CH664444A5

CH664444A5 - Empfaenger fuer infrarote strahlung.

Info

Publication number: CH664444A5
Application number: CH5991/83A
Authority: CH
Inventors: Iain Alexander Neil
Original assignee: Barr & Stroud Ltd
Priority date: 1982-11-06
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1988-02-29
Also published as: SE8306034D0; FR2535859A1; NL8303767A; SE451410B; BE898150A; US4558222A; YU210483A; IN158894B; DE3338975A1; NO834031L; FR2535859B1; SE8306034L; JPS5999318A; IT1162991B; IT8368153A0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung geht aus von einem Empfänger für infrarote Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung, bestehend aus

— einem optischen Abbidlungssystem, welches aus dem Gesichtsfeld des Empfängers einfallende Strahlung empfängt und zu einer Bildfläche weiterleitet,

— und aus einem Detektor mit einer aus einem oder mehreren Detektorelementen zusammengesetzten Auffangfläche, welcher in einem Gehäuse untergebracht ist, welches einen kalten Schild bildet und eine den Öffnungswinkel des Detektors begrenzende, gekühlte Aperturblende besitzt, so dass der Detektor von Hintergrundstrahlung weitgehend abgeschirmt ist.

Empfänger für infrarote Strahlung, insbesondere für sogenannte thermische infrarote Strahlung, das ist Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 8 und 13 (im, haben in letzter Zeit dadurch wesentliche Fortschritte erfahren, dass man den Strahlungsdetektor in einem abschirmenden Gehäuse untergebracht hat, und zwar in einem Gehäuse mit einer gekühlten Aperturblende, welches den Detektor als kalter Schild umgibt, den Öffnungswinkel des einfallenden Strahlenbündels begrenzt und praktisch nur Strahlung aus dem vorgesehenen Sehfeld empfängt, aber so gut wie keine Hintergrundstrahlung. Die ein-, zige Hintergrundstrahlung, die auf den Detektor noch auftrifft, stammt aus dem Gehäuse, welches den Detektor umgibt und kann um so eher vernachlässigt werden, je niedriger die Temperatur des gekühlten Gehäuses ist. Wegen der Abschirmung der

Hintergrundstrahlung werden solche Empfänger im englischen Sprachgebrauch gewöhnlich als «background limited» bezeichnet.

Weitere Fortschritte bei Empfängern für infrarote Strahlung hat es gegeben durch die Entwicklung besonders empfindlicher Detektorelemente und durch die Verwendung von Detektoren mit grossen Auffangflächen, welche entweder durch eine flächenhafte Anordnung von Detektorelementen oder durch ein einzelnes grossflächiges Detektorelement gebildet sein können.

Um diese genannten Fortschritte voll ausnutzen zu können, benötigt man sehr leistungsfähige optische Systeme, welche die Infrarotstrahlung auf den Detektor abbilden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Empfänger der eingangs genannten Art eines sehr leistungsfähige Übertragungsoptik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Empfänger mit den eingangs aufgeführten Merkmalen gelöst durch die nachstehenden weiteren Merkmale:

