DE2228236B2 - Mirror lens - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein optisches System mit einem Spiegelobjektiv, das einen ringförmigen konkaven Hauptspiegel und einen Sekundärspiegel enthält, der das Licht vom Hauptspiegel zum Bereich der Bildebene in der Nähe der Mittelöffnung des Hauptspiegels zurückwirft.The invention relates to an optical system with a mirror lens which has an annular concave Contains main mirror and a secondary mirror that carries the light from the main mirror to the area of the image plane reflects near the center opening of the main mirror.
Ein Spiegelobjektiv enthält eine oder mehrere spiegelnde Flächen, die im folgenden als Spiegel bszeichnet werden und zur Erzeugung eines Bildes in einer gewünschten Bildebene beitragen. Ein bekanntes Objektiv dieser Art enthält einen ringförmigen, konkaven Hauptspiegel, der die eintretenden Strahlen auf einen Sekundärspiegel kleineren Durchmessers zurückwirft, der auf der optischen Achse vor dem Hauptspiegel, el. h. /wischen dem Hauptspiegel und dem Objekt, angeordnet ist. Der Sekundärspiegel wirft das Licht vom Hauptspiegel zum Bereich der Bildebene in der Nähe der Mittelöffnung des Hauptspiegels zurück.A mirror lens contains one or more reflective surfaces, hereinafter referred to as mirrors be drawn and used to create an image in contribute to a desired image level. A well-known lens of this type contains an annular, concave main mirror, which directs the incoming rays to a secondary mirror of smaller diameter that throws back on the optical axis in front of the Main mirror, el. H. / wipe the main mirror and the object that is located. The secondary mirror throws that Light from the main mirror back to the area of the image plane near the central opening of the main mirror.
Bei einem derartigen bekannten Spiegelobjektiv wird der miniere Bereich des Sekundärspiegels nicht ausgenutzt da der auf ihn aufraffende Strahl nach der Reflexion am Hauptspiegel einen kreisförmigen Querschnitt hatIn the case of such a known mirror objective, the area of the secondary mirror is not minimized exploited because the beam reaching up on him after the Reflection on the main mirror has a circular cross-section
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches System anzugeben, bei dem der mittlere Bereich des Sekundärspiegeis zur Leistungsverbesserung ausgenutzt wird.It is the object of the invention to specify an optical system in which the middle area of the secondary mirror is used to improve performance.
Diese Aufgabe wird für ein optisches System eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des zentralen Bereiches, der durch den Innendurchmesser des Sekundärspiege^ gebildetThis object is achieved according to the invention for an optical system of the type mentioned at the beginning solved that within the central area formed by the inner diameter of the secondary mirror ^
ίο wird, ein unabhängiges, axial angeordnetes, abbildendes optisches System vorgesehen istίο becomes, an independent, axially arranged, mapping optical system is provided
Durch die Erfindung wird also der mittlere Bereich des Sekundärspiegels dazu verwendet, ein zweites optisches System mit dem Spiegelobjektiv auf gemein-γ samer optischer Achse anzuordnen.The invention therefore uses the middle area of the secondary mirror to create a second optical system with the mirror lens on common-γ samer optical axis to be arranged.
Spiegelobjektive haben einen weiten Anwendungsbereich und werden im allgemeinen immer dann eingesetzt, wenn ein relativ kleines Bildfeld (nicht größer als ca. 15°) bei relativ großem Öffnungsverhältnis, beispielsweise von 1 :1,0, eingeschlossen werden soll, insbesondere, wenn eine kleine bildseitige Schnittweite gefordert ist Diese Anwendungsfälle sind beispielsweise bei Ziel- oder Peilvorrichtungen und bei Nachtsichtgeräten gegeben, die mit Infrarotstrahlung arbeiten können. Die Bezeichnungen »Strahlung«, »abbildend«, »spiegelnd« usw. sollen in der folgenden Beschreibung in diesem Sinne verstanden werden.Mirror lenses have a wide range of uses and generally always will used when a relatively small field of view (not larger than approx. 15 °) with a relatively large aperture ratio, for example of 1: 1.0, should be included, especially if a small focal length on the image side is required These applications are, for example, targeting or direction finding devices and Given night vision devices that can work with infrared radiation. The terms "radiation", "Representing", "reflecting" etc. should be understood in this sense in the following description.
