DE2228236A1 - Katadioptnian optical system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein katadioptrisches optisches System, insbesondere ein optisches System mit einem katadioptrischen Objektiv.The invention relates to a catadioptric optical system, in particular an optical system with a catadioptric lens.
Ein katadioptrisches Objektiv enthält eine oder mehrere lichtreflektierende Flächen» die im folgenden als Spiegel bezeichnet werden und zur Erzeugung eines Bildes in einer gewünschten Fokussierungsebene beitragen. Ein bekanntes Objektiv dieser Art enthält einen ringförmigen, konkaven Primär spiegel, der das Objektlicht empfängt und es vorwärts auf einen Sekundärspiegel kleineren Durchmessers reflektiert, der auf der optischen Achse vor dem Primärspiegel, d.h. zwischen dem Primärspiegel und dem Objekt angeordnet ist. Der Sekundärspiegel reflektiert den Bildstrahl rückwärts auf eine Bildempfangsfläche, die im Bereich oder hinter der mittleren öffnung des Primärspiegeis angeordnet ist.A catadioptric lens contains one or more light-reflecting surfaces, which are referred to below as mirrors and are used to generate an image in a desired manner Contributing level of focus. A known lens of this type contains an annular, concave primary mirror that receives the object light and reflects it forward onto a secondary mirror of smaller diameter which is arranged on the optical axis in front of the primary mirror, i.e. between the primary mirror and the object. The secondary mirror reflects the image beam backwards onto an image receiving surface which is in the area or behind the central opening of the Primary mirror is arranged.
209852/071 5209852/071 5
Hit einem derartigen bekannten katadioptrisehen Objektiv wird der mittlere Bereich des Sekundärspiegele nicht ausgenutzt, da der auf ihn auftreffende Strahl nach der Reflexion am Primärspiegel einen kreisförmigen Querschnitt hat.Such a known catadioptric lens is a hit the middle area of the secondary mirror is not used, because the beam hitting it has a circular cross-section after reflection at the primary mirror.
Gemäß der Erfindung ist ein optisches System mit einem katadioptrischen Objektiv vorgesehen, das einen ringförmigen konkaven Primärspiegel und einen ringförmigen Sekundärspiegel zur Aufnahme des Lichtes des Primärspiegels enthält, der das Licht in einen Bildempfangsbereich im Gebiet der mittleren öffnung des Primärspiegels reflektiert, ferner ist auf der Achse des katadioptrischen Objektivs innerhalb des zentralen Bereichs, der durch den Innendurchmesser des Sekundärspiegels gebildet wird, eine unabhängige Bilderzeugende zweite Vorrichtung angeordnet, die Licht in den genannten Bilderzeugungsbereich leitet.According to the invention, an optical system with a catadioptric lens is provided which has an annular concave primary mirror and an annular secondary mirror for receiving the light of the primary mirror, which contains the Light is reflected in an image receiving area in the area of the central opening of the primary mirror; The axis of the catadioptric objective is within the central area defined by the inner diameter of the secondary mirror is formed, an independent imaging second device is arranged which directs light into said imaging area.
Durch die Erfindung wird also die nicht ausgenutzte zentrale Zone des bisher üblichen Sekundärspiegels beseitigt und eine zweite optische Vorrichtung mit dem katadioptrischen Objektiv auf gemeinsamer optischer Achse vorgesehen.The invention thus eliminates the unused central zone of the previously customary secondary mirror and a second optical device provided with the catadioptric objective on a common optical axis.
Katadioptrisch« Objektive haben einen weiten Anwendungsbereich und werden im allgemeinen immer dann eingesetzt, wenn ein relativ kleiner Bildwinkel (nicht gröBer als ca. 15°) bei relativ hoher Lichtstärk«, beispielsweise bei F/1,0, eingeschlossen werden soll, insbesondere wenn eine kurze hintere Brennweite gefordert ist. Diese Anwendungsfälle sind beispielsweise bei Ziel- oder Peilvorrichtungen und bei Nachtsichtgeräten gegeben, die mit Infrarotlicht arbeiten können. Die Bezeichnung61*1 Licht" , "lichtübertragend81, "lichtreflektierend" usw. sollen in der folgenden Beschreibung in diesem Sinne verstanden werden.Catadioptric lenses have a wide range of applications and are generally used whenever a relatively small angle of view (not greater than approx short back focal length is required. These applications are given, for example, with aiming or direction finding devices and with night vision devices that can work with infrared light. The designations 61 * 1 light "," light transmitting 81 , "light reflecting" etc. are to be understood in this sense in the following description.
