionalebene
4 Spiegeloptik nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Spiegel (3, 4, 5, 11 , 12, 13) so ausgebildet sind, daß ihre Brechkraftsumme im Sagittalschnitt großer ist als in der Mendionalebene4 mirror optics according to any one of the above claims, wherein the mirrors (3, 4, 5, 11, 12, 13) are formed so that their power of refraction in the sagittal section is greater than in the Mendionalebene
5 Spiegeloptik nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zumindest ein Spiegel eine torische Flachenform aufweist 5 mirror optics according to one of the above claims, wherein at least one mirror has a toric surface shape
6 Spiegeloptik nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zumindest ein Spiegel eine nicht rotationssymmetrisch gekrümmte Flache mit genau einer Spiegelsymmetπeebene aufweist, die mit der Mendionalebene zusammenfallt6 mirror optics according to one of the above claims, wherein at least one mirror has a non-rotationally symmetrical curved surface with exactly one mirror symmetry plane which coincides with the Mendionalebene
7 Spiegeloptik nach einem der obigen Ansprüche, bei dem alle Spiegel (11 , 12, 13) als Ruckflachenspiegel auf einem einzigen transparenten Grundkorper (10) ausgebildet sind7 mirror optics according to one of the above claims, wherein all the mirrors (11, 12, 13) are formed as a back surface mirror on a single transparent base body (10)
8 Spiegeloptik nach Anspruch 7, bei dem der Grundkorper (10) eine Eintrittsflache (14) und eine Austrittsflache (15) aufweist, deren Krümmungen zur Korrektur chromatischer Aberrationen ausgelegt sind8 mirror optics according to claim 7, wherein the base body (10) has an inlet surface (14) and an outlet surface (15) whose curvatures are designed to correct chromatic aberrations
9 Abbildungsverfahren zum seitenrichtigen und aufrechten Abbilden eines Objektes in ein Bildfeld, bei dem eine ungerade Anzahl, die großer oder gleich drei ist, von Spiegeln in einer Mendionalebene zyklisch angeordnet werden und mittels der Spiegel das abzubildende Objekt in der Mendionalebene ohne Zwischenabbildung in das Bildfeld und im senkrecht zur Mendionalebene verlaufenden Sagittalschnitt mit einer Zwischenabbildung in das Bildfeld abgebildet wird, um die seitenrichtige und aufrechte Abbildung des Objektes zu bewirken9 imaging method for the correct and upright imaging of an object in an image field in which an odd number that is greater than or equal to three, are arranged by mirrors in a Mendionalebene cyclic and by means of the mirror the object to be imaged in the Mendionalebene without intermediate image in the image field and In the perpendicular to the Mendionalebene extending sagittal section is imaged with an intermediate image in the image field to effect the correct and upright image of the object
10 Verfahren nach Anspruch 9, bei dem zumindest einer der Spiegel, der vor der sagittalen Zwischenabbildung angeordnet wird, und zumindest einer der Spiegel, der hinter der sagittalenThe method of claim 9, wherein at least one of the mirrors disposed in front of the sagittal intermediate image and at least one of the mirrors behind the sagittal
Zwischenabbildung angeordnet wird, mit jeweils unterschiedlichen Brechkraften im Sagittalschnitt und der Mendionalebene vorgesehen wirdIntermediate image is arranged, each with different refractive powers in the sagittal section and the Mendionalebene is provided
1 1 Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem alle Spiegel mit unterschiedlichen Brechkraften im Sagittalschnitt und der Mendionalebene vorgesehen werden1 1 The method of claim 9 or 10, wherein all mirrors are provided with different refractive powers in the sagittal section and the Mendionalebene
12 Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , bei dem die Spiegel so ausgebildet werden, daß ihre Brechkraftsumme im Sagittalschnitt großer ist als in der Mendionalebene12 The method according to any one of claims 9 to 11, wherein the mirrors are formed so that their power in the sagittal section is greater than in the Mendionalebene
13 Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem zumindest einer der Spiegel mit einer torischen Flachenform vorgesehen wird13. Method according to one of claims 9 to 12, wherein at least one of the mirrors is provided with a toric flat shape
14 Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem zumindest einer der Spiegel mit einer nicht rotationssymmetrisch gekrümmten Flache mit genau einer Spiegelsymmetπeebene vorgesehen wird, die mit der Mendionalebene zusammenfallt14. Method according to one of claims 9 to 13, in which at least one of the mirrors is provided with a surface which is not rotationally symmetrically curved and has exactly one mirror symmetry plane which coincides with the plane of the meridional plane
15 Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem alle Spiegel als Ruckflachenspiegel auf einem einzigen transparenten Grundkorper ausgebildet werden 15 The method according to any one of claims 9 to 14, wherein all mirrors are formed as a back surface mirrors on a single transparent Grundkorper
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Grundkörper eine Eintritts- und eine Austrittsfläche aufweist, deren Krümmungen zur Korrektur chromatischer Aberrationen ausgelegt werden. 16. The method of claim 15, wherein the base body has an entrance and an exit surface whose curvatures are designed to correct chromatic aberrations.
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