JPS6233570B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6233570B2 JPS6233570B2 JP58096878A JP9687883A JPS6233570B2 JP S6233570 B2 JPS6233570 B2 JP S6233570B2 JP 58096878 A JP58096878 A JP 58096878A JP 9687883 A JP9687883 A JP 9687883A JP S6233570 B2 JPS6233570 B2 JP S6233570B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- primary mirror
- mirror
- concave
- radius
- secondary mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- G02B17/0852—Catadioptric systems having a field corrector only
-
- 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
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉
本発明は主として天体観測に使用されるカセグ
レン式反射望遠鏡の反射式対物光学系の改良に関
するものである。
レン式反射望遠鏡の反射式対物光学系の改良に関
するものである。
〈従来技術〉
実効焦点距離に比べて機械的筒長が著しく短い
反射式対物光学系としてはカセグレン式とその変
種が知られ、反射屈折式のものとしてはシユミツ
ト・カセグレン式、マクストフ・カセグレン式、
それらの変種が知られている。
反射式対物光学系としてはカセグレン式とその変
種が知られ、反射屈折式のものとしてはシユミツ
ト・カセグレン式、マクストフ・カセグレン式、
それらの変種が知られている。
カセグレン式は理論的に軸上においては無収差
であるが、軸外のコマ、非点、像面わん曲の各収
差が著しく大きいため、広い実視界での眼視及び
写真観測用としては難がある。そのため、狭い実
視界の用途に限定され、Ｆ値を15又はそれ以上に
するのが実用上の通例である。又、副鏡は凸双曲
面の表面鏡であり、製作上大きな困難を伴う。カ
セグレン式の変種として、主鏡を凹だ円面、副鏡
を凸球面とする設計例は通常、ドール・カーカム
式と呼ばれている。この副鏡の製作は容易である
が、軸外の諸収差は極めて大きいので光学性能上
の改善には寄与しない。
であるが、軸外のコマ、非点、像面わん曲の各収
差が著しく大きいため、広い実視界での眼視及び
写真観測用としては難がある。そのため、狭い実
視界の用途に限定され、Ｆ値を15又はそれ以上に
するのが実用上の通例である。又、副鏡は凸双曲
面の表面鏡であり、製作上大きな困難を伴う。カ
セグレン式の変種として、主鏡を凹だ円面、副鏡
を凸球面とする設計例は通常、ドール・カーカム
式と呼ばれている。この副鏡の製作は容易である
が、軸外の諸収差は極めて大きいので光学性能上
の改善には寄与しない。
シユミツト・カセグレン式及びマクストフ・カ
セグレン式の類は、軸上及び軸外の諸収差、色収
差の補正が不完全で像の鮮鋭度がやや劣るが、全
体として比較的良好な収差バランスが得られる。
しかし、シユミツト・カセグレン式は四次非球面
と平面からなる補正板と凸双曲面副鏡が、又、マ
クストフ・カセグレン式は補正レンズと呼ばれる
メニスカス厚肉レンズがそれぞれ重要な役割を担
つているが、それらの製作には技術的な困難性が
あり、コストが相当高くなるという問題がある。
セグレン式の類は、軸上及び軸外の諸収差、色収
差の補正が不完全で像の鮮鋭度がやや劣るが、全
体として比較的良好な収差バランスが得られる。
しかし、シユミツト・カセグレン式は四次非球面
と平面からなる補正板と凸双曲面副鏡が、又、マ
クストフ・カセグレン式は補正レンズと呼ばれる
メニスカス厚肉レンズがそれぞれ重要な役割を担
つているが、それらの製作には技術的な困難性が
あり、コストが相当高くなるという問題がある。
〈発明の目的〉
本発明の目的は短筒としての特徴を持ちかつ優
れた光学的性能を備えた反射屈折式対物光学系で
あつて技術上の著しい困難性なしに製作し得るも
のを提供することにある。
れた光学的性能を備えた反射屈折式対物光学系で
あつて技術上の著しい困難性なしに製作し得るも
のを提供することにある。
〈目的達成の技術的手段〉
前記目的を達成するため本発明の光学系は、物
界に凹面を向けて配置された表面反射主鏡と、そ