Wenn das Spiegelobjektiv beispielsweise in einer Zielvorrichtung verwendet wird, kann als weiteres optisches System ein Fadenkreuz-Einblendsystem vorgesehen sein. In diesem Fall werden die Bilder des mit dem Spiegelobjektiv aufgenommenen Objekts und des mit dem Einblendsystem aufgenommenen Fadenkreuzes in der Bildebene einander überlagert, wobei dieser Bereich beispielsweise durch die Katodenfläche einer Bildverstärkerröhre gebildet sein kann.If the mirror lens is used, for example, in a target device, then another optical system a crosshair fade-in system can be provided. In this case, the images of the the object recorded with the mirror lens and the cross-hairs recorded with the fade-in system superimposed on each other in the image plane, this area for example by the cathode surface of a Image intensifier tube can be formed.
Bei anderen Anwendungsfällen des Spiegelobjektivs kann als axial angeordnetes, abbildendes obptisches
System ein zweites Objektiv beispielsweise ein Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive, vorgesehen
sein, so daß das Objekt mit unterschiedlichen Vergrößerungen zu betrachten ist. In diesem Fall kann
das Gesamtsystem eine Blende oder einen Verschluß enthalten, wodurch nur das Spiegelobjektiv oder das
weitere Objektiv jeweils eingeschaltet ist. Objektive vom Typ umgekehrter Teleobjektive werden im
folgenden kürzer als umgekehrte Teleobjektive bezeichnet.
Das axial angeordnete, abbildende optische System kann zumindest eine Linse gemeinsam mit dem
Spiegelobjektiv aufweisen. Beispielsweise kann das Spiegelobjektiv eine Linse vor dem Hauptspiegel
enthalten, die den Sekundärspiegel auf ihrer Rückseite trägt und auch ein Teil des umgekehrten Teleobjektivs
ist. Eine vordere Linse kann vorgesehen sein, die gleichfalls ein Teil des umgekehrten Teleobjektivs ist
und sich vor der den Sekundärspiegel tragenden Linse befindet Ferner kann das Spiegelobjektiv zumindest
eine Linse zur Korrektur des Astigmatismus und der Bildfeldkrümmung zwischen dem Sekundärspiegel und
der Bildebene enthalten. Diese bildet gleichfalls einen Teil des weiteren optischen Systems. In Verbindung mit
diesen Möglichkeiten sei darauf hingewiesen, daß die Bezeichnungen »vorn« und »hinten« bezüglich derIn other applications of the mirror objective, a second objective, for example an objective of the inverted telephoto type, can be provided as an axially arranged, imaging optical system, so that the object can be viewed with different magnifications. In this case, the overall system can contain a diaphragm or a shutter, whereby only the mirror lens or the further lens is switched on in each case. Lenses of the inverted telephoto type are hereinafter referred to for short as inverted telephoto lenses.
The axially arranged, imaging optical system can have at least one lens together with the mirror objective. For example, the mirror lens can contain a lens in front of the main mirror which carries the secondary mirror on its rear side and is also part of the inverted telephoto lens. A front lens can be provided, which is also part of the inverted telephoto lens and is located in front of the lens carrying the secondary mirror. This also forms part of the further optical system. In connection with these possibilities it should be pointed out that the terms "front" and "rear" refer to the
μ Eintrittsrichtung des Lichtes in das Spiegelobjektiv zu
verstehen sind, d. h. des Lichtes, das von vorn auf den Hauptspiegel fällt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden imμ The direction of entry of the light into the mirror lens is to be understood, ie the light that falls from the front onto the main mirror.
Embodiments of the invention are in
folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigtdescribed below with reference to the figures. It shows
F i g. 1 ein Spiegelobjektiv,F i g. 1 a mirror lens,
Fig.2 ein Objektiv nach Art eines umgekehrten Teleobjektivs, das bei einem · Spiegelobjektiv nach F i g. 1 einsetzbar ist,2 shows a lens in the manner of an inverted one Telephoto lens which, in the case of a mirror lens according to FIG. 1 can be used,
Fig.3 und 4 eine weitere Möglichkeit des Einsatzes eines Objektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive in einem Spiegelobjektiv,Fig. 3 and 4 a further possibility of use an inverted telephoto type lens in a mirror lens,
F i g. 5 und 6 eine weitere Möglichkeit des Einsatzes eines Objektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive in einem Spiegelobjektiv undF i g. 5 and 6 show another way of using an inverted telephoto type lens in FIG a mirror lens and
F i g. 7 ein Spiegelobjektiv, das für den Einbau eines Fadenkreuz-Einblendsystems geeignet ist.F i g. 7 a mirror lens which is suitable for the installation of a crosshair fade-in system.
