-
Farbselektives, auf Astigmatismus korrigiertes optisches System Es
ist ein farbselektives optisches System bekannt, das ein auf Astigmatismus korrigiertes
System von gegenseitig einen Winkel einschließenden flachen Zweifarbenspiegeln besitzt.
Der Astigmatismus, der auf den Umstand zurückzuführen ist, daß die Lagewinkel der
beiden Zweifarbenspiegel gegenseitig um einen Winkel von 180° gedreht sind, wird
bei diesem bekannten System durch zwei weitere planparallele durchsichtige Platten
korrigiert, deren Lagewinkel gleichfalls gegenseitig um einen Winkel von 180° gedreht
sind. Dabei schließt die Ebene, die die beiden Lagewinkel der zuletzt genannten
planparallelen Platten enthält, einen Winkel von 90° mit der Ebene ein, welche die
Lagewinkel der beiden Zweifarbenspiegel enthält. Eine solche Bauart macht eine verhältnismäßig
große Baulänge des optischen Systems notwendig. Ferner tritt insbesondere bei transportablen
Geräten noch der Nachteil einer Gewichtszunahme auf.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man durch eine geeignete Anordnung
und Bemessung der Zweifarbenspiegel zu einer Bauart gelangen kann, bei der die von
einem der Zweifarbenspiegel in das System eingeführten astigmatischen Fehler auf
der Achse von dem anderen Zweifarbenelement wieder korrigiert werden können.
-
Das farbselektive optische System der oben angegebenen Art weist nach
der Erfindung das Kennzeichen auf, daß, von der Seite des ungeteilten Lichtes aus
gesehen, die erste farbselektive Schicht auf der Vorderseite einer durchsichtigen
flachen planparallelen Platte angebracht ist, die eine Stärke dl und einen Brechungsindex
n, hat und einen Winkel a,_ mit der optischen Achse einschließt, während die zweite
farbselektive Schicht sich auf der Rückseite einer zweiten planparallelen Platte
aus durchsichtigem Material befindet, die eine Stärke d2 und einen Brechungsindex
n2 hat und einen Winkel a2 mit der optischen Achse einschließt. Auf die zweite Platte
folgt eine dritte planparallele Platte aus durchsichtigem Material mit einer Stärke
d3 und einem Brechungsindex n3, die einen Winkel a3 mit der Achse des optischen
Systems einschließt. Gegenüber dem Lagewinkel der ersten Platte sind die Lagewinkel
der zweiten und dritten Platte beide um einen Winkel von annähernd 90° gedreht.
Ferner sind die Stärken, die Brechungsindexe und die von diesen Platten mit der
optischen Achse eingeschlossenen Winkel derart gewählt, daß
Bei einer günstigen Ausführungsform des optischen Systems nach der Erfindung haben
die drei planparallelen Platten gleiche Brechungindexe und gleiche Lagewinkel, während
die einander zugekehrten Oberflächen der zweiten und der dritten planparallelen
Platte nur durch die farbselektive Schicht getrennt sind und die Stärke sowohl der
zweiten als auch der dritten Platte die Hälfte derjenigen der ersten Platte beträgt.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
In Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform des im optischen System nach der
Erfindung benutzten Zweifarbenspiegelteiles in der Draufsicht und in der Seitenansicht
dargestellt; Fig.3 stellt eine weitere Ausführungsform dieses Systems dar. Bei der
Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 gibt es drei planparallele Platten 1, 2 und
3, die aus Glas mit Brechungsindexen n1, ia, und n3 hergestellt sind. Auf der Vorderseite,
d. h. auf der Seite, die dem mit 0 bezeichneten, ungeteilten und aus den Grundfarben
Rot (R), Blau (B) und Grün (G) bestehenden Licht zugekehrt ist, ist die Platte 1
mit einer für die rote Grundfarbe R selektiv reflektierenden Schicht 1' versehen.
Infolge des Vorhandenseins dieser Schicht 1' wird nun aus dem ungeteilten Licht
0 der rote Spektralteil in der Richtung R von der Schicht 1' reflektiert.