209852/07 15209852/07 15
Wenn das katadioptrisch« Objektiv beispielsweise in einer Zielvorrichtung verwendet wird, kann die unabhängige zweite Bilderzeugungsvorrichtung ein Fadenkreuz-Einblendsystem sein. In diesem Fall werden die Bilder des mit dem katadioptrischen Objektiv aufgenommenen Objekts und des mit dem Einblendsystem aufgenommenen Fadenkreuzes im Bildempfangsbereich einander überlagert, wobei dieser Bereich beispielsweise durch die Kathodenfläche einer Bildverstärkerröhre gebildet sein kann.For example, if the catadioptric lens is in a When aiming device is used, the independent second imaging device may be a reticle overlay system. In this case the images of the with the catadioptric Objectively recorded object and the cross-hairs recorded with the fade-in system in the image receiving area are mutually exclusive superimposed, this area for example by the Cathode surface of an image intensifier tube can be formed.
Bei anderen itnwendungsfallen des katadioptrischen Objektivs kann die zweite Bilderzeugungevorrichtung durch ein zweites optisches Objektiv, beispielsweise durch ein inverses Teleobjektiv gebildet sein, so daß das Objekt mit unterschiedlichen Vergrößerungen zu betrachten 1st. In diesem Fall kann das Gesamtsystem eine Blende oder einen Verschluß enthalten, wodurch nur das katadioptrisch oder das Inverse Teleobjektiv zu einem vorgegebenen Zeltpunkt wirksam ist.In other cases of application of the catadioptric lens For example, the second image generating device can be formed by a second optical lens, for example an inverse telephoto lens, so that the object can be viewed with different magnifications. In this case it can the overall system included an aperture or a shutter, whereby only the catadioptric or the inverse telephoto lens is effective at a given tent point.
Die zweite Bilderzeugungsvorrichtung kann zumindest eine Linsenkomponente gemeinsam mit dem katadioptrischen Objektiv aufweisen. Beispielsweise kann das katadioptrisch^ Objektiv eine Linsenkomponente vor dem Primärspiegel enthalten, die den Sekundärspiegel auf ihrer Rückseite trägt und auch ein Teil des inversen feleobjektivs ist. Eine vordere Linsenkomponente kann vorgesehen sein, die gleichfalls ein Teil des inversen Teleobjektivs ist und sich vor der den Sekundärspiegel tragenden Linsenkomponente befindet. Ferner kann das katadioptrisch« Objektiv zumindest eine Komponente zur Korrektur des Astigmatismus und der Bildfeldkrümmung zwischen dem Sekundärspiegel und dem Bildempfangsbereich enthalten. Diese bildet gleichfalls einen Teil der zweiten Bilderzeugungsvorrichtung. In Verbindung mit diesen Möglichkeiten sei darauf hingewiesen, daß die Bezeichnungen "vorn11 und "hinten" bezüglich der Eintrittsrichtung des Lichtes in das katadioptrische ObjektivThe second imaging device can have at least one lens component in common with the catadioptric objective. For example, the catadioptric lens can contain a lens component in front of the primary mirror which carries the secondary mirror on its back and is also part of the inverse fele lens. A front lens component can be provided which is also part of the inverse telephoto lens and is located in front of the lens component carrying the secondary mirror. Furthermore, the catadioptric lens can contain at least one component for correcting the astigmatism and the curvature of field between the secondary mirror and the image receiving area. This also forms part of the second image generation device. In connection with these possibilities it should be pointed out that the designations "front 11 and" rear "refer to the direction of entry of the light into the catadioptric lens
zu verstehen sind, d.h. des Lichtes, das von vorn auf den Primärspiegel fällt.are to be understood, i.e. the light shining from the front onto the Primary level falls.