Numerische Daten für vier Ausführungsbeispiele eines Spiegelobjektivs sind zusammen mit numerischen Daten für Beispiele eines gleichzeitig verwendeten umgekehrten Teleobjektivs gemäß einem Gesamtsystem nach der Erfindung in den folgenden Tabellen angegeben, in denen Ri, Ri... die Krümmungsradien der einzelnen, nacheinander angeordneten Flächen des Objektivs sind, an denen das Licht einfällt und dasNumerical data for four exemplary embodiments of a mirror lens are given together with numerical data for examples of a simultaneously used inverted telephoto lens according to an overall system according to the invention in the following tables, in which Ri, Ri ... are the radii of curvature of the individual, successively arranged surfaces of the lens where the light falls and that
Beispiel I - Tabelle A
Spiegelobjektiv - Brennweite 7,194 positive Vorzeichen eine gegenüber der Vorderseite
konvexe Krümmung und das negative Vorzeichen eine gegenüber der Vorderseite konkave Krümmung angibt.
D\, Di .., bezeichnen die axiale Dicke der jeweiligen Linse. Si, Si... bezeichnen die Luftabstände zwischen
den einzelnen Linsen. Die Tabellen enthalten diu Brechzahlen nu und die Abbezahlen Vderfürdic Linser
verwendeten Gläser, ferner die wirksamen Öffnungen der einzelnen Flächen und, falls für das SpiegelobjektivExample I - Table A
Mirror lens - focal length 7.194 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 \, Di .. , denote the axial thickness of the respective lens. Si, Si ... denote the air gaps between the individual lenses. The tables contain diu refractive indices and the Abbe numbers nu Vderfürdic Linser used glasses, and also the effective openings of the individual surfaces and, if the mirror objective
ίο in Frage kommend, die Durchmesser der Mittelöffnung der Ringflächen. Im Falle von Ringteilen smrl die Dickenwerte D\, D2 und die Abstände S\, S: in den Tabellen Nennwerte, die die entsprechenden Werte für die axiale Dicke und die Abstände angeben, wenn die jweiligen Flächen vollständig wären.ίο in question, the diameter of the central opening of the annular surfaces. In the case of ring parts smrl the thickness values D \, D 2 and the distances S \, S: in the tables 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 Spiegelobjektiv mit einer einfachen Frontlinse (R1, R2), auf die das Licht zuerst einfällt, einer einfachen zweiten Linse (Rs, A4), einem Hauptspiegel (Ri) und einem Sekundärspiegel (R6), der das am Hauptspiegel reflektierte Licht empfängt und es auf die Bildebene zurückwirft (F i g. 1).Table A for Example I relates to a mirror lens with a simple front lens (R 1 , R 2 ) on which the light is incident first, a simple second lens (Rs, A 4 ), a main mirror (Ri) and a secondary mirror (R 6 ), which receives the light reflected at the main mirror and reflects it back onto the image plane (FIG. 1).
Radiusradius
Dicke oder Abstand BrechzahlThickness or distance refractive index
ÖffnungEffective
opening
der MittelöfTnungdiameter
the central opening
8,008.00
8.00
3,603.60
3.60
8,008.00
8.00
2,402.40
2.40
3,743.74
1,601.60
Tabelle B für Beispiel I betrifTt ein in dem Spiegelobjektiv gemäß Tabelle A auf gemeinsamer optischer Achse angeordnetes umgekehrtes Teleobjektiv. Es bestellt aus sechs einfachen Linsen (Λ| bis Ri2)(Fi*,. 2).Table B for example I relates to an inverted telephoto lens arranged in the mirror lens according to Table A on a common optical axis. It is made up of six simple lenses (Λ | to Ri 2 ) (Fi * ,. 2).