の主鏡に凸面を向けて配置された表面反射副鏡
と、主鏡の近傍において凹面を副鏡に向けて配置
された凹凸各一個のメニスカスレンズからなり、
次の光学的条件を満足する。
界に凹面を向けて配置された表面反射主鏡と、そ
の主鏡に凸面を向けて配置された表面反射副鏡
と、主鏡の近傍において凹面を副鏡に向けて配置
された凹凸各一個のメニスカスレンズからなり、
次の光学的条件を満足する。
0.44f≦｜R1｜≦0.80f
−0.85≦k1≦−0.65
ここで、R1は主鏡の曲率半径、k1は主鏡の円
錐二次曲線係数である。
錐二次曲線係数である。
0.16f≦｜R2｜≦0.25f
0.16f≦｜d1｜≦0.25f
0.10f≦｜R3｜≦0.20f
0.03f≦｜R4｜，｜R5｜≦0.06f
0.05f≦｜R6｜≦0.10f
42≦ν３
ν５≦38
ここで、ｆは全系の実効焦点距離、R2，R3，
R4，R5，R6はそれぞれ副鏡、凸レンズ、凹レン
ズの光線入射順各面に曲率半径、d1は主鏡と副
鏡間の距離、ν３，ν５はそれぞれ凸メニスカス
レンズ、凹メニスカスレンズのアツベ数である。
R4，R5，R6はそれぞれ副鏡、凸レンズ、凹レン
ズの光線入射順各面に曲率半径、d1は主鏡と副
鏡間の距離、ν３，ν５はそれぞれ凸メニスカス
レンズ、凹メニスカスレンズのアツベ数である。
本発明の光学系を第１図に基づいて光線の進む
順序に説明すると、矢印で示すように、物体から
の光束は先ず凹面反射鏡である主鏡Ｌ１の表面で
反射され、主鏡焦点に向つて収束する。主鏡焦点
の手前には凸面を主鏡Ｌ１に向けた副鏡Ｌ２が配
置され、これに入射した光束は副鏡Ｌ２の表面で
反射され副鏡の発散効果によりゆるやかに収束し
ながら主鏡近傍に配置された補正レンズ系に入射
する。この補正レンズ系は凹凸各一個の近接した
メニスカスレンズＬ３，Ｌ４でそれぞれの凹面を
副鏡Ｌ２に向けて配置され弱い収束効果を有す
る。主鏡中央には光束を射出するための孔があけ
られ、補正レンズ系を透過した光束は主鏡と補正
レンズ系の後方に実用上適当な後側焦点距離を与
えられて結像する。
順序に説明すると、矢印で示すように、物体から
の光束は先ず凹面反射鏡である主鏡Ｌ１の表面で
反射され、主鏡焦点に向つて収束する。主鏡焦点
の手前には凸面を主鏡Ｌ１に向けた副鏡Ｌ２が配
置され、これに入射した光束は副鏡Ｌ２の表面で
反射され副鏡の発散効果によりゆるやかに収束し
ながら主鏡近傍に配置された補正レンズ系に入射
する。この補正レンズ系は凹凸各一個の近接した
メニスカスレンズＬ３，Ｌ４でそれぞれの凹面を
副鏡Ｌ２に向けて配置され弱い収束効果を有す
る。主鏡中央には光束を射出するための孔があけ
られ、補正レンズ系を透過した光束は主鏡と補正
レンズ系の後方に実用上適当な後側焦点距離を与
えられて結像する。
本発明の光学系の条件について説明する。
主鏡Ｌ１の条件は次の通りである。
(a) 0.44f≦｜R1｜≦0.80f
(b) −0.85≦k1≦−0.65
(a)は全系の機械的筒長を十分短く保つために必
要な条件であり、(b)は主鏡以外のすべての反射
面、屈折面を球面とする場合に最良の収差補正を
得るために必要な条件である。
要な条件であり、(b)は主鏡以外のすべての反射
面、屈折面を球面とする場合に最良の収差補正を
得るために必要な条件である。
副鏡Ｌ２の条件は次の通りである。
(c) 0.16f≦｜R2｜≦0.25f
(d) 0.16f≦｜d1｜≦0.25f
この両条件は系の焦点距離を延長しながら主鏡
の球面収差、コマ収差、非点収差を補正し、又、
副鏡の直径を適度の大きさにするために必要であ
る。
の球面収差、コマ収差、非点収差を補正し、又、
副鏡の直径を適度の大きさにするために必要であ
る。
補正レンズ系Ｌ３，４の条件は次の通りであ
る。
る。
(e) 0.10f≦｜R3｜≦0.20f
(f) 0.30f≦｜R4｜，｜R5｜≦0.06f
(g) 0.05f≦｜R6｜≦0.10f
(h) 42≦ν３
(i) ν５≦38
これらは主鏡、副鏡の収差の残存分を補正する
と共に、補正レンズ系自身の色収差を補正しかつ
所望の実効焦点距離ｆと後側焦点距離を与えるた
めに必要な条件である。
と共に、補正レンズ系自身の色収差を補正しかつ
所望の実効焦点距離ｆと後側焦点距離を与えるた
めに必要な条件である。
副鏡Ｌ２は主鏡Ｌ１に入射する光束を遮蔽する
が、その際の光量損失と回折による解像力低下を
最小限にとどめるために、Ｌ２の有効径はＬ１の
それの概ね３分の１以下にとどめるのが適当であ
る。このため主鏡〜副鏡間の距離d1は主鏡の焦
点距離（R1／２）の概ね３分の２に定められる
べきであることから、(d)の条件が与えられる。全
系の焦点比すなわち主鏡有効径（直径）に対する