Numerische Daten für vier Ausführungsbeispiele eines katadioptrischen Objektivs sind zusammen mit numerischen Daten für Beispiele eines gleichzeitig verwendeten Teleobjektive gemäß einem Gesamtsystem nach der Erfindung in den folgenden Tabellen angegeben, in denen R1, R2... die Krümmungsradien der individuellen nacheinander angeordneten Flächen des Objektive sind, an denen das Licht einfällt und das positive Vorzeichen eine gegenüber der Vorderseite konvexe Krümmung und das negative Vorzeichen eine gegenüber der Vorderseite konkave Krümmung angibt. D1, Dg... bezeichnen die axiale Dicke der individuellen Linsenkomponenten. S1, Sg... bezeichnen die axialen Luftzwischenräume zwischen den individuellen Bestandteilen. Die Tabellen enthalten entweder die Glasbezugszahlen oder die mittleren Brechungslndices n^ und die Abbezahlen V der für die Linsen verwendeten Stoffe, ferner die lichten Durohmesser der individuellen Flächen und, falls für das katadioptrische Objektiv in Frage kommend, die Innendurchmesser der Ringflächen. Im Falle von Ringteilen sind die Dickenwerte D1, Dg und die Abstände S1, Sg in den Tabellen Nennwerte, die die entsprechenden Werte für die axiale Dicke und die Abstände angeben, wenn die jeweiligen Flächen vollständig wären.Numerical data for four embodiments of a catadioptric lens are given together with numerical data for examples of a telephoto lens used at the same time according to an overall system according to the invention in the following tables, in which R 1 , R 2 ... the radii of curvature of the individual surfaces of the lens arranged one after the other at which the light is incident and the positive sign indicates a curvature that is convex with respect to the front side and the negative sign indicates a curvature that is concave with respect to the front side. D 1 , Dg ... denote the axial thickness of the individual lens components. S 1 , Sg ... denote the axial air gaps between the individual components. The tables contain either the glass reference numbers or the mean refractive indices n ^ and the Abbe numbers V of the substances used for the lenses, as well as the inner diameter of the individual surfaces and, if applicable for the catadioptric objective, the inner diameter of the ring surfaces. In the case of ring parts, the thickness values D 1 , Dg and the distances S 1 , Sg in the tables are nominal values which indicate the corresponding values for the axial thickness and the distances if the respective surfaces were complete.
Tabelle A für Beispiel I betrifft ein katadioptrisches Objektiv mit einer einfachen Frontlinse (R1, Rg), auf die das Licht zuerst einfällt, einer einfachen zweiten Linse (R,, Ra)» einem Primärepiegel (Rc) und einem Sekundärspiegel (Rg), der das am Priaärspiegel vorwärts reflektierte Licht empfängt und es rückwärts in den Bildempfangsbereich in der Fokussierungsebene reflektiert.Table A for Example I relates to a catadioptric objective with a simple front lens (R 1 , Rg) on which the light is incident first, a simple second lens (R ,, Ra) »a primary mirror (Rc) and a secondary mirror (Rg), which receives the light reflected forwards at the primary mirror and reflects it backwards into the image receiving area in the focal plane.
ι η 9 8 5 ? / η 7 ι ς ι η 9 8 5? / η 7 ι ς
Radius Dicke oder Brechung»- Abbe- lichter Innen-Abstand index zahl V Durch- durchmesser messerRadius, thickness or refraction »- Illuminated inside distance index number V diameter diameter
FlachglasFlat glass
FlachglasFlat glass
Tabelle B für Beispiel I betrifft ein in dem katadioptrischen Objektiv gemäß Tabelle A auf gemeinsamer optischer Achse angeordnetes inverses Teleobjektiv. Es besteht aus sechs einfachen Linsenkomponenten (R1 bis R12)*Table B for example I relates to an inverse telephoto lens arranged on a common optical axis in the catadioptric lens according to Table A. It consists of six simple lens components (R 1 to R 12 ) *
209852/0715209852/0715
098 5 2/0715098 5 2/0715
Das katadioptrisch^ Objektiv gemäß Tabelle A hat eine hintere Brennweite von 3,0625, gemessen ausgehend vom Sekundärspiegel. Das inverse Teleobjektiv gemäß Tabelle B hat eine hintere Brennlänge von 3,7335, gemessen vom Scheitel der Fläche R12* Das inverse Teleobjektiv, das üblicherweise aus einer divergierenden Frontgruppe (R1 bis R^) und einer konvergierenden hinteren Gruppe (R5 bis R12) mit großem Abstand hinter der Frontgruppe besteht, ist teilweise, d.h. an der hinteren Gruppe, innerhalb der mittleren öffnungen der vorderen und zweiten Komponenten des katadloptrischen Objektivs befestigt. Die beiden Objektive haben jedoch keine gemeinsamen Bestandteile und sind jeweils so aufgebaut, daß eine geeignete Korrektur von Aberration für den jeweiligen Bildwinkel und die jeweilige relative Aperturgröße erreicht ist.The catadioptric lens according to Table A has a rear focal length of 3.0625, measured starting from the secondary mirror. The inverse telephoto lens according to Table B has a rear focal length of 3.7335, measured from the vertex of the surface R 12 * The inverse telephoto lens, which usually consists of a diverging front group (R 1 to R ^) and a converging rear group (R 5 to R 12 ) exists at a large distance behind the front group, is partially, ie attached to the rear group, within the central openings of the front and second components of the catadloptric lens. However, the two objectives have no common components and are each constructed in such a way that a suitable correction of aberration is achieved for the respective image angle and the respective relative aperture size.