Beispiel I - Tabelle BExample I - Table B
Umgekehrtes Teleobjektiv - Brennweite 2,00Inverted telephoto lens - focal length 2.00
Radiusradius
Dicke oder Abstand Brechzahl AbbezahlThickness or distance refractive index Abbe number
Wirksame ÖffnungEffective opening
1,7551,755
1,5171.517
1.5171,517
1.755 2",61.755 2 ", 6
04,204.2
64.264.2
27.627.6
1,800 1,800 1,800 1,8001,800 1,800 1,800 1,800
2.100 2.HX) 2.KX)2.100 2.HX) 2.KX)
KndiuKndiu
Dicke oder Ahsliind Hn-ch/ahl Ahhe/.ililThickness or Ahsliind Hn-ch / ahl Ahhe / .ilil
Öffnungopening
As +2,6602As +2.6602
Λ., +21,4100Λ., +21.4100
/fm -2,3782/ fm -2.3782
/fM +1,9570/ f M +1.9570
W1, ι 12,8800W 1 , ι 12.8800
.V, 0,1721.V, 0.1721
lh 0.335O lh 0.335O
.Vi 0.04X0.Vi 0.04X0
I)1, 0,3330 I) 1 , 0.3330
1,5171.517
1.517 64,21,517 64.2
64,264.2
2,100 2.100 2,100 2.1(X) 2,KX)2.100 2.100 2.100 2.1 (X) 2, KX)
Das Spiegelobjektiv gemäß Tabelle A hat eine bildseitige Schnittweite von 3.0625, gemessen ausgehend vnrn Sek'JPrlärsnipgrl Das iimgpkrhrtp Tdrnhjrktiv gemäß Tabelle B hat eine bildseitige Schnittweite von 3,7335, gemessen vom Scheitel der Fläche /?,2. Das umgekehrte Teleobjektiv, das üblicherweise aus einer divergierenden Frontgruppe (R\ bis Ri) und einer konvergierenden hinteren Gruppe (R', bis /?i2) mit großem Abstand hinter der Frontgruppe besteht, ist teilweise, d. h. an der hinteren Gruppe, innerhalb der mittleren öffnungen der vorderen und zweiten Linse des Spiegelobjektivs 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 Öffnung erreicht ist.The mirror lens according to Table A has an image-side back focus of 3.0625, measured from the top of the surface / ?, 2 . The inverted telephoto lens, which usually consists of a diverging front group (R \ to Ri) and a converging rear group (R ', to /? I2 ) with a large distance behind the front group, is partially, that is, at the rear group, within the middle Openings of the front and second lens of the mirror lens attached. 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 angle of view and the respective relative aperture.
Das Spiegelobjektiv ist so korrigiert, daß ein maximal nutzbarer Bildwinkel von 4= bei einem relativen Öffnungsverhältnis von I : 0.89 eingeschlossen wird, führend das umgekehrte Teleobjektiv so korrigiert ist.The mirror lens is corrected so that a maximum usable angle of view of 4 = is included with a relative aperture ratio of I: 0.89, leading the inverted telephoto lens is corrected in this way.
Beispiel Il - Tabelle C
Spiegelobjektiv - Brennweit.· "M 17 daß ein maximal nutzbarer Bildwinkel von 15° bei einem
relativen Öffnungsverhältnis von I : 2 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 aines der
beiden Objektive jeweils eingeschaltet ist.Example II - Table C
Mirror lens - focal length. · "M 17 that a maximum usable angle of view of 15 ° with a relative aperture ratio of I: 2 is included. The complete system enables the same object to be viewed alternately with two different magnifications, and an adjustable aperture is provided, see above that only one of the two lenses is switched on.
Die verwendeten Gläser ermöglichen eine Benutzung des optischen Systems im Spektralbereich zwischen 500 nm und 800 nm. bemerkenswert ist die extrem kurze Gesamtlänge des Spiegelobjektivs. Die Bildebene, die durc^ die Katodenfläche einer Bildverstärkerröhre gebildet sein kann, ist kurz vor dem Scheitel des konkaven Hauptspiegels angeordnet.The glasses used enable the optical system to be used in the spectral range between 500 nm and 800 nm. The extremely short one is remarkable Total length of the mirror lens. The image plane passing through the cathode surface of an image intensifier tube can be formed, is arranged just before the vertex of the concave main mirror.
Tabelle C für Beispiel Il betrifft ein Spiegelobjektiv, das eine einfache Frontlins'i (Rt, R2), eine einfache zweite Linse (Ri, Ra), einen Hauptspiegel (R5), einen Sekundärspiegel (Rb) auf der Rückseite (R*) der zweiten Linse und drei Linsen (Ri bis Λ12) hinter dem Sekundärspiegel vor der Bildebene enthält (F i g. 3).Table C for example II concerns a mirror lens which has a simple front lens (Rt, R2), a simple second lens (Ri, Ra), a main mirror (R5), a secondary mirror (Rb) on the back (R *) of the second lens and three lenses (Ri to Λ12) behind the secondary mirror in front of the image plane (Fig. 3).