Zwischen der Bildfläche des optischen Abbildungssystems und dem Detektor ist zur Fokussierung der von der Bildfläche ausgehenden infraroten Strahlen auf die Auffangfläche des Detektors ein Linsensystem vorgesehen, von dessen vier Linsen jene Linse, welche der Bildfläche am nächsten liegt, negative Brechkraft besitzt, wohingegen die übrigen drei Linsen positive Brechkraft besitzen; die vier Linsen sind in ihrer Brechkraft so auf die Krümmung der Bildfläche abgestimmt, dass man mit den auf die Auffangfläche fokussierten Strahlen eine mit der körperlichen Krümmung der Auffangfläche zusammenfallende Bildkrümmung erzielt; in dem Linsensystem befindet sich zwischen den beiden Linsen, welche der Bildfläche am nächsten liegen, und zwischen jenen beiden Linsen, welche der Auffangfläche am nächsten liegen, entlang der optischen Achse des Linsensystems gemessen ein wesentlich breiterer Luftspalt als es der verbleibende Luftspalt zwischen den beiden mittleren Linsen des Linsensystems ist, wobei die Breiten dieser Luftspalte so gewählt sind, dass die durch das Linsensystem gebildete Pupille mit der gekühlten Aperturblende zusammenfällt; die Gesamt-Brechkraft des Linsensystems als Ganzes ist so gewählt, dass die Abmessung der vom Linsensystem gebildeten Pupille mit der Abmessung der gekühlten Aperturblende übereinstimmt, und die Krümmung der brechenden Oberflächen der Linsen ist so gewählt, dass man möglichst geringe Feld- und Pupillen-Aberrationen erhält.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorzugsweise ist die zwischen den Scheitelpunkten der Linsen gemessene Dicke aller Linsen des Linsensystems klein, so dass man möglichst wenig Werkstoff für die Linsen benötigt und eine möglichst hohe Strah-lungsdurchlässigkeit erreicht.

Vorzugsweise ist die entlang der optischen Achse des Linsensystems gemessene Breite des Luftspaltes zwischen den beiden mittleren Linsen des Linsensystems Null, wodurch das Linsensystem einen sehr kompakten Aufbau erhält.

Weiterhin wird bevorzugt, im Linsensystem nur Linsen mit sphärischen brechenden Oberflächen zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung dieser Linsen sowohl in optischer als auch in mechanischer Hinsicht keine Schwierigkeiten macht. Der Begriff «sphärisch» wird dabei fachüblich verstanden: soweit die brechenden Oberflächen der Linsen von der wahren Kugelflächengestalt abweichen, sollen sie dann vom Begriff «sphärisch» umfasst sein, wenn die Abweichungen von der wahren Kugelflächengestalt so gering sind, dass auch der Fachmann auf diesem Gebiet sie üblicherweise als sphärisch bezeichnen würde.

Bei dem erfindungsgemässen Empfänger für infrarote Strahlung kann man eine Änderung der Bildkrümmung ohne Schwierigkeiten durch Änderung der Dicke der einzelnen Linsen und/oder des Materials, aus welchem die Linsen hergestellt

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werden, erreichen; allerdings kann es nötig werden, Massnahmen zur Kompensation einer chromatischen Aberration zu treffen, wenn man im Linsensystem Linsen aus unterschiedlichen Materialien verwendet.

Ein besonders geeignetes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines Empfängers für Infrarote Strahlung, und

Figur 2 zeigt die Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Empfänger.

Der dargestellte Empfänger für Infrarote Strahlung enthält ein optisches Abbildungssystem 25, welches aus dem Gegenstandsraum 23 infrarote Strahlung empfängt und zu einer Bildfläche 16 übermittelt. Die von der Bildfläche 16 ausgehenden Strahlen werden von einem Linsensystem 24 gesammelt und zu einem Detektor 26 übertragen. Im Detektor 26 ist durch ein oder mehrere Detektorelemente, welche in einem Gehäuse untergebracht sind, eine Auffangfläche (0) gebildet. Das Gehäuse bildet einen kalten Schild für den Detektor 26 und besitzt eine gekühlte Aperturblende 13, welche den Öffnungswinkel des auf den Detektor 26 auffallenden Strahlenbündels begrenzt und den Detektor 26 von Hintergrundstrahlung abschirmt. Das Linsensystem 24 fokussiert die infrarote Strahlung auf die Auffangfläche 0 des Detektors 26 in der Weise, dass die Bildkrümmung des aus der vom Linsensystem 24 übertragenen Strahlung erzeugten Bildes dieselbe ist wie die körperliche Krümmung der Auffangfläche 0, und die Anordnung des Linsensystems 24 ist weiterhin so getroffen, dass seine Austrittspupille hinsichtlich Lage und Grösse zusammenfällt mit der Aperturblende 13.