Das katadioptrisch Objektiv ist so korrigiert, daß ein Halbwinkelfeld von + 4° bei einer relativen Apertur von F/0,89 eingeschlossen wird, während das inverse Teleobjektiv so korrigiert ist, daß ein Halbwinkelfeld von +15° bei einer relativen Apertur von F/2,0 eingeschlossen wird. Das vollständige System ermöglicht die abwechselnde Betrachtung desselben Objekts mit zwei unterschiedlichen Vergrößerungen, und es ist eine einstellbare Blende vorgesehen, so daß nur eines der beiden Objektive jeweils in Betrieb ist.The catadioptric objective is corrected so that a half-angle field of + 4 ° with a relative aperture of F / 0.89 is included, while the inverse telephoto lens is corrected so that a half-angle field of + 15 ° at a relative aperture of F / 2.0 is included. The complete system enables alternating viewing of the same Object with two different magnifications, and an adjustable aperture is provided so that only one of the two lenses is in operation.
Die verwendeten Materialien ermöglichen eine Anwendung des System im Bereich des sichtbaren Lichtes zwischen 5000 und 8000 Ä, bemerkenswert ist die extrem kurze Gesamtlänge des katadioptrIschen Objektivs. Die Bildempfangsfläche, die durch die Kathodenfläche einer Bildverstärkerröhre gebildet sein kann, ist in einer Fokussierungsebene kurz vor dem Scheitel des konkaven Primärspiegels angeordnet.The materials used enable the system to be used in the visible light range between 5000 and 8000 Ä, the extremely short overall length of the catadioptric lens. The image receiving surface that passes through the cathode surface of an image intensifier tube can be formed is in a focal plane just before the vertex of the concave primary mirror arranged.
209857/0715209857/0715
Tabelle C für Beispiel II betrifft ein katadioptrisch^ Objektiv, das eine einfache Frontlinse (R1, R2), eine einfache zweite Linse (R^, R^), einen Primärspiegel (R5), einen Sekundärspiegel (R6) auf der Rückseite (R^) der zweiten Linse und drei Linsen (Ry bis R12) hinter dem Sekundärspiegel vor der Bildebene enthält. Table C for Example II relates to a catadioptric lens that has a simple front lens (R 1 , R 2 ), a simple second lens (R ^, R ^), a primary mirror (R 5 ), a secondary mirror (R 6 ) on the Contains back (R ^) of the second lens and three lenses (Ry to R 12 ) behind the secondary mirror in front of the image plane.
Beispiel II - Tabelle CExample II - Table C
K&tadiODtriech.ee Obiektiv - Brennweite 7.117K & tadiODtriech.ee lens - focal length 7.117
Radiusradius
Dicke oder AbstandThickness or spacing
Glasbezugs- lichter Innenzahl Durch- durchmesser messerGlass reference lights inside number Diameter diameter
10,710010.7100
39,910039.9100
D1 0,750 Schott BK7 S1 6,712D 1 0.750 Schott BK7 S 1 6.712
R - 7,4690R - 7.4690
R4 - 72,0000 R5 - 11,6200 R6 - 72,0000R 4 - 72.0000 R 5 - 11.6200 R 6 - 72.0000
D2 0,250 Schott BK7D 2 0.250 bulkhead BK7
S2 3,049 S, 3,049 1,582S 2 3.049 S, 3.049 1.582
Aluminisiertes FlachjasAluminized flax
Aluminisiertes GlasAluminized glass
2,63002.6300
D, 0,400 Schott SF4D, 0.400 bulkhead SF4
- 10,4400- 10.4400
R9 - 8,1511 Rin + 2,6600R 9 - 8.1511 R in + 2.6600
S- 0,060S-0.060
D^ 0,100 Schott SF6 S6 0,748D ^ 0.100 Schott SF6 S 6 0.748
8,200 8,200 6,200 6,200 6,200 2,960 2,200 2,200 2,200 2,2008,200 8,200 6,200 6,200 6,200 2,960 2,200 2,200 2,200 2,200
3,00 1,483.00 1.48
209857/071209857/071
R11 + 2,2210R 11 + 2.2210
D5 0,125 Schott SF6 R12 + 46,5200 νD 5 0.125 Schott SF6 R 12 + 46.5200 ν
1,100
1,1001,100
1,100
Tabelle D für Beispiel II betrifft ein inverses Teleobjektiv,
das auf der optischen Achse des katadioptrischen Objektivs gemäß Tabelle C angeordnet 1st und aus neun Komponenten besteht,
und zwar acht einfachen Komponenten (R1 bis R15) und einer
hinteren Doppelkomponente (R17 bis R1Q)*Table D for Example II relates to an inverse telephoto lens on the optical axis of the catadioptric objective according to Table C placed 1st and nine components consists, namely eight simple components (R 1 to R 1 5) and a
rear double component (R 17 to R 1 Q) *
Beispiel II - Tabelle D
Inverses Teleobjektiv - Brennweite 2.00Example II - Table D
Inverse telephoto lens - focal length 2.00
Radiusradius
Dicke oder Brechungs- Abbezahl lichter
Abstand index V DurchmesserThick or refractive Abbe number lights
Distance index V diameter
R1 + 10,7100R 1 + 10.7100
R2 + 39,9100R 2 + 39.9100
R3 +■ 4,695R 3 + ■ 4.695
R4 - 5,6077R 4 - 5.6077
R5 - 5,176R 5 to 5.176
1,0651.065
D1 0,750D 1 0.750
51 0,5055 1 0.505
D2 0,280 1,755D 2 0.280 1.755
52 0,0045 2 0.004
D3 0,122 1,518D 3 0.122 1.518
OOOO
53 2,761 D4 0,5005 3 2.761 D 4 0.500
54 0,1255 4 0.125
1,5191.519
Schott BKT^Schott BKT ^