R.icliiisR.icliiis
Dicke oiler Abstand Brechzahl AbbezahlThickness oiler distance refractive index Abbe number
Wirksame
ÖffnungEffective
opening
Durchmesser der MittelöfTnungCenter opening diameter
+ 10.7100
+ 39,9100
- 7.4690
-72.0000
-11,6200+ 10.7100
+ 39.9100
- 7.4690
-72.0000
-11.6200
R1, -72,0000 R 1 , -72.0000
R- +2,6300 R- +2.6300
R, -10,4400 R, -10.4400
R„ -8,1511 R " -8.1511
R11, + 2.6600 R 11 , + 2.6600
Γι ι "I Tl 1 ΛΓι ι "I Tl 1 Λ
/?,, +46.5200/? ,, +46.5200
D 0.750 D 0.750
■V; 6.7 !2■ V; 6.7! 2
D (1.250 D (1.250
.S": 3.049.S ": 3.049
53 3,0495 3 3,049
54 1,582 D} 0,4005 4 1.582 D } 0.400
55 0,060 D4 0.100 S, 0,748 D5 0,1255 5 0.060 D 4 0.100 S, 0.748 D 5 0.125
1.5171,517
1.5171,517
Aluminisiertes FlachglasAluminized flat glass
Aluminisiertes GlasAluminized glass
1,7551,755
1,8051.805
1,805 64,21.805 64.2
64.264.2
27,627.6
25,425.4
25,425.4
8.200
8.200
6,200
6,200
6,2008,200
8,200
6,200
6,200
6,200
2,9602.960
2,200
2,200
2,200
2,200
1,100
1,1002,200
2,200
2,200
2,200
1,100
1,100
3,00 1,483.00 1.48
Tabelle D für Beispiel Il betrifft ein umgekehrtes Teleobjektiv, das auf der optischen Achse des Spiegelobjektivs gemäß Tabelle C angeordnet ist und aus neun Linsen besteht, und zwar acht einfachen Linsen (R1 bis K,h) und einer hinteren Doppellinse (R\i bis R\<>) (F ig. 4).Table D for example II relates to an inverted telephoto lens which is arranged on the optical axis of the mirror lens according to Table C and consists of nine lenses, namely eight simple lenses (R 1 to K, h) and a rear double lens (R \ i to R \ <>) (Fig. 4).
Beispiel Il - Libelle 13Example Il - Dragonfly 13
Umgekehrtes Teleobjektiv - Brennweile 2,(K)Inverted telephoto lens - focal length 2, (K)
Radiusradius
Dicke oder Abstand Hrceh/ahlThickness or distance Hrceh / ahl
1.517 1.755 1.518 1.519 1.518 1.755 1,518 1.5181,517 1,755 1,518 1,519 1,518 1,755 1.518 1,518
1,5181.518
1,5171.517
ÖffnungEffective
opening
(8,20)(8.20)
(8.20)
1,601.60
1.60
1.601.60
1.60
1.851.85
1.85
1,851.85
1.85
1,851.85
1.85
1,851.85
1.85
2.001.85
2.00
64,264.1
64.2
(6,20)
(6.20)2.00
(6.20)
(6.20)
Das Spiegelobjektiv gemäß Tabelle C hat eine biidseitige Schnittweite von 0.061, die Bildebene befindet sich kurz hinter dem Scheitel der Fläche i?5 des Hauptspiegels. Dieses Objektiv hat einen maximal nutzbaren Bildwinkel von 4° bei einem relativen Öffnungsverhältnis von 1 :0,89. Die Linsen geringen Durchmessers kurz vor der Bildebene sind von besonderem Interesse. Die Doppellinse (R7 bis Rio) dient in erster Linie zur Korrektur der primären sphärischen Aberration und des Astigmatismus, die durch den Hauptspiegel und die Linsen größeren Durchmessers vor ihm erzeugt werden. Die letzte Linse An, Ru) ist in erster Linie eine Linse geringer Brechkraft. Durch die Flächen AV bis Ä12 wird ein ausreichender Freiheitsgrad erreicht, um eine hohe Aberrationskorrektur und gleichzeitig einen Krümmungswert für die hintere Fläche (RU) der zweiten Linse zu ermöglichen, der ein Tragen des Sekundärspiegels (Rt) gewährleistetThe mirror lens according to Table C has a bilateral focal length of 0.061, the image plane is located just behind the vertex of the surface i? 5 of the main mirror. This lens has a maximum usable angle of view of 4 ° with a relative aperture ratio of 1: 0.89. The small diameter lenses just before the image plane are of particular interest. The dual lens (R7 to Rio) is primarily used to correct the primary spherical aberration and astigmatism created by the primary mirror and the larger diameter lenses in front of it. The last lens An, Ru) is primarily a lens of low refractive power. A sufficient degree of freedom is achieved through the areas AV to A12 to enable a high aberration correction and at the same time a curvature value for the rear surface (RU) of the second lens which ensures that the secondary mirror (Rt) is supported
