DE561572C

DE561572C - Galileo telescope

Info

Publication number: DE561572C
Application number: DEO18491D
Authority: DE
Inventors: Hans Guilino; Dr August Kuhl
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1929-09-18
Filing date: 1929-09-18
Publication date: 1932-10-15

Description

Galilei-Fernrohr Obwohl dem Sprachgebrauch nach beim Galilei-Fernrohr die optischen Elemente in zwei Gruppen zusammengefaßt als Objektiv und Okular bezeichnet werden, ist das Galilei-Glas bekanntlich in konstruktiver Beziehung als untrennbares Ganzes anzusehen. Wenn daher auch im folgenden lediglich der Kürze halber von der Einfügung eines besonderen Korrektionselementes im Objektiv oder Okular gesprochen wird, so ist damit notwendigerweise eine entsprechend veränderte Formgebung aller übrigen optischen Elemente des Galilei-Systeins verbunden zu denken, damit die erstrebte Bildverbesserung möglich wird.Galileo telescope Although according to the usage of the Galileo telescope the optical elements combined in two groups referred to as objective and eyepiece the Galileo glass is known to be inseparable in a constructive relationship To look at the whole. If, therefore, in the following, for the sake of brevity, from the Insertion of a special correction element in the lens or eyepiece is, so there is necessarily a correspondingly changed shape of all other optical elements of the Galileo system to think connected with it, so that the aspired Image enhancement becomes possible.

Die meist gebräuchliche Art des Galilei-Systems besteht aus einer negativen Kronglaslinse als Okular und einem Objektiv, das aus einem negativen Flintelement und einem positiven Kronelement besteht, die beide miteinander verkittet sind. Zur Abkürzung wird diese Art als das einfache Galilei-System bezeichnet. Ihr gegenüber steht das zusammengesetzte Galilei-System, dem zur Bildverbesserung noch weitere Linsen oder Linsengruppen im Objektiv oder Okular eingefügt sind.The most common type of Galileo system consists of one negative crown glass lens as an eyepiece and an objective that consists of a negative flint element and a positive crown element, both of which are cemented together. To the Abbreviation, this species is known as the simple Galileo system. Across from her is the composite Galileo system, which is further enhanced to improve the image Lenses or lens groups are inserted in the objective or eyepiece.

Da die Herstellung des zusammengesetzten Galilei-Systems ziemlich teuer ist, so hat es keinen nennenswerten Markterfolg zu verzeichnen. Das wirtschaftlich erfolgreiche einfache Galilei-System bietet dagegen nur wenige und begrenzte Verbesserungsmöglichkeiten, welche indessen immer einen technischen Vorteil in der Vergrößerung des brauchbaren Gesichtsfeldes und damit in der Regel einen gedrungeneren Bau des Fernrohres ergeben.As the making of the composite Galileo system pretty is expensive, it has not achieved any noteworthy market success. That economically successful simple Galileo system, on the other hand, offers only a few and limited possibilities for improvement, which, however, always have a technical advantage in the enlargement of the useful Field of view and thus usually result in a more compact construction of the telescope.