Das Linsensystem 24 besteht aus vier auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordneten Linsen A,B,C,D, welche sämtlich sphärische brechende Oberflächen I und 2, 3 und 4, 5 und 6, bzw. 7 und 8 aufweisen, durch welche die optische Achse hindurchgeht. Die dem Detektor 26 nächstliegende Linse ist die Linse A, und die der Bildfläche 16 nächstliegende Linse ist die Linse D. Die Linsen A, B und C sind jeweils Sammellinsen, d.h., sie besitzen positive Brechkraft, wohingegen die Linse D negative Brechkraft besitzt, also eine Zerstreuungslinse ist; die Brechkraft der Linsen ist so gewählt und aufeinander abgestimmt, dass die Bildkrümmung des vom Linsensystem 24 auf dem Detektor 26 entworfenen Bildes übereinstimmt mit der körperlichen Krümmung der Auffangfläche 0 des Detektors 26. Durch Wahl verschiedener Brechkraftkombinationen für die Linsen des Linsensystems 24 kann man die Bildkrümmung einer ganzen Anzahl unterschiedlicher körperlicher Krümmungen der Auffangfläche 0 unabhängig von der Bildkrümmung in der Bildfläche 16 (welche von Art und Aufbau des gewählten Abbildungssystems 25 abhängt) anpassen. Die Gesamtbrechkraft des Linsensystems 24 als Ganzes wird so gewählt, dass die Grösse der Austrittspupille des Linsensystems 24 übereinstimmt mit der Grösse der Aperturblende 13.

Zwischen den Linsen A und B besteht ein Luftspalt L, zwischen den Linsen B und C besteht ein Luftspalt M und zwischen den Linsen C und D besteht ein Luftspalt N; die Breiten der Luftspalte L und N sind beide erheblich grösser als die Breite des Luftspaltes M und sind so gewählt, dass die Austrittspupille des Linsensystems 24 mit der Aperturblende 13 des Detektors 26 zusammenfällt. Damit das Linsensystem 24 kompakt wird, hat man den Abstand zwischen den Linsen B und C praktisch zu Null reduziert. Bei dieser Anordnung liegt die Austrittspupille des Linsensystems 24 stets zwischen der Linse A und dem Detektor 26, so dass es keine Schwierigkeiten macht, die Austrittspupille des Linsensystems 24 mit der Aperturblende 13 des Detektors zusammenfallen zu lassen. Die genaue Lage der Austrittspupille des Linsensystems 24 wird bestimmt durch den Zahlenwert der Breite der Luftspalte L und N.

In den Fig. 1 und 2 ist nur eines von vielen möglichen Abbildungssystemen 25, welches dem Linsensystem 24 vorangestellt werden kann, dargestellt. Es gibt zahlreiche andere Abbildungssysteme, welche sich an ein solches Linsensystem 24 und den Detektor 26 anpassen lassen. So könnte z.B. das Abbildungssystem mit zweidimensionaler Bildabtastung, mit oder ohne Vergrösserung, mit chromatischen oder auch mit nicht farb-korrigierten Objektivlinsen, mit Fernrohren mit mehreren Ver-grösserungseinstellungen oder auch mit Zoom-Fernrohren arbeiten; in jedem dieser Fälle besitzt das Abbildungssystem eine Bildfläche 16, und die von dieser Bildfläche ausgehende Strahlung kann vom Linsensystem 24 gesammelt werden. Das in den Zeichnungen dargestellte beispielsweise Abbildungssystem 25 besitzt einen Kippspiegel 12, welcher um eine Achse 20 verschwenkbar ist und eine Pupille 15 des Abbildungssystems 25 bildet. Ferner enthält das Abbildungssystem 25 einen sphärischen Hohlspiegel 11, auf welchen das vom Kippspiegel 12 reflektierte infrarote Licht fällt und von welchem es auf ein Spiegelrad 18 reflektiert wird, welches am Umfang verteilt ebene Spiegelflächen 10 aufweist und um eine Achse 19 drehbar ist. Zwischen dem Hohlspiegel 11 und dem Spiegelbild 18 wird ein Zwischenbild 17 gebildet. Auf den ebenen Spiegelflächen 10 des Spiegelrades 18 wird eine weitere Pupille 14 des Abbildungssystems 25 gebildet. Vom Spiegelrad 18 werden die infraroten Strahlen auf einen sphärischen Hohlspiegel 9 geworfen und von diesem in der Bildfläche 16 fokussiert. Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Abbildungssystem 25 ist im einzelnen in der GB-PS 1 586 099 beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird.