Das umgekehrte Teleobjektiv gemäß Tabelle D » nthält die Frontlinse und die zweite Linse (R\, R2 und R3, Ra) des Spiegelobjektivs als die vordere Komponente (R\, «y und das hintere Element (R\g, Rig) seiner hinteren Doppellinse. Die übrigen Linsen des umgekehrten Teleobjektivs sind zwischen den beiden genannten Linsen des Spiegelobjektivs angepaßt angeordnet Es ist zu berücksichtigen, daß die Flächen AV bis R\2 geringen Durchmessers des Spiegelobjektivs in dem Strahlengang des umgekehrten Teleobjektivs angeordnet sind. Der geringe Abstand dieser Flächen AV bis Ä12 zur Bildebene, der für das umgekehrte Teleobjektiv und für das Spiegelobjektiv derselbe ist, hat zur Folge, daß diese Linsen (Rj bis Ä12) die Lage der Bildebene des umgekehrten Teleobjektivs praktisch nicht beeinträchtigen, da dieses eine ausreichend große Schärfentiefe hat Der Aufbau der effektiven Linsen dieses Objektivs erfolgt natürlich zur guten Aberra-The inverted telephoto lens according to Table D keeps the front lens and the second lens (R \, R2 and R3, Ra) of the mirror lens as the front component (R \, «y and the rear element (R \ g, Rig) of its rear double lens The remaining lenses of the inverted telephoto lens are arranged in an adapted manner between the two mentioned lenses of the mirror lens. It must be taken into account that the small diameter surfaces AV to R \ 2 of the mirror lens are arranged in the beam path of the inverted telephoto lens Ä12 to the image plane, which is the same for the inverted telephoto lens and for the mirror lens, has the consequence that these lenses (Rj to Ä12) practically do not affect the position of the image plane of the inverted telephoto lens, since this has a sufficiently large depth of field Lenses of this lens are of course made for good aberration
lionskorrektiir unter Berücksichtigung auch der Flächen abwechselnd einschaltbar sind, um ein und dasselbelionskorrektiir, also taking into account the areas, can be switched on alternately to one and the same
Rj bis R\2 geringen Durchmessers des .Spiegelobjektivs. Objekt mit unterschiedlichen Vergrößerungen zu Rj to R \ 2 small diameter of the mirror lens. Object with different magnifications
Es ist deshalb möglich, mit einem Spiegelobjektiv mit betrachten. Ferner kann ein Mechanismus zur Bewe-It is therefore possible to view with a mirror lens. Furthermore, a mechanism for moving
Linscn hinter dem Sekundärspicgel. die weiter von der gung des Hauptspiegels und zur Fokussierung desLens behind the secondary mirror. the further from the movement of the main mirror and the focusing of the
Bildebene entfernt sind, diese Linsen als einen , Spiegelobjektivs vorgesehen sein. Durch die von derIf the image plane is removed, these lenses can be provided as a mirror lens. By the
wesentlichen Teil des axial angeordneten, abbildenden vorderen Linse nach rückwärts auftretende »Einschnü-essential part of the axially arranged, imaging front lens to the rear occurring »constriction
optischen Systems auszunutzen, das im Bereich der rung« kann der Fokussierungsmechanismus hinter derThe optical system can take advantage of the focus mechanism behind the
mittleren Öf'nung des Spiegelobjektivs arbeitet. vorderen Linse innerhalb seines Gesamtnenndurchmes-middle opening of the mirror lens works. front lens within its overall nominal diameter
Das umgekehrte Teleobjektiv gemäß Tabelle D hat sers vorgesehen sein.The inverted telephoto lens according to Table D has to be provided.
einen maximal nutzbaren Bildwinkel von 15° bei einem m Tabelle E für Beispiel III betrifft ein Spiegelobjektiva maximum usable angle of view of 15 ° with an m Table E for example III relates to a mirror lens
relativen Öffnungsverhältnis von I : 2. Das vollständige ähnliche demjenigen gemäß Tabelle C mit demrelative aperture ratio of I: 2. The complete similar to that according to Table C with the
System soll im Bereich des sichtbaren Lichtes LJnterschied, daß die Doppellinse und die Linse geringerThe system should differ in the range of visible light that the double lens and the lens less
verwendet werden, und gemäß Beispiel I ist eine Blende Brechkraft hinter dem Sekundärspiegel (Rf1) durch einecan be used, and according to Example I is a diaphragm refractive power behind the secondary mirror (Rf 1 ) through a
so angeordnet, daß die beiden Objektive wahlweise dicke Einfachlinse (Ri, R«) ersetzt sind (F i g. >).arranged in such a way that the two objectives are optionally replaced with thick single lenses (Ri, R «) (Fig.>).