-
Eine die Grundfarbe Blau (B) selektiv reflektierende Schicht 2' ist
auf der Rückseite der planparallelen Platte 2 angebracht. Diese Schicht hat zur
Folge, daß von dem aus der Platte 1 hinaustretenden Licht B + G das blaue
Licht
in Richtung des Pfeiles B reflektiert wird, so daß aus der Rückseite des Elementes
2 nur noch das Licht der Grundfarbe Grün, in der Zeichnung mit G bezeichnet, hinaustreten
kann. Dieses grüne Licht tritt dann durch den nicht mit einer farbselektiven Schicht
versehenen Träger 3 hindurch und verläßt ihn auf der Rückseite, wie es in Fig. 2
schematisch dargestellt ist.
-
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, schließt das Element 1 einen
Winkel a, mit der optischen Achse X-X ein. Dieser Winkel wird im nachfolgenden als
Lagewinkel a1 bezeichnet. Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Elemente 2 und 3 einen
Winkel a2 bzw. a3, die gegenseitig verschieden sein können, mit der optischen Achse
X-X einschließen. Diese Winkel werden im nachfolgenden als Lagewinkel a2 und a3
bezeichnet.
-
Nach der Erfindung sind die Lagewinkel a2 und a3 beide in gleichem
Sinne um einen Winkel von etwa 90° um die optische Achse X-X gegenüber dem Lagewinkel
a1 des Elementes 1 gedreht.
-
Nenn nun bei der Wahl der ITaterialstärken dl, d2 und d3 der Platten
1, 2 und 3 sowie der Lagewinkel a1, a2 und a3 und der Brechungsindexe n1, n2 und
n3 dafür gesorgt wird, daß folgende Bedingungen erfüllt sind:
so wird erreicht, daß der Astigmatismus, der vorhanden wäre, wenn man die Elemente
1 und 2 auf übliche Weise mit ihren Lagewinkeln in derselben Ebene anordnen würde,
praktisch beseitigt ist. Es ist einleuchtend, daß je nach den Anforderungen, die
an ein optisches System, in dem dieses Zweifarbenspiegelsystem verwendet wird, gestellt
werden, die obenerwähnte Bedingung mehr oder weniger genau erfüllt werden muß.
-
Eine noch einfachere Lösung wird erreicht, wenn man auf die in Fig.
3 dargestellte Weise verfährt. Dabei sind für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen
wie in den Fig. 1 und 2 benutzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind aber die
Brechungsindexen, n2 und n3 der Platten 1, 2 und 3 gleich, und die Stärken d2 und
d3 der Platten 2 und 3 betragen je die Hälfte der Stärke dl der Platte 1. Ferner
liegt die Rückseite der Platte 2 unter Zwischenfügung einer für die Grundfarbe Blau
selektiv reflektierenden Schicht 2' direkt an der Vorderseite der Platte 3. Die
Lagewinkel a2 und a3 der Elemente2 und 3 sind wiederum. um 90° um die optische Achse
X-X gegenüber dem Lagewinkel a1 gedreht; auch sind, wie es aus dem Vorhergehenden
bereits deutlich wurde, die Lagewinkel a2 und a3 einander gleich. Diese Anordnung
ist in hohem Maße frei von Astigmatismus und hat trotzdem praktisch die gleiche
Baulänge und das gleiche Gewicht wie die bisher üblichen, nicht auf Astigmatismus
korrigierten flachen Zweifarbenspiegelpaare.
-
Im vorhergehenden wurde gesagt, daß nach der Erfindung die Bedingung
erfüllt werden muß, daß die Lagewinkel a2 und a3 beide über einen Winkel von annähernd
90° gegenüber dem Lagewinkel a, um die optische Achse gedreht sein müssen. Wegen
der Gedrängtheit der Vorrichtung wird man, wie es auch dargestellt ist, diese Drehung
vorzugsweise in gleichem Sinne erfolgen lassen. Man kann aber gewünschtenfalls die
Lagewinkel a2 und a3 auch in entgegengesetztem Sinne um einen Winkel von annähernd
90° um die optische Achse X-X gegenüber dem Lagewinkel a1 drehen.