27,627.6
64,164.1
60,460.4
(8,20) (8,20) 1,60 1,60 1,60 1,60 1,85 1,85(8.20) (8.20) 1.60 1.60 1.60 1.60 1.85 1.85
209857/Π71209857 / Π71
Das katadioptrisch^ Objektiv gemäß Tabelle C hat eine hintere Brennveite von 0,061, die Brennebene befindet sich kurz hinter dem Scheitel der Fläche Re des Primärspiegels. Diese Objektiv schließt einen Halbwinkel von + 4° bei einer relativen Apertur von F/0,89 ein. Die Komponenten geringen Durchmessers kurz vor der Brennebene sind von besonderem Interesse. Die Doppellinse (R^ bis R10) dient in erster Linie zur Korrektur der primären sphärischen Aberration und des Astigmatismus, die durch den Primärspiegel und die Komponenten größeren Durchmessers vor ihm erzeugt werden. Die letzte Komponente (R11, R1?) *s* ^n erster Linie eine Abflachungslinse. Durch die Flächen Ry bis RThe catadioptric lens according to Table C has a rear focal length of 0.061, the focal plane is located just behind the apex of the surface Re of the primary mirror. This objective includes a half angle of + 4 ° with a relative aperture of F / 0.89. The small diameter components just before the focal plane are of particular interest. The double lens (R ^ to R 10 ) is primarily used to correct the primary spherical aberration and astigmatism created by the primary mirror and the larger diameter components in front of it. The last component (R 11 , R 1 ?) * S * ^ n primarily a flattened lens. Through the areas Ry to R
209857/Π7 1 ς209857 / Π7 1 ς
wird ein ausreichender Freiheitsgrad erreicht, um eine hohe Aberrationskorrektur und gleichzeitig einen KrUnmungawert für die hintere Fläche (R^) der zweiten Komponente zu ermöglichen, der ein Tragen des Sekundärspiegels (R6) gewährleistet.a sufficient degree of freedom is achieved to enable a high aberration correction and, at the same time, a curvature value for the rear surface (R ^) of the second component, which ensures that the secondary mirror (R 6 ) is supported.
Das inverse Teleobjektiv gemäß Tabelle D enthält die vordere und die zweite Komponente (R1, R2 und IU, R^) des katadioptrischen Objektivs als die vordere Komponente (R1* R2) und die das hintere Element (K10 R^Q) seiner doppelten hinteren Komponente. Die übrigen Komponenten des inversen Teleobjektivs sind zwischen den beiden genannten Komponenten des katadioptrischen Objektivs angepaßt angeordnet. Es kann jedoch auch der Fall sein, daß die oben genannten Komponenten geringen Durchmessers des katadioptrischen Objektivs gleichfalls einen Teil des inversen Teleobjektivs bilden. Der relativ geringe Abstand dieser Komponenten zur Bildebene, der für das inverse Teleobjektiv und für das katadioptrisch^ Objektiv gleich ist, hat zur Folge, daß diese Komponenten eine geringe Auswirkung auf die Fokussierung von Lichtstrahlen haben, die durch das inverse Teleobjektiv eintreten. Der Aufbau der effektiven Komponenten dieses Objektivs erfolgt natürlich zur guten Aberrationskorrektur unter Berücksichtigung der Komponenten geringen Durchmessers des katadioptrischen Objektivs. Es ist deshalb möglich, mit einem katadioptrischen Objektiv mit Komponenten hinter dem Sekundärspiegel, die weiter von der Bildebene entfernt sind, diese Komponenten als einen wesentlichen Teil der zweiten Bilderzeugungsvorrichtung auszunutzen, die im Bereich der zentralen Zone des katadioptrischen Objektive arbeitet.The inverse telephoto lens according to Table D contains the front and the second component (R 1 , R 2 and IU, R ^) of the catadioptric lens as the front component (R 1 * R 2 ) and the rear element (K 10 R ^ Q ) its double rear component. The other components of the inverse telephoto lens are arranged in an adapted manner between the two mentioned components of the catadioptric lens. However, it can also be the case that the above-mentioned components of small diameter of the catadioptric lens likewise form part of the inverse telephoto lens. The relatively small distance between these components and the image plane, which is the same for the inverse telephoto lens and the catadioptric lens, means that these components have little effect on the focusing of light rays that enter through the inverse telephoto lens. The construction of the effective components of this objective is of course done for good aberration correction, taking into account the small diameter components of the catadioptric objective. It is therefore possible, with a catadioptric objective with components behind the secondary mirror which are further removed from the image plane, to utilize these components as an essential part of the second image generating device which operates in the area of the central zone of the catadioptric objective.
