Optische Systeme ohne Rotationssymmetrie: Bestimmung von Bildlage und Bildorientierung

Bei der Abbildung mit rotationssymmetrischen optischen Systemen lässt sich die Lage der Gauß'schen Bildebene direkt über paraxiale Beziehungen ermitteln. Werden jedoch optische Systeme ohne Rotationssymmetrie betrachtet, muss ein anderer Ansatz gewählt werden. In diesem Beitrag diskutieren wir unterschiedliche Strategien zur Ermittlung der Lage und Orientierung der Bildebene in verallgemeinerten optischen Systemen ohne Rotationssymmetrie. Hierzu werden nach der Definition eines anstelle der optischen Achse nötigen Referenzstrahls sowohl numerische als auch analytische Ansätze untersucht. Der numerische Ansatz basiert auf einer vektoriellen Strahldurchrechnung für verschiedene Objektpunkte, wobei die gesuchten Größen über die Approximation der berechneten Bildpunkte mit einer Ebene bestimmt werden. Als mögliche Ausgangspunkte für eine analytische Bestimmung der Bildebenenlage und -orientierung dienen die astigmatische Strahldurchrechnung und die für schiefe Abbildungen verwendete Scheimpflugbedingung