In der beigefügten Tabelle I ist ein zahlenmässiges Ausführungsbeispiel für den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Empfänger angegeben. Die Tabelle I enthält für sämtliche optischen Oberflächen und für die Pupillen deren Abstände voneinander (von Scheitelpunkt zu Scheitelpunkt gemessen) die seitlichen Abstände der Scheitelpunkte von der in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Z-Achse (welche mit der optischen Achse des Linsensystems 24) übereinstimmt, und zwar gemessen in Richtung der eingezeichneten Y-Achse (welche gemäss Fig. 1 parallel zur Drehchse 19 des Spiegelrades 18 verläuft), den Krümmungsradius der jeweiligen optischen Oberfläche, das Material, welches sich zwischen je zwei benachbarten optischen Oberflächen befindet, sowie die Öffnungsweite einer jeden optischen Oberfläche abhängig von der Grösse der Auffangfläche 0 des Detektors 26. So entnimmt man z.B. der Tabelle I, dass die Oberfläche 9 einen Krümmungsradius von -236,09 mm aufweist, wobei das negative Vorzeichen anzeigt, dass der Krümmungsmittelpunkt in der Darstellung in den Fig. 1 und 2 auf der linken Seite der Oberfläche 9 liegt; der Scheitelpunkt der Oberfläche 9 weist gemessen in der Y-Richtung von der Z-Achse einen Abstand von -11,33 mm auf und ist durch einen Luftspalt von 294,62 mm vom Scheitelpunkt der (von der Auffangfläche 0 als Ausgangspunkt aus betrachtet) vorhergehenden Oberfläche 8 in der Z-Richtung, welches die Richtung der optischen Achse des Linsensystems 24 ist, getrennt.

Das Linsensystem 24 besitzt einen Vergrösserungsfaktor X 0,5 und für den Luftspalt zwischen der Auffangfläche 0 und der brechenden Oberfläche 1 eine Blendenzahl (f-number) von ungefähr 3, und für den Luftzwischenraum zwischen der brechenden Oberfläche 8 und der Oberfläche des Hohlspiegels 9 eine Blendenzahl von ungefähr 6. Angaben über die Bildqualität des dargestellten Empfängers finden sich in der Tabelle II.

Das Linsensystem 24, wie es in den Tabellen I und II beschrieben ist, besitzt nur geringe Sehfeld- und Pupillen-Aberrationen und weist nur minimale Verzeichnung auf; es kann zusammen mit einem Detektor 26 mit grosser Auffangfläche 0 bei guter Abbildequalität und mit wirksamer Detektorblende am Ort der Aperturblende 13 verwendet werden.

Die Parameter des Linsensystems 24 können zur Einstellung eines Vergrösserungsfaktors zwischen X 0,3 und X 3,0 variiert

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werden, ohne dass dadurch die vorerwähnte Abbildequalität, insbesondere die Bildauflösung schlechter werden als angegeben, aber ausserhalb dieses Bereichs von Vergrösserungsfakto-ren verschlechtert sich die Bildauflösung unannehmbar. Natürlich hängt der gewählte Vergrösserungsfaktor einerseits von der Blendenzahl des Detektors 26 und andererseits von der Blendenzahl am Ausgang des Abbildungssystems 25 ab, und an beide ist das Linsensystem 24 in geeigneter Weise anzupassen.