Beispiel III - Tabelle V. Spiegelobjektiv - Brennweite 7,15Example III - Table V. Mirror Lens - Focal Length 7.15
2.84 1.2X2.84 1.2X
1.88 42,841.88 42.84
1,881.88
1,38 56,131.38 56.13
1,381.38
Tabelle F für Beispiel ill betrifft ein umgekehrtes Teleobjektiv auf der optischen Achse des Spiegelobjektivs gemäß Tabelle E. Dieses umgekehrte Teleobjektiv hat acht Linsen, sieben Einfachlinsen (Rι bis RM) und eine hintere Doppellinse (R,s bis R,7). (Fig. 6)Table F for example ill concerns an inverted telephoto lens on the optical axis of the mirror lens according to Table E. This inverted telephoto lens has eight lenses, seven single lenses (Rι to R M ) and a rear double lens (R, s to R, 7). (Fig. 6)
Beispiel III - Tabelle FExample III - Table F
Umgekehrtes Teleobjektiv - Brennweite 2,000Inverted telephoto lens - focal length 2,000
IlIl
Das Spiegelobjektiv gemäß Tabelle E hat eine bildseitige Schnittweite vor 0,0312, die Bildebene befindet sich kurz hinter dem Scheitel der Flache (R^) des Hauptspiegels. Das Objektiv hat einen maximal nutzbaren Bildwinkel von 4° bei einem relativen Öffnungsverhältnis von 1 :0,89. Die zur Korrektur des Astigmatismus dienende Doppellinse des Objektivs gemäß Tabelle C ist durch die einfache, dicke Linse (Rj. Rs) ersetzt, die denselben Zweck erfüllt. Gleichzeitig bewirkt sie eine Abflachung, so daß eine besondere Linse zu diesem Zweck nicht erforderlich ist. Stattdessen ist eine lichtdurchlässige Platte sehr nahe der Bildebene angeordnet.The mirror lens according to Table E has an image-side focal length before 0.0312, the image plane is located just behind the vertex of the surface (R ^) of the main mirror. The lens has a maximum usable angle of view of 4 ° with a relative aperture ratio of 1: 0.89. The double lens used to correct the astigmatism of the objective according to Table C is replaced by the simple, thick lens (Rj. Rs) , which serves the same purpose. At the same time, it causes a flattening, so that a special lens is not required for this purpose. Instead, a translucent plate is placed very close to the image plane.
Die vordere Linse des Spiegelobjektivs ist ringförmig. so daß das umgekehrte Teleobjektiv (Tabelle F) hindurchführbar ist, dieses enthält jedoch die zweite Linse (Rj, R*) des Spiegelobjektivs als hinteres Element (R\i, Ru) der hinteren Doppellinse.The front lens of the mirror lens is ring-shaped. so that the inverted telephoto lens (Table F) can be passed through, but this contains the second lens (Rj, R *) of the mirror lens as the rear element (R \ i, Ru) of the rear double lens.
Das vollständige System dient zur Verwendung im Bereich des sichtbaren Lichtes und enthält eine Blende sowie gegebenenfalls eine Fokussiervorriehtung. Dieser Mechanismus kann in einer Einheit vorgesehen sein, die aus dem Hauptspiegel, der zweiten Linse mit dem Sekundärspiegel und der dicken Linse hinter dem Sekundärspiegd besteht, so daß beide Objektive je nach abwechselnder Einschaltung fokussiert werden können. Das umgekehrte Teleobjektiv hat einen maximal nutzbaren Bildwinkel von 15 bei einem relativen Öffnungsverhältnis von 1 : 2. Es ist so aufgebaut, daß es ein Bild auf derselben Ebene erzeugt wie das Spiegelobjektiv. Beide Objektive haben eine hohe Leistung im Hinbück auf \berrationskorrt.-ktur.The complete system is for use in the visible light range and contains a screen and, if necessary, a focusing device. This Mechanism can be provided in a unit that from the main mirror, the second lens with the secondary mirror and the thick lens behind the Secondary mirror exists, so that both lenses depending on alternating switching on can be focused. The inverted telephoto lens has a maximum usable angle of view of 15 with a relative aperture ratio of 1: 2. It is designed so that it creates an image on the same plane as the mirror lens. Both lenses have a high Performance in the context of \ berrationskorrt.-ktur.