Da in den gewöhnlichen Bestandteilen des einfachen Galilei-Fernrohres die Glasarten feststehen, so muß für die Achromas.ie in der Achse über das Brechkraftverhältnis des sammelnden und zerstreuenden Objektivteils verfügt werden, so daß zur Einwirkung auf die Fehler der sphärischen Aberration, des Astigmatismus, der chromatischen Vergrößerungsdifferenz und der Verzeichnung nur noch die beiden Durchbiegungen des Objektivs und Okulars zur Verfügung stehen. Mit diesen zwei Veränderlichen können natürlich nur zwei der genannten vier Fehler für eine bestimmte Öffnung bzw. einen bestimmten Gesichtsfeldwinkel korrigiert werden. Oder es kann etwa zwisehen allen vier Fehlern ein nur relatives optimales Korrekturkompromiß erzielt werden. Wenn man am einfachen Galilei-System weitere Korrekturmöglichkeiten schaffen will, bleibt nur die Änderung der Glasarten offen,- und zwar zur Hauptsache nur die Änderung der Brechungsindizes. In diesem Sinne ist eine Verbesserung des einfachen Galilei-Glases bekannt geworden, bei welcher die sonst übliche Differenz der Brechungsindizes zwischen dem sammelnden und zerstreuenden Teil des Objektivs durch Wahl eines geeigneten Schwerkrons für das sammelnde Element fast völlig ausgemerzt ist. Ein anderer Weg zur Verbesserung der Korrektur des Gesamtsystems liegt in einer Erhöhung der Differenz des Brechungsindex des Okulars und des äquivalenten Brechungsindex des Gesamtobjektivs. In dieser Richtung ist eine Verbesserung des Galilei-Systems bekannt geworden, bei der die Differenz der genannten Brechungsindizes durch Wahl eines geeigneten Schwerkrons für das Okular erreicht ist. Man könnte auch ein besonders leichtes Flint in den zerstreuenden Objektivteil oder endlich ein besonders leichtes Kren (z. B. Fluor- oder Phosphatkron) in den sammelnden Objektivteil einfügen. Dieser Weg zur Erhöhung der Differenz der Brechungsindizes ist durch die verfügbaren Glasarten in seinem Erfolg begrenzt.As in the usual components of the simple Galileo telescope the types of glass are fixed, then for the achromatism in the axis via the refractive power ratio the collecting and dispersing lens part are available, so that to act on the errors of spherical aberration, astigmatism, chromatic Magnification difference and the distortion only the two deflections of the Objective and eyepiece are available. With these two variables you can of course only two of the four mentioned errors for a certain opening or one can be corrected for a certain angle of the field of view. Or it can be between all of them four errors only a relative optimal correction compromise can be achieved. if one wants to create further correction possibilities in the simple Galileo system, remains just the change of the types of glass open - and mainly only the change in the refractive indices. With that in mind, it is an improvement on the simple Galileo glass became known, in which the otherwise usual difference in the refractive indices between the collecting and dispersing part of the lens by choosing a suitable one Schwerkrons for the collecting element is almost completely eradicated. Another way to improve the correction of the overall system lies in increasing the difference the refractive index of the eyepiece and the equivalent refractive index of the entire lens. In this direction, an improvement in the Galileo system has become known the difference between the mentioned refractive indices by choosing a suitable heavy crown for the eyepiece is reached. You could also put a particularly light flint in the the diffusing part of the lens or, finally, a particularly light horseradish (e.g. fluorine or phosphate crown) into the collecting lens part. This way to increase the difference in the indices of refraction is due to the types of glass available in his Limited success.

Die gegenwärtige Erfindung zur Erweiterung des Korrekturbereiches des einfachen Galilei-Systems erreicht die vorteilhafte Erhöhung der Differenz der Brechungsindizes zwischen dem Okular und dem Objektiv dadurch, daß sie, sei es unter Beibehaltung der gewöhnlichen Glassorten des einfachen Galilei-Systems oder sei es unter gleichzeitiger Benutzung des vorhin angegebenen Weges, den äquivalenten Brechungsindex des Objektivs erniedrigt durch Einfügung eines Luftzwischenraums geeigneter Dicke zwischen dem sammelnden und zerstreuenden Teil des Objektivs. Die dadurch mitbedingte unerwünschte Änderung der übrigen Korrektionsdaten, z. B. die Änderung der äquivalenten mittleren Dispersion des Objektivs, wird durch geeignete Formgebung aller verfügbaren Radien des Gesamtsystems wieder kompensiert. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise, außer der chromatischen Abweichung in der Achse die vier übrigen Fehler für einen größeren Gesichtsfeldwinkel zu korrigieren als gewöhnlich und daneben den Astigmatismus unempfindlich gegen kleinere Änderungen des Blendenabstandes zu halten.The current invention for expanding the range of correction of the simple Galileo system achieves the advantageous increase in the difference of Refractive indices between the eyepiece and the lens in that they, be it under Retention of the common types of glass of the simple Galileo system or be it with simultaneous use of the previously indicated path, the equivalent The refractive index of the lens is reduced by the introduction of an air gap suitable thickness between the converging and diffusing part of the lens. the as a result, unwanted changes to the remaining correction data, e.g. B. the Modification of the equivalent mean dispersion of the objective is made by appropriate Shaping of all available radii of the overall system compensated again. The invention In this way, apart from the chromatic aberration in the axis, the correct four remaining errors for a larger than usual field of view angle and besides that, the astigmatism is insensitive to smaller changes in the diaphragm spacing to keep.

