DE2603455A1

DE2603455A1 - Afokaler, pankratischer fernrohrvorsatz

Info

Publication number: DE2603455A1
Application number: DE19762603455
Authority: DE
Inventors: Gary R Noyes
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1976-09-09
Also published as: IT1057257B; NL7602070A; FR2302538A1; JPS6127723B2; IL48865A; SE7601983L; IL48865A0; SE413558B; US3947084A; FR2302538B1; GB1488472A; JPS51110347A; DE2603455B2; NL171629B; DE2603455C3; NL171629C

Description

Anmelder in; otubtgart, 27

Hughes iuiroj'ai*t Oüßii);aiy i 5153 £>/kg

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Culver Oity, U.'ilil". , V.iit.A.

Afokaler, pankratitjcher I'Or-nrohrvorautz

Die Krfindurii'; bf--tj^ifft einen afokalen, Pernrol^voraatz für ein Objektiv mit fester Breniiive.ite_o

Die Ein.'jHtzfähigkeit von Infrarot-liadai^systemen und Bildgeräten bei allen Wetterbedingungen und bei liaclit hat zu d'..:j"fin zuiiehrneiidex¹ Vezntfeiidung und zur iwitwicklun von LImHiUH^jttmen geführt, die für solche üysfceme und

./ ♦

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Geräte geeignet sind«, üiine Art soldier Geräte ist unter dem Acronym ¹¹Ii¹LIR¹¹ bekannt, das von "fox'waixl looking infrared"" abgeleitet ist. Diese Systeme werden vorzugsweise iia Bein;ich der Wellenlängen von 2 bis 20 <-m betrieben. Solche Systeme sind nornalex'weiiie mit einer miuirialen Anzahl von Linoonelementeii ausgestattet, wo 11 die relativ hohen Durchlaßvei^luate von Linsen, die iia Infrarotbepeich. durchlässig sind, die Anwendung einer größeren Anzahl von Linsen zur Korrektur der .aberration entgegenstehen, die im Bereich des sichtbaren Lichtes und insbesondere bei Systemen mit veränderbarer Brennweite üblich ist. Die auf Durchlaßverluste zurückzuführenden Beschränkungen bilden besonders dann ein Problem,, das größer ist als das in sichtbaren Bereich angetroffene, wenn der Versuch gemacht, wird, ein FLHl-Uyatem mit einem Objektiv veränderbarer- Brennweite auszustatten» Dies gilt insbesondere für ein solches System veränderbarer Brennweite, das als afokaler Vorsatz ausgebildet ist, welches ein iia Unendlichen fokussiertes, paralleles Strahlenbündel liefert und das nicht nur ausreichend kleine Durchlaßverluste verursacht, sondern auch zu einer hohen Bildqualität führt, wenn es in Verbindung mit eineu Objektiv fester Brennweite benutzt wird.

Die meisten der bekannten pankratisch«!! Systeme (Zoom— Systeme), und zwar auch diejenigen für den sichtbaren Bereich des Spektrums, haben ausgang'sseitig eine im

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Endlichen liegende Brennebene, sind also bilderzeugend. Ks handelt sich also nicht um afokale Systeme, die als Vorsatz für ein Objektiv fester Brennweite benutzt werden können. Bilderzeugende pankratische Objektive für den sichtbaren Bereich des Spektrums sind beispielsweise aus den US-PSen 3 377 119» 3 4-33 559, 3 4-54- 321 und 3 597 04-8 bekannt. .Fokussierende Objektive, die zur Verwendung im Infrarotbereich bestimmt sind, sind in den US-PSen 3 4-39 969 und 3 825 315 behandelt.