Das inverse Teleobjektiv gemäß Tabelle D schließt einen Halbwinkel von +15° bei einer relativen Apertur von F/2,0 ein. Das vollständige System soll im Bereich des sichtbaren Lichtes verwendet werden, und gemäß Beispiel I ist eine Blende so angeordnet, daß die beiden Objektive selektiv abwechselnd ver-The inverse telephoto lens according to Table D includes a half angle of + 15 ° with a relative aperture of F / 2.0. The complete system is to be used in the range of visible light, and according to Example I a diaphragm is arranged in such a way that the two objectives are selectively alternating
209852/0715209852/0715
wendbar sind, um ein und dasselbe Objektiv mit unterschiedlichen Vergrößerungen zu betrachten. Ferner kann ein Hechanismus zur Bewegung des Primärspiegels und zur Fokussierung des katadioptrisehen Objektivs vorgesehen sein. Durch die von der vorderen Komponente nach rückwärts auftretende "Einschnürung" kann der Fokussierungsmechanismus hinter der vorderen Komponente innerhalb seines Gesamtnenndurchmessers vorgesehen sein.are reversible to the same lens with different To look at enlargements. Furthermore, a mechanism for moving the primary mirror and for focusing the Katadioptrisehen lens can be provided. By the front component backwards occurring "constriction" For example, the focusing mechanism can be provided behind the front component within its nominal overall diameter.
Tabelle S für Beispiel III betrifft ein katadioptrisehes Objektiv ähnlich demjenigen gemäß Tabelle C mit dem Unterschied, daß die Doppellinse und die Abflachungelinse hinter dem Sekundärspiegel (Rg) durch eine dicke Einfachkomponente (Ry, Ro) ersetzt sind.Table S for Example III relates to a catadioptric Lens similar to that in Table C with the difference that the double lens and the flattened lens are behind the secondary mirror (Rg) by a thick single component (Ry, Ro) are replaced.
Beispiel III - Tabelle £ Katadioptrisch^ Objektiv - Brennweite 7.15Example III - Table £ Catadioptric ^ Lens - Focal length e 7.15
Radius Dicke oder Brechungs- Abbe- lichter Innen-Abstand index zahl V Durch- durchmesser messerRadius Thickness or Refraction Illuminated Inside Distance index number V diameter diameter
209857/07 1209857/07 1
Tabelle F für Beispiel III betrifft ein inverses Teleobjektiv auf der optischen Achse des katadioptrischen Objektivs gemäß Tabelle E. Dieses inverse Teleobjektiv hat *acht Komponenten, sieben Einfachkomponenten (R1 bis R14) und eine hintere Doppel· komponente (R1C bis R17) ·Table F for example III relates to an inverse telephoto lens on the optical axis of the catadioptric lens according to Table E. This inverse telephoto lens has * eight components, seven single components (R 1 to R 14 ) and a rear double component (R 1 C to R 17 ) ·
Beispiel III - Tabelle F Inverses Teleobjektiv - Brennveite 2.000Example III - Table F Inverse Telephoto Lens - Focal Length 2,000
1,40 27,61.40 27.6
1,401.40
1,40 64,21.40 64.2
1,401.40
1,85 60,41.85 60.4
1,851.85
1,851.85
209857/0715209857/0715
Das katadioptrIsche Objektiv gemäß Tabelle E hat eine hintere Brennweite von 0,0312, die Fokuseierungsebene befindet sich kurz hinter den Scheitel der Fläche (Hc) des Primärepiegels. Das Objektiv schließt einen Halbwinkel von + 4° bei einer relativen Apertur von F/0,89 ein. Die zur Korrektur des Astigmatismus dienende Doppellinse des Objektivs gemäß Tabelle C ist durch die einfache, dicke Komponente (R«, Rg) ersetzt, die denselben Zweck erfüllt. Gleichzeitig bewirkt sie eine Abflachung, so daß eine besondere Komponente zu diesem Zweck nicht erforderlich ist. Statt dessen ist eine lichtdurchlässige Platte sehr nahe der Brennebene angeordnet.The catadioptric objective according to Table E has a rear one Focal length of 0.0312, the plane of focus is located just behind the apex of the surface (Hc) of the primary mirror. The objective includes a half angle of + 4 ° with a relative aperture of F / 0.89. The one used to correct the Astigmatism serving double lens of the objective according to Table C is replaced by the simple, thick component (R «, Rg), which serves the same purpose. At the same time it causes a flattening, so a special component for this purpose is not required. Instead, a translucent plate is placed very close to the focal plane.