Für die Betriebsweise im thermischen Wellenlängenbereich zwischen 8 und 13 um verwendet man für den Empfänger zweckmässigerweise Linsen A bis D aus Germanium, der Empfänger kann jedoch auch in anderen Teilen des Wellenlängenbereiches zwischen 1 und 13 um arbeiten, wenn man andere, dafür geeignete Linsenwerkstoffe (z.B. Silizium) verwendet. Vorzugsweise verwendet man Germanium-Linsen mit einer refle-xionsmindernden Beschichtung; ein geeignetes Material für die

Beschichtung ist jenes, welches unter der Bezeichnungen ARG 3 durch die Fa. Barr & Stroud Limited vertrieben wird und sich durch hohe Transmission (98% oder darüber) und niedriges Reflexionsvermögen (0,2% oder weniger) auszeichnet; eine solche 5 Beschichtung auf Germanium-Linsen führt dazu, dass in dem besonders begehrten Wellenlängenbereich zwischen 8 und 12 (im praktisch kein Narzissmuseffekt auftritt (unter dem Narzissmuseffekt versteht man das unerwünschte Erscheinen eines Abbildes des Beobachters — i.d. Falle des Detektors — in io Überlagerung des Bildes der beobachteten Szene).

Die Zahlenangaben im Text und in den Tabellen beziehen sich auf eine Temperatur von 20°C und die Blendenzahl ist vom Ausdruck (2 • sin 0)"1 abgeleitet, worin 0 der halbe Öffnungswinkel jenes Strahlenkegels ist, den ein achsparallel auf 15 eine Linse auftreffendes Strahlenbündel nach seiner Brechung durch eben diese Linse aufweist.

TABELLE I

Element

Ober- Abstand (mm) von fläche vorhergehender Oberfläche

Versatz von der Z-Achse (mm)x

Krümmungsradius

Material Öffnungsweite® (mm)

in X-Richtung in X-Richtung

Detektor

0

plan

Luft

7,5

1,0

Pupille & Blende

13

14,80

0

plan

Luft

4,9

Linse A

1

5,20

0

-40,00

Luft

10,1

6,7

2

4,00

0

-32,15

Germanium

11,2

7,6

Linse B

3

51,17

0

-92,80

Luft

41,5

13,4

4

5,00

0

-74,97

Germanium

43,8

14,0

Linse C

5

0,10

0

97,70

Luft

44,8

14,2

6

5,00

0

266,25

Germanium

45,1

14,5

Linse D

7

29,05

0

-47,24

Luft

23,1

5,4

8

4,00

0

-87,86

Germanium

23,7

5,6

Hohlspiegel

9

294,62

-11,33

-236,09

Luft

81,7

36,4

Spiegelrad*

10

-152,27

-3,31

plan

Luft

23,0

12,0

Pupille

14

0

-0,0

plan

Luft

11,2

Hohlspiegel

11

147,53

-7,64

-159,24

Luft

149,3

14,2

Kippspiegel®

12

-258,94

-6,55

plan

Luft

14,0

23,0

Pupille

15

0

-0,00

plan

Luft

13,1

x Der Versatz ist jeweils von der Z-Achse aus in Richtung der Y-Achse (parallel zur Drehachse 19) gemessen

® Wie für einen Detektor benötigt, dessen Auffangfläche sich für typische Drehwinkel am Spiegelrad und am Kippspiegel in X-Richtung über ± 3,75 mm und in Y-Richtung über ± 0,5 mm erstreckt

* Wenn die jeweils betrachtete ebene Spiegelfläche des Spiegelrades in einer Ebene rechtwinklig zur Z-Achse liegt

® Zum Zentrum der Drehachse des Kippspiegels gemessen.

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TABELLE II

Detektorfeld (mm)

Stellung des Spiegelrades 18, angegeben als Winkel, um welchen die jeweils wirksame Spiegelfläche 10 von der Orientierung rechtwinklig zur gemeinsamen optischen Achse (Z-Richtung) abweicht.