Außer der Klassifizierung in bilderzeugende und afokale Typen können Zoom-Systeme auch in optisch kompensierte und mechanisch kompensierte Arten sowie in galileische oder nichtgalileische Typen unterteilt werden. Diese Unterscheidungen sind in der Technik an sich bekannt und beispielsweise in dem Buch von Warren J. Smith: "Modern Optical Engineering", 1966, McGraw-Hill Company, behandelt. Nach den Ausführungen auf Seite 243 dieses Buches ist ein "mechanisch kompensiertes" Zoom-System ein solches, bei dem eine Defokussierung, die sich aufgrund der Bewegung eines der beweglichen Linsenelemente ergeben könnte, durch Einführen einer nichtlinearen Kompensationsbewegung eines anderen, benachbarten Linsenelementes des Systems eliminiert wird, dessen Bewegung durch eine die Nichtlinearität erzeugende Nockenanordnung bewirkt wird. Auf Seite 244 des Buches ist angegeben, daß die andere Technik zur Reduktion einer Brennpunktverschiebung in einem variablen System, die "optische Kompensation" genannt wird, darin

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besteht, zwei oder mehr alternierende anstatt benachbarte Linsen zu verbinden und gemeinsam in bezug auf das zwischen ihnen liegende, feste optische Glied zu bewegen.

Die weitere Unterscheidung teleskopischer Systene in astronomische oder umkehrende, terrestrische oder aufrichtemde und galileische Systeme ist in dem angegebenen Buch ab Seite 209 behandelt. Beim galileischen Typ wird für das Objektiv ein virtuelles anstelle eines reellen Objekbildes geformt. Es findet keine Umkehrung statt und das dem Auge dargebotene Bild ist aufrecht und seitenrichtig. Üa in einem galileischen Fernrohr kein reelles Bild erzeugt wird, gibt es keinen Ort, an den ein Fadenkreuz oder eine Strichplatte angeordnet werden könnte. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird daher ein nichtgalileischea Linsensystem als solchen definiert, bei dem innerhalb des Systems, air.ο irgendwo längs der optischen Achse im Bereich zwischen der ersten und der letzten Linse des Systems, ein reelles Bild erzeugt wird.

Bei Beachtung dieser Unterschiede ist festzustellen, daß selbst für den sichtbaren Bereich konstruierte, bekannte afokale Zoom-Systeme vorwiegend zum Typ galileischer Systeme gehörten, bei denen kein reelles Zwischenbild erzeugt wurde. Solche Systeme sind aus den US-PSen 5 520 014- und 3 679 292 bekannt. Aus der US-PS 5 4-3.8 689 ist zwar ein nichtgalileisches System bekannt,

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bei den ein reelles Z-v/ischenbild erzeugt wird, jedoch handelt es sich hierbei notwendig um ein optisch kompensiertes üysten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die aufgäbe zugrunde, einen afokalen, pankratischen Fernrohrvorsatz für ein Objektiv mit fester Brennweite zu schaffen, das zu den nichtgalileischeii System gehört und so wenig Linsen wie nur möglich aufweist. Insbesondere soll ein solches System zur Verwendung im infraroten üpektsralboroich geeignet sein und die oben behandelten Probleme lösen und Beschränkungen überwinden, die mit der Konstruktion eines optischen S7/stems verknüpft sind, das für den Gebrauch im Infrarot-Bereich bestimmt ist. Weiterhin soll der ITerni'Ohrvorsatz im gesamten Bereich der Brennweitenverstellung des afokalen Bystems ein Bild hoher Qualität liefern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß längs einer optischen Achse vier zusammenwirkende optische Glieder angeordnet sind, die ein nichtgalileisches mechanisch kompensiertes System mit veränderlicher Brennweite bilden, von denen jedes wenigstens eine Linse mit einem im infraroten üpektralbereich liegenden nutzbaren Durohlaßbereich umfaßt und von denen das erste Glied ein Objektivelement" mit festem Brennpunkt, das zweite Glied ein längs einer ersten Bahn bewegbares Zoom-iCleiaent, das dritte Glied ein längs einer zweiten Bahn bewegbares Zoom-xJlemenb und das vierte Glied ein Olcularelement mit