209852/D71F209852 / D71F
Die vordere Komponente des katadioptrischen Objektivs ist ringförmig, so daß das inverse Teleobjektiv (Tabelle F). hindurchführbar ist, dieses enthält jedoch die zweite Komponente (R^, R^) des katadioptrischen Objektivs als hinteres Element (R16» ^17) der hinteren Doppelkomponente.The front component of the catadioptric lens is annular, making the inverse telephoto lens (Table F). can be passed through, but this contains the second component (R ^, R ^) of the catadioptric lens as a rear element (R 1 6 >> 1 7) of the rear double component.
Das vollständige System dient zur Verwendung im Bereich des sichtbaren Lichtes und enthält eine Blende sowie gegebenenfalls eine Fokussierungsvorrichtung. Dieser Mechanismus kann in einer Einheit vorgesehen sein, die aus dem Primärspiegel, der zweiten Komponente mit dem Sekundärspiegel und der dicken Komponente hinter dem Sekundärspiegel besteht, so daß beide Objektive je nach abwechselnder Einschaltung fokussiert werden können. Das inverse Teleobjektiv schließt einen Halbwinkel von ±15° bei einer relativen Äperatur von F/2,0 ein. Es ist so aufgebaut, daß es ein Bild auf derselben Ebene erzeugt wie das katadioptrisch« Objektiv. Beide Objektive haben eine hohe Leistung im Hinblick auf Aberrationskorrektur.The complete system is intended for use in the visible light range and contains a diaphragm and, if necessary, a focusing device. This mechanism can be provided in a unit, which consists of the primary mirror, the second component with the secondary mirror and the thick Component behind the secondary mirror exists, so that both lenses can be focused depending on the alternating activation. The inverse telephoto lens closes a half angle of ± 15 ° at a relative temperature of F / 2.0. It is designed to produce an image on the same plane as the catadioptric lens. Both lenses have high performance in terms of aberration correction.
Tabelle G für Beispiel IV betrifft ein katadioptrisches Objektiv, das aus einem ringförmigen, konkaven Primärspiegel (R1), einem ringförmigen Sekundärspiegel (R2) und drei Linsenkomponenten (R-x bis Rg) zwischen dem Sekundärspiegel und der Fokussierungsebene besteht.Table G for Example IV relates to a catadioptric objective consisting of an annular, concave primary mirror (R 1 ), an annular secondary mirror (R 2 ), and three lens components (Rx to Rg) between the secondary mirror and the focal plane.
Beispiel IV - Tabelle G Katadioptrisch«β Objektiv - Brennweite 5.72Example IV - Table G Catadioptric «β lens - focal length 5.72
Radius Dicke oder Glasbezugs- lichter Innen-Abstand zahl Durch- durchRadius Thickness or glass reference clearances Inner distance number Diameter
messer messerknife knife
FlachglasFlat glass
FlachglasFlat glass
209857/07 1 S209857/07 1 p
52 2,2115 2 2.211
R3 - 4,4028 1,081R 3 - 4.4028 1.081
D1 0,126 14RS-5
R4 + 8,2800 1,081D 1 0.126 14RS-5
R 4 + 8.2800 1.081
53 0,0025 3 0.002
R5 + 4,7536 1,081R 5 + 4.7536 1.081
D2 0,309 14RS-5
R6 - 9,0472 1,081D 2 0.309 14RS-5
R 6 - 9.0472 1.081
54 0,5265 4 0.526
R7 + 5,6900 1,081R 7 + 5.6900 1.081
D3 0,183 14RS-5
R8 + 538,1125 1,081D 3 0.183 14RS-5
R 8 + 538.1125 1.081
Das katadioptrisch« Objektiv gemäß Tabelle G schließt ein Halbwinkelfeld, von + 5° einer relativen Aperatur von F/1,43 ein. Bs ist zur Anwendung mit Infrarotlicht bestimmt und hat eine hintere Brennweite von 1,0954, so daß die Bildebene ca. 0,2 hinter dem Scheitel des Primärspiegels angeordnet ist.The catadioptric lens according to Table G includes a half-angle field of + 5 ° and a relative aperture of F / 1.43 a. Bs is intended for use with infrared light and has a back focal length of 1.0954, so that the image plane is arranged approx. 0.2 behind the vertex of the primary mirror.