実効焦点距離の比は、先に述べた在来各タイプと
同程度ないしそれより明るい８〜12の数値を予め
想定する。ここで主鏡Ｌ１について、良好な収差
補正が実現可能で且つ全系の機械的筒長を十分に
短く保つためのR1の条件として(a)が与えられ
る。(c)の条件は(a)(b)とあいまつて実効焦点距離ｆ
および適当なバツグ焦点距離を与えるに必要な
R2の範囲を示すものである。主鏡Ｌ１の球面収
差は円錐係数k1を(b)の範囲にとることにより副
鏡Ｌ２のもつ反対方向の収差と概ね打消し合う。
Ｌ１，Ｌ２の球面収差は若干残存され、Ｌ１，Ｌ
２で補正されないコマ収差、非点収差とともに補
正レンズ系Ｌ３，Ｌ４によつて補正されるが、こ
のうち、主に補正に寄与するのはR3，R6の両面
であり、(e)(g)の条件によりR6の強い補正効果R3
を抑制して適度のバランスを保つ。Ｌ３，Ｌ４自
身の色収差はアツベ数について(h)(i)、R4，R5に
ついて(f)の条件によつて十分に補正される。
が、その際の光量損失と回折による解像力低下を
最小限にとどめるために、Ｌ２の有効径はＬ１の
それの概ね３分の１以下にとどめるのが適当であ
る。このため主鏡〜副鏡間の距離d1は主鏡の焦
点距離（R1／２）の概ね３分の２に定められる
べきであることから、(d)の条件が与えられる。全
系の焦点比すなわち主鏡有効径（直径）に対する
実効焦点距離の比は、先に述べた在来各タイプと
同程度ないしそれより明るい８〜12の数値を予め
想定する。ここで主鏡Ｌ１について、良好な収差
補正が実現可能で且つ全系の機械的筒長を十分に
短く保つためのR1の条件として(a)が与えられ
る。(c)の条件は(a)(b)とあいまつて実効焦点距離ｆ
および適当なバツグ焦点距離を与えるに必要な
R2の範囲を示すものである。主鏡Ｌ１の球面収
差は円錐係数k1を(b)の範囲にとることにより副
鏡Ｌ２のもつ反対方向の収差と概ね打消し合う。
Ｌ１，Ｌ２の球面収差は若干残存され、Ｌ１，Ｌ
２で補正されないコマ収差、非点収差とともに補
正レンズ系Ｌ３，Ｌ４によつて補正されるが、こ
のうち、主に補正に寄与するのはR3，R6の両面
であり、(e)(g)の条件によりR6の強い補正効果R3
を抑制して適度のバランスを保つ。Ｌ３，Ｌ４自
身の色収差はアツベ数について(h)(i)、R4，R5に
ついて(f)の条件によつて十分に補正される。
次に、第１図の光学系において、ｆ＝100、Ｆ
＝10とした場合の実施例を示す。
＝10とした場合の実施例を示す。
実施例（k1＝−0.7861）
R1＝−60.00
R2＝−19.72
R3＝−15.24
R4＝−3.99
R5＝−3.48
R6＝−7.54
d1＝−22.00
d2＝21.60：Ｌ２とＬ３の面間距離
d3＝0.40：Ｌ３の肉厚
d4＝0.51：Ｌ３とＬ４の面間距離
d5＝0.27：Ｌ４の肉厚
N3＝1.64328：Ｌ３の屈折率（ｄ線）
N5＝1.63980：Ｌ４の屈折率（ｄ線）
ν３＝47.94：Ｌ３のアツベ数（ｄ線）
ν５＝34.57：Ｌ４のアツベ数（ｄ線）
有効径（半径）L1＝5.00
有効径（半径）L2＝1.67
有効径（半径）L3＝1.00
有効径（半径）L4＝1.00
この実施例の収差補正状態は第２図に示すよう
に優れたものである。図において、ｄ，Ｃ，Ｆ，
ｇの記号はいずれもスペクトル線を表わす。又、
この実施例のコマ収差は第３図に、非点収差は第
４図に、歪曲収差は第５図にそれぞれ示されるよ
うに良好である。図においてＷは入射光線の画角
を表わす。
に優れたものである。図において、ｄ，Ｃ，Ｆ，
ｇの記号はいずれもスペクトル線を表わす。又、
この実施例のコマ収差は第３図に、非点収差は第
４図に、歪曲収差は第５図にそれぞれ示されるよ
うに良好である。図においてＷは入射光線の画角
を表わす。
〈発明の効果〉
上記の通り、本発明の光学系の第一の効果は光
学的性能に関するものであり、軸上軸外の諸収差
及び色収差の全般にわたつて良好な補正が得られ
る。第二の効果は製作に係るものであり、副鏡及
び凹凸各補正レンズの反射、屈折面はすべて球面
であり、その上、寸法が小さくて一般的な材質で
足りるから、製作技術上の困難性は存在せず、コ
ストの面でも有利である。したがつて、本発明の
光学系は従来のものに比較すると、性能、製作技
術、コストのいずれの面においても格段に優れて
いるといえる。
学的性能に関するものであり、軸上軸外の諸収差
及び色収差の全般にわたつて良好な補正が得られ
る。第二の効果は製作に係るものであり、副鏡及
び凹凸各補正レンズの反射、屈折面はすべて球面
であり、その上、寸法が小さくて一般的な材質で
足りるから、製作技術上の困難性は存在せず、コ
ストの面でも有利である。したがつて、本発明の