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festem Brennpunkt ist, daß die -Bahn eines der Zooranlemente ira wesentlichen geradlinig und die Bei Im des anderen Zoou-Hleinentes gekrümmt ist, daß eine Einrichtung zur kontinuierlichen Anhörung der Vergrößerung des System«"zwischen vorgegebenen Grenzen vorhanden ist, die Mittel zur gleichzeitigen Bewegung der "beiden Zooia-üileuente längs der vorbiisbimiaten Bahnen in einer· vorbestimmten Beziehung ucifc.ßt, und daß die vier Glieder, wenn die Leiden Zoom-Elemente die die geringste Vergrößerung eingebende iitellun-f; einnehmen, so zueinander angeordnet iiind, daß die ernten di'ei G-lieder ein reelles" Bild in einer ersten Bildebene zwischen dem da^itten und dem vierten Glied erzeugen, von dem das Objektivelement ein parallelen Jtx-ahlenbun.de 1 erzeugt.

Durch die¹ Erfindung wix*d demnach ein nichtgalileiiiches,-iaechaniach kompensiertes _T afokales Zoom-Üystera mit variabler Vergrüßerung von dexⁿ Art geschaffen, bei dem jedes der optischen Glieder einen brauchbarem Durchlaßbereich für Energie in einem bestimiiiten Bereich des Infrarot ε; i)ektruma aufweist. Als vorbe stimmt er Bereich des Infrcirotspektrums ist hier allgemein der Bereich zwischen 0,7 und 1Ü0O m und insbesondere der Bereich von 2 bis ?.ü ία Wellenlänge gemeint. Der gesamte iinergieverluat, der durch Absorption der hindurchgeleiteten üfcrahlung. entsteht, beträgt weniger als 60% der zugeführten Energie. Dux'ch. die vier z'usarumenwirkenden optischen Glieder, die längs der optischen Achse zur Bildung des üvstem3 angeordnet sind, vjxi?d

BADOFIlGlNAL

eine Voi*ünd«i'Uu[j der Vor_t"-;i\ji..iu'ut;{5 im Verhliltnd u von Wt5iii&i3t;m.ii5 5^:'l unter Beibehaltung einez¹ hohen lüldqualität erzielt,, Vorau{-;ri\/i'ii3e ist die lialm dt);] dritten ".ilioder», alno iUi;i zweiten 'oooia-ijl(ii:nuii.u:j,.

ira wesentlicher; j^erauliiiig, während die Brihn den, zvjeiten Cliodeu, al «υ dee ernten Z

^«.iicriimuu i γ j L.. iJiii; vierte üli>iu \.drd j

von einem Duolett gebildet, dna in einer externen

ivuiitr-ittiipuj-illo ein llll tll'Ul

er κ ο U[^t.

Bei einer· .-.ii::i.'iihrungsrorra der Erfindimg stehen dio utellungen bzw. Bahnen der vier Glieder in .einer solchen Beziehung zueinander, daß die Bahn des dritten ijiledes die erste Bildebene schneidet. Von der Vergrößerung an, bei der das dritte Glied die erste Bildebene erreicht, findeb eine Verschiebung der Bildebene statt, die zu •einer Korrektur der Aberration bei hohen Werten der Vergrößerung beiträgt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf diese Weise eine gute Bildqualität in einem Bereich der Vergrößerungen von 5.33-fach bis 2ü-fach erreicht, also in einem Zoom-Verhältnis von 6:1.

'..eitere iJiü:;.;.! he.i ton und ^ungeütal fcungon der Erfindung ergaben, .-sich aus dor folgenden Beschreibung der in der g dar^joutellten Ausführuiigabainpiele. Die der

iv; und der Zeichnuiie; zu entnehmenden Uerkianle küüuen bi;i uiuieren i^UHrühruiigiiiormen dor Ei-finduuij ein-¹ s-.iln fur üit:li oder zu mehreren iti beliebiger Konbination i; fiiuien. ^t; zeigen