Tabelle G für Beispiel IV betrifft ein Spiegelobjektiv, das aus einem ringförmigen. konka\en Hauptsiiegel (R\), einem Sekundarspiegel (R:), der das Lieh; vom Hauptspiegel zum Bereich der Bildebene in :ier Nähe der Mittelöffnung des Hauptspiegels zurückwirft, und drei Linsen (Rs bis Rf) /wischen dem .Sekundärspiegel und der Bildebene besteht (F : g. 7).Table G for Example IV relates to a mirror lens made up of an annular. konka \ en Hauptsiiegel (R \), a secondary mirror (R :), which holds the loan; from the main mirror to the area of the image plane in: ier near the central opening of the main mirror, and three lenses (R s to R f ) / between the .Sekundärspiegel and the image plane consists (F: g. 7).
Beispiel IV - Tabelle G
Spiegelobjektiv - Brennweite 5,72Example IV - Table G
Mirror lens - focal length 5.72
Radiusradius
Wirksame ÖffnungEffective opening
Durchmesser der MittelölTnungMiddle oil diameter
A4 +8,2800A 4 +8.2800
/?5 +4,7536/? 5 +4.7536
Rh R h -9,0472-9.0472
R7 R 7 +5,6900+5.6900
Ax +538,1125A x +538.1125
53 5 3 0,002 D, 0.002 D, 0,3090.309
54 5 4 0,526 D3 0.526 D 3 0,1830.183
ThaHium-BrornjodidThaHium bromide iodide
Thallium-BromjodidThallium bromoiodide 1,081 1,0811.081 1.081
1,081 1,0811.081 1.081
1,0811.081
Das Spiegelobjektiv gemäß Tabelle G bat einen maximal nutzbaren Bildwinkel von 5° bei einem relativen Öffnungsverhältnis von 1 :1,43. Es ist zur Anwendung bei Infrarotstrahlung bestimmt und hat eine bildseitige Schnittweite von 1,0954, so daß die Bildebene ca. 0,2 hinter dem Scheitel des Hauptspiegels angeordnet istThe mirror lens according to Table G had a maximum usable angle of view of 5 ° for a relative aperture ratio of 1: 1.43. It is for Application for infrared radiation and has an image-side focal length of 1.0954, so that the image plane about 0.2 is located behind the vertex of the main mirror
Der nicht ausgenutzte zentrale Bereich des Objektivs i.at einen kleineren Querschnitt als bei den vorhergehenden Beispielen und dient zur Anpassung eines axial jo angeordneten optischen Systems, das aus einem Fadenkreuz-Einblendsystem besteht, welches gleichfalls mit Infrarotstrahlung arbeitet. Dieses System ist in üblicher Weise aufgebaut und wird daher nichtThe unused central area of the objective has a smaller cross section than in the previous examples and is used to adapt an axial jo arranged optical system, which consists of a cross-hair fade-in system, which also works with infrared radiation. This system is built in the usual way and is therefore not besonders beschrieben. Ls ist so angeordnet, daß es eir Fadenkreuzbild auf den infrarotempfindlichen Bereich der Bildebene des Spiegelobjektivs leitet, wobei zi berücksichtigen ist, daß die Linsen R3 bis Rg als Teil de« Spiegelobjektivs vorhanden sind. In diesem vierter Beispiel arbeitet das axial angeordnete optische Systerr nonnalsrweise gleichzeitig mit dem Spiegelobjektiv, se daß keine Blendenvorrichtung erforderlich ist Es kanr jedoch ein Fokussierungsmechanismus vorgesehen sein. Es sei bemerkt, daß die optischen Systeme dei Beispiele I bis HI gleichfalls mit Fadenkreuz-Einblend vorrichtungen anstelle umgekehrter Teleobjektive arbeiten können, was vom jeweiligen Anwendungs zweck abhängt.specially described. Ls is arranged in such a way that it directs a crosshair image onto the infrared-sensitive area of the image plane of the mirror lens, whereby it must be taken into account that the lenses R 3 to Rg are present as part of the mirror lens. In this fourth example, the axially arranged optical system normally operates simultaneously with the mirror lens, so that no diaphragm device is required. However, a focusing mechanism can be provided. It should be noted that the optical systems of Examples I to HI can also work with crosshair fade-in devices instead of inverted telephoto lenses, which depends on the particular application.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10301633A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-07-29 | Daimlerchrysler Ag | Catadioptric camera for performing distance surveillance/monitoring of motor vehicles in front has lenses and curved mirror surfaces to act as image-transmitting elements |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10301633A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-07-29 | Daimlerchrysler Ag | Catadioptric camera for performing distance surveillance/monitoring of motor vehicles in front has lenses and curved mirror surfaces to act as image-transmitting elements |
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