光学系は従来のものに比較すると、性能、製作技
術、コストのいずれの面においても格段に優れて
いるといえる。
第１図は本発明の一実施例の光学系の配列を示
す側面図、第２図ないし第５図は第１図の光学系
の収差の状態を示す図であり、第２図は球面及び
色収差を、第３図はコマ収差を、第４図は非点収
差を、第５図は歪曲収差をそれぞれ示す。 図において、Ｌ１は主鏡、Ｌ２は副鏡、Ｌ３は
凸メニスカスレンズ、Ｌ４は凹メニスカスレンズ
である。
す側面図、第２図ないし第５図は第１図の光学系
の収差の状態を示す図であり、第２図は球面及び
色収差を、第３図はコマ収差を、第４図は非点収
差を、第５図は歪曲収差をそれぞれ示す。 図において、Ｌ１は主鏡、Ｌ２は副鏡、Ｌ３は
凸メニスカスレンズ、Ｌ４は凹メニスカスレンズ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物界に凹面を向けて配置された表面反射主鏡
と、前記主鏡に対して凸面を向けて配置された表
面反射副鏡と、前記主鏡の近傍に互いに近接しそ
れぞれの凹面を前記副鏡に向けて配置された凹凸
各一個のメニスカスレンズとを備え、前記主鏡中
央の孔から外部に光束が射出して前記主鏡後方に
結像する光学系であつて、前記主鏡の曲率半径及
び円錐係数をR1及びk1、前記光学系の実効焦点
距離をｆ、前記副鏡の曲率半径をR2、前記主鏡
と前記副鏡の面間距離をd1、前記凸メニスカス
レンズの物界側及び反物界側曲率半径をR3及び
R4、前記凹メニスカスレンズの物界側及び反物
界側曲率半径をR5及びR6、前記凹凸メニスカス
レンズのアツベ数をν３及びν５としたときに次
の関係式、 0.44f≦｜R1｜≦0.80f −0.85≦k1≦−0.65 0.16f≦｜R2｜≦0.25f 0.16f≦｜d1｜≦0.25f 0.10f≦｜R3｜≦0.20f 0.03f≦｜R4｜≦0.06f 0.03f≦｜R5｜≦0.06f 0.05f≦｜R6｜≦0.10f 42≦ν３ ν５≦38 が満足されることを特徴とする反射屈折式対物光
学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096878A JPS59222809A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 反射屈折式対物光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096878A JPS59222809A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 反射屈折式対物光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59222809A JPS59222809A (ja) | 1984-12-14 |
| JPS6233570B2 true JPS6233570B2 (ja) | 1987-07-21 |
Family
ID=14176671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58096878A Granted JPS59222809A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 反射屈折式対物光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59222809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0293273U (ja) * | 1988-09-12 | 1990-07-24 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007264311A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nikon Corp | 共軸反射光学系 |
-
1983
- 1983-06-02 JP JP58096878A patent/JPS59222809A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0293273U (ja) * | 1988-09-12 | 1990-07-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59222809A (ja) | 1984-12-14 |
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