Der nicht ausgenutzte zentrale Bereich des Objektivs hat einen kleineren Querschnitt als bei den vorhergehenden Beispielen und dient zur Anpassung einer zweiten Bilderzeugungsvorrichtung, die aus einem Fadenkreuz-Einblendsystem besteht, welches gleichfalls mit Infrarotlicht arbeitet. Dieses System ist in üblicher Weise aufgebaut und wird daher nicht besonders beschrieben. Es ' ist so angeordnet, daß es ein Fadenkreuzbild auf den infrarotempfindlichen Bildempfangsbereich des katadioptrisehen Objektivs leitet, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Linsen R3 bis Rg als Teil des katadioptrischen Objektivs vorhanden sind. In diesem vierten Beispiel arbeitet die zweite Bilderzeugungsvorrichtung normalerweise gleichzeitig mit dem katadioptrischen Objektiv, so daß keine Blendenvorrichtung erforderlich ist. Es kann jedoch ein Fokussierungsmeohanismus vorgesehen sein.The unused central area of the objective has a smaller cross-section than in the previous examples and is used to adapt a second image-generating device, which consists of a cross-hair fade-in system, which also works with infrared light. This system is constructed in the usual way and is therefore not specifically described. It 'is arranged so that it directs a crosshair image onto the infrared-sensitive image receiving area of the catadioptric lens, taking into account that the lenses R 3 to Rg are present as part of the catadioptric lens. In this fourth example, the second imaging device normally operates simultaneously with the catadioptric objective, so that no diaphragm device is required. However, a focusing mechanism can be provided.
209857/Π715209857 / Π715
Es sei bemerkt, daß die optischen Systeme der Beispiele I bis III gleichfalls mit Fadenkreuz-Einblendvorrichtungen anstelle inverser Teleobjektive arbeiten können, was vom jeweiligen Anwendungszweck abhängt.It should be noted that the optical systems of Examples I to III can also work with crosshair fade-in devices instead of inverse telephoto lenses, which depends on the particular application.
Verschiedene Weiterbildungen und Abänderungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind im Rahmen der Erfindung möglich. Die beschriebenen Konstruktionen können bei Änderungen der Parameter bis zu ca. + 20% verwendet werden. Kleinere Änderungen können durchgeführt werden, beispielsweise können andere Glasarten oder andere lichtdurchlässige Stoffe vorgesehen sein, wenn die Leistungen der jeweiligen Flächen nicht mehr als + 0,5/F und die axialen Linsendicken sowie die axialen Abstände nicht mehr als 0,05F geändert werden. Falls erwünscht, können auch gewisse asphärische Flächen vorgesehen sein.Various developments and modifications of the exemplary embodiments described above are within the scope of the invention possible. The constructions described can be used if the parameters are changed by up to approx. + 20%. Minor changes can be made, for example other types of glass or other translucent materials can be used if the performance of the respective surfaces does not exceed + 0.5 / F and the axial lens thicknesses as well as the axial Distances cannot be changed more than 0.05F. If desired, certain aspherical surfaces can also be provided.
Die beiden optischen Systeme der Beispiele I bis IV sind jeweils in den Fig. 1 und 2, in den Fig. 3 und 4, in den Fig. 5 und 6 und in Flg. 7 der Zeichnungen dargestellt.The two optical systems of Examples I to IV are shown in FIGS. 1 and 2, in FIGS. 3 and 4, in FIG. 5, respectively and 6 and in Flg. 7 of the drawings.
2-0985?"/'Π7 1 52-0985? "/ 'Π7 1 5
Claims (7)
Bildfeldkrümmung unterstützende Komponente zwischen dem
Sekundärspiegel und dem Bildempfangsbereich aufweist und daß diese Komponente bzw. Komponenten ferner einen Teil
der zweiten bilderzeugenden Vorrichtung bildet bzw. bilden.7. Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the catadioptric lens at least one the correction of the astigmatism and the
Curvature of field supporting component between the
Secondary mirror and the image receiving area and that these component or components furthermore a part
of the second image forming device.
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DE2228236B2 DE2228236B2 (en) | 1981-01-08 |
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Families Citing this family (3)
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