Ungefähre quadratische Mittelwerte der Grösse (in Um) des Bildes eines Punktes aus dem Gegenstandsraum bei Abbildung mit monochromatischem Licht der Wellenlänge 9,3 p.m auf der Auffangfläche 0 des Detektors bei unterschiedlichen Stellungen des Spiegelrades 18 und unterschiedlichen Detektorfeldern.

0

32,5

±1,875

0

37,2

±3,750

0

49,8

+ 3,750

+ 9,46°

45,5

+ 1,875

+ 7,78°

31,4

0

+ 6,09°

33,6

±1,875

+ 4,40°

42,2

±3,750

+ 2,71°

53,4

+ 3,750

+ 15,55°

49,3

+ 1,875

+ 13,87°

28,5

0

+ 12,18°

34,3

±1,875

+10,49°

47,8

±3,750

+ 8,81°

59,3

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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2

PATENTANSPRÜCHE 1. Empfänger für infrarote Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung, bestehend aus

— einem optischen Abbildungssystem (25), welches aus dem Gesichtsfeld (23) des Empfängers einfallende Strahlung empfängt und zu einer Bildfläche (16) weiterleitet,

— und aus einem Detektor (26) mit einer aus einem oder mehreren Detektor-Elementen zusammengesetzten Auffangsfläche (0), welcher in einem Gehäuse untergebracht ist, welches einen kalten Schild bildet und eine den Öffnungswinkel des Detektors (26) begrenzende, gekühlte Aperturblende (13) besitzt, so dass der Detektor (26) von Hintergrundstrahlung weitgehend abgeschirmt ist,

gekennzeichnet durch die nachstehenden weiteren Merkmale: Zwischen der Bildfläche (16) des optischen Abbildungssystems (25) und dem Detektor (26) ist zur Fokussierung der von der Bildfläche (16) ausgehenden infraroten Strahlen auf die Auffangfläche (0) des Detektors (26) ein Linsensystem (24) vorgesehen, von dessen vier Linsen (A,B,C,D) jene Linse (D), welche der Bildfläche (16) am nächsten liegt, negative Brechkraft besitzt, wohingegen die übrigen drei Linsen (A,B,C) positive Brechkraft besitzen;

die vier Linsen (A,B,C,D) sind in ihrer jeweiligen Brechkraft so auf die Krümmung der Bildfläche (16) abgestimmt, dass man mit den auf die Auffangfläche (0) fokussierten Strahlen eine mit der körperlichen Krümmung der Auffangfläche (0) zusammenfallende Bildkrümmung erzielt;

in dem Linsensystem (24) befindet sich zwischen den beiden Linsen (C,D), welche der Bildfläche (16) am nächsten liegen,

und zwischen jenen beiden Linsen (A,B), welche der Auffangfläche (0) am nächsten liegen, entlang der optischen Achse des Linsensystems (24) gemessen ein wesentlich breiterer Luftspalt (N bzw. L) als es der verbleibende Luftspalt (M) zwischen den 5 beiden mittleren Linsen (C,B) des Linsensystems (24) ist, wobei die Breiten dieser Luftspalte (L,M,N) so gewählt sind, dass die durch das Linsensystem (24) gebildete Pupille mit der gekühlten Aperturblende (13) zusammenfällt;

Die Gesamt-Brechkraft des Linsensystems (24) als Ganzes io ist so gewählt, dass die Abmessung der vom Linsensystem (24) gebildeten Pupille mit der Abmessung der gekühlten Aperturblende (13) übereinstimmt, und die Krümmung der brechenden Oberflächen (1-8) der Linsen (A,B,C,D) ist so gewählt, dass man möglichst geringe Feld- und Pupillen-Aberrationen erhält. 15 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen ihren Scheitelpunkten gemessene Dicke einer jeden Linse (A,B,C,D) des Linsensystems (24) so klein ist, dass eine grösstmögliche Strahlungsdurchlässigkeit erzielt, und das verwendete Linsenmaterial minimalisiert werden kann. 20 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang der optischen Achse des Linsensystems (24) gemessene Breite des Luftspaltes (m) zwischen den beiden mittleren Linsen (B,C) des Linsensystems (24) annähernd Null ist.