Durch die Trennung der sonst verkitteten Glieder des Objektivs in Verbindung mit geeigneter Formgebung aller Radien wird auch erreicht, daß die in Betracht kommenden Fehlerkurven statt sonst nur eines Schnittpunktes mit der Nullachse deren zwei erhalten, mit anderen Worten, daß eine Korrektur höherer Ordnung der in Betracht kommenden Fehler, insbesondere des Astigmatismus und der chromatischen Vergrößerungsdifferenz, erzielt wird, die sonst nur mit erheblich komplizierteren Mitteln erreichbar ist.By separating the otherwise cemented parts of the lens into Connection with suitable shaping of all radii is also achieved that the in Considerable error curves instead of just one point of intersection with the zero axis two of which are obtained, in other words a higher order correction of the possible errors, especially astigmatism and chromatic errors Magnification difference, is achieved, which otherwise only with considerably more complicated Funds is achievable.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes unter Beibehaltung der üblichen Glassorten des einfachen Galilei-Systems ist in Abb. i im Querschnitt dargestellt. Die Daten der Optik sind: r, + 66,o mm dl i2,o mm ni 1,516 vi 64 r, - 66,o - d2 0,55 - Luft r3 -. 64,7 - d, 2,5 - n3 i,62o v3 36 r4 -498,2 - d4 93,9 - Luft r5 - 3i,15 - d5 i,o - n,, i,516 v5 64 ra +. 3415- Bei dem Blendenabstand von 17,5 mm vom letzten Glasscheitel sind bei dieser Ausführungsform neben der, chromatischen Abweichung in der Achse die chromatische Vergrößerungsdifferenz, der Astigmatismus und die Verzeichnung innerhalb eines bildseitigen Hauptstrahlenwinkels von 8° mit der Achse, die sphärische Aberration innerhalb der halben Öffnung von 18 mm korrigiert.An embodiment of the subject matter of the invention while retaining the usual types of glass of the simple Galilei system is shown in cross section in Fig. I. The optics data are: r, + 66, o mm dl i2, o mm ni 1.516 vi 64 r, - 66, o - d2 0.55 - air r3 -. 64.7 - d, 2,5 - n3 i, 62o v3 36 r4 -498.2 - d4 93.9 - air r5 - 3i, 15 - d5 i, o - n ,, i, 516 v5 64 ra +. 3415- With the diaphragm distance of 17.5 mm from the last glass vertex, in this embodiment, in addition to the chromatic deviation in the axis, the chromatic magnification difference, the astigmatism and the distortion within an image-side main ray angle of 8 ° with the axis, the spherical aberration within the half opening corrected by 18 mm.

Zur Veranschaulichung des durch die Erfindung erzielten Fortschritts sind in Abb. 2 die für das Gesichtsfeld des Ausführungsbeispiels gerechneten Fehlerkurven vorgelegt, sowohl für ded Fall der Trennung der Objektivglieder, als für den Fall der Verkittung. Die untere Reihe der Kurven, welche nacheinander die Verzeichnung, den Astigmatismus und die chromatische Vergrößerungsdifferenz darstellen, gilt für ein verkittetes Objektiv, die obere Reihe der Kurven in entsprechender Reihenfolge gilt für das gleiche System mit unverkittetem Objektiv. Beide Beispiele sind mit den gleichen Gläsern für bestmögliche Korrektur durchgerechnet. Die Korrekturkurven für das Galilei-System mit nicht verkittetem Objektiv zeigen, daß der Astigmatismus stets unter o,9 Dioptrien bleibt und daß die chromatische Vergrößerungsdifferenz nur unmerklich eine Bogenminute überschreitet, während die Verzeichnung nirgends f1/4 °1o übertrifft. Die Kurven des Astigmatismus und der chromatischen Vergrößerungsdifferenz haben zum größten Teil zwei Schnittpunkte mit der Nullachse, und der Verlauf der asti@natischen Fehler weist auf eine gute Bildebnung hin.To illustrate the progress made by the invention are in Fig. 2 the calculated error curves for the field of view of the embodiment presented both for the case of the separation of the lens elements and for the case the putty. The lower row of curves, which one after another the distortion, represent the astigmatism and the chromatic magnification difference applies to a cemented lens, the top row of curves in the appropriate order applies to the same system with a non-cemented lens. Both examples are with calculated for the same lenses for the best possible correction. The correction curves for the Galileo system with a non-cemented lens show that the astigmatism always remains below 0.9 diopters and that the chromatic magnification difference only imperceptibly exceeds a minute of arc, while the distortion nowhere exceeds f1 / 4 ° 1o. The curves of astigmatism and chromatic magnification difference have for the most part two points of intersection with the zero axis, and the course of the asti @ natic error indicates good image flattening.

Diese Verbesserungen treten teilweise, d. h. in bezug auf einen der Fehler, schon ein, wenn auch der Luftraum nicht ganz die vorteilhafteste Dicke oder nicht ganz die vorteilhafteste Durchbiegung hat.These improvements occur in part; H. with respect to one of the Mistake, yes, even if the airspace is not quite the most advantageous thickness or does not quite have the most advantageous deflection.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Galileo system, characterized in that the two members of the lens are separated by a meniscus-shaped air lens from 0.1 to 1.5 mm thick in order to improve the correction of Seidel's image errors of the overall system.

2. Galilean system according to claim i, characterized in that the curvature ratio of the front to the rear surface of the air lens is between i and 0.95 .

3. Galileo system according to claim 1 and 2, characterized in that the ocular lens and the collecting part of the objective consist of a glass with a refractive index nD - 447 to 1.55 and a Nü value of 55 to 7o, while the diffusing part of the lens is made of a glass with a refractive index nD = 1.55 to 1.65 and a Nü value of 32 to 43.