25 4. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die brechenden Oberflächen (1-8) der Linsen (A,B,C,D) alle sphärisch sind.
5. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den folgenden Aufbau:

TABELLE I

Element

Oberfläche

Abstand (mm) von vorhergehender Oberfläche

Versatz von der Z-Achse (mm)x

Krümmungsradius

Material

Öffnungsweite® (mm) in X-Richtung in X-Richtung

Detektor

0

0

0

plan

Luft

7,5

1,0

Pupille & Blende

13

14,80

0

plan

Luft

4,9

4,9

Linse A

1

5,20

0

-40,00

Luft

10,1

6,7

2

4,00

0

-32,15

Germanium

11,2

7,6

Linse B

3

51,17

0

-92,80

Luft

41,5

13,4

4

5,00

0

-74,97

Germanium

43,8

14,0

Linse C

5

0,10

0

97,70

Luft

44,8

14,2

6

5,00

0

266,25

Germanium

45,1

14,5

Linse D

7

29,05

0

-47,24

Luft

23,1

5,4

8

4,00

0

-87,86

Germanium

23,7

5,6

Hohlspiegel

9

294,62

-11,33

-236,09

Luft

81,7

36,4

Spiegelrad*

10

-152,27

-3,31

plan

Luft

23,0

12,0

Pupille

14

0

-0,0

plan

Luft

11,2

11,2

Hohlspiegel

11

147,53

-7,64

-159,24

Luft

149,3

14,2

Kippspiegel®

12

-258,94

-6,55

plan

Luft

14,0

23,0

Pupille

15

0

-0,00

plan

Luft

13,1

13,1

x Der Versatz ist jeweils von der Z-Achse aus in Richtung der Y-Achse (parallel zur Drehachse 19) gemessen

® Wie für einen Detektor benötigt, dessen Auffangfläche sich für typische Drehwinkel am Spiegelrad und am Kippspiegel in X-Richtung über ± 3,75 mm und in Y-Richtung über ± 0,5 mm erstreckt

* Wenn die jeweils betrachtete ebene Spiegelfläche des Spiegelrades in einer Ebene rechtwinklig zur Z-Achse liegt

® Zum Zentrum der Drehachse des Kippspiegels gemessen.

3

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TABELLE II

Detektorfeld (mm)

Stellung des Spiegelrades 18, angegeben als Winkel, um welchen die jeweils wirksame Spiegelfläche 10 von der Orientierung rechtwinklig zur gemeinsamen optischen Achse (Z-Richtung) abweicht.

Ungefähre quadratische Mittelwerte der Grösse (in um) des Bildes eines Punktes aus dem Gegenstandsraum bei Abbildung mit monochromatischem Licht der Wellenlänge 9,3 |im auf der Auffangfläche 0 des Detektors bei unterschiedlichen Stellungen des Spiegeltades 18 und unterschiedlichen Detektorfeldern.

0

0

32,5

±1,875

0

37,2

±3,750

0

49,8

+ 3,750

+ 9,46°

45,5

+ 1,875

+ 7,78°

31,4

0

+ 6,09°

33,6

±1,875

+ 4,40°

42,2

±3,750

+ 2,71°

53,4

+ 3,750

+ 15,55°

49,3

+ 1,875

+ 13,87°

28,5

0

+ 12,18°

34,3

±1,875

+10,49°

47,8 .

±3,750

O

OO

oo

1+

59,3

wobei die Zahlenangaben sich auf eine Temperatur von 20°C beziehen, und die Blendenzahl vom Ausdruck (2 • sin 0)"1 abgeleitet sind, worin 0 der halbe Öffnungswinkel jenes Strahlenkegels ist, den ein achsparallel auf eine Linse auftreffendes Strahlenbündel nach seiner Brechung durch eben diese Linse aufweist.