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BAD ORIGINAL

Fig. 1 ο in« sohoinatische Darstellung einer ersten Ausführungsf oria eines afokalen Fernrohrvorsatzes mit den beweglichen Gliedern in den Stellungen für die höchste und die .geringste Vergrößerung und den diese Stellungen verbindenden Bahnen und

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Ii¹Ig₀ 1 füa? eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Das in -Fig. 1 in I¹OrEi eines optischen Diagramms scliematisch dargestellte, mechanisch kompensierte, afokale, nichtgalileische Zoom-Teleskop ist für Wellenlängen im Infrarotbereich und insbesondere für Wellenlängen im Bereich zwischen 8 und 12/i-m ausgebildet. Es ermöglicht eine Veränderung der Vergrößerung im Verhältnis 6:1. Die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt, daß diese Ausführungsform eines pankratischen Fernrohres vier zusammenwirkende, optische Glieder A, B, G und D umfaßt, die längs einer optischen Achse O zu einem nichtgalileischen, mechanisch kompensierten Zoom-System angeordnet sind. Das erste Glied A besteht aus einer einzigen Germaniumlinse A1 mit den Oberflächen 1 und 2, die eine einzige Objektivlinse bildet. Das zweite Glied B, das längs einer Bahn L1 zwischen den beiden in Fig. dargestellten Stellungen verschiebbar ist, ist ein Düblett, das aus einer Germaniumlinse B1 mit den Oberflächen 3 und 4 und einer Zinkselenidlinse B2 mit den Oberflächen 5 und 6 besteht. Dieses ein Zoom-lClement

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BAD ORlQJNAL

bildende optische Glied B bewegt sich längs der Balm L1 in bezug auf die Vergrößerung in nichtlinearer Weise. Die Linse B2 besteht aus Zinkselenid, und bildet ein zur Farbkorrektur dienendes Element, des Systeins. -Die Linse B2 bewegt sich zusammen mit der Linse Bi längs der Bahn L1. Das dritte Glied G besteht aus einer einzigen, beweglichen Germaniumlinse G1, die in Abhängigkeit von der Vergrößerung linear längs der Bahn L2 verschiebbar ist. Ls handelt sich bei dem Glied G um eine einfache tfeldlinse mit den Überflächen 7 und 8. Das vierte Glied D besteht aus zwei Gerraaniumlinsen D1 und D2 mit den Oberflächen 9 und 10 bzw« 11 und 12. Das Glied D ist demnach ein Dublett, das als feste Okular dient.

Die Verstellung der beiden beweglichen Glieder B und C erfolgt mit Hilfe eines üblichen Nockenantriebes in solcher Weise, daß beide Glieder auf ihren Bahnen die der gleichen Vergrößerung zugeordnete Stellung einnehmen. Die Bewegung zwischen solchen Stellen hat eine kontinuierliche .änderung der Vergrößerung des Systems vom ilinimalwert 3,33-facb- bis zum Maximalwert 20,0-fach zur Folge. Das Blickfeld im Objektraum ändert sich entsprechend von 9,0° χ 12,75° bis 1,5° χ 2,125°. Das Ausgangs—Blickfeld am Okular bleibt im ganzen Ζοοΐα-Bereich konstant und beträgt 30 χ 42,5°. Die Stellung der i^bene 13 der Austrittspupille bleibt ebenfalls im gesamten Zoom-Bereich konstant. Weiterhin ändert sich auch der Durchmesser der Ein-trittspuxiille

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als Funktion der Vergrößerung des Zoom-iiystems _r wogegen der Durchmesser der Austrittspupille im gesamten Zoom-Bereich konstant bleibt,.

Die ersten drei Glieder ^, B und G erzeugen in der stellung für geringe Vergrößemmg ein reelles Bild in einer iibene Ii, von dem da« das feste Okular bildende Glied D ein paralleles Ausgangs-Strahlungsbündel erzeugt, dau durch die .austrittspupille austritt, lienn daü Glied C seinen Zoom-B:ireich durchläuft, kreuzt es die Kbene Ii des reellen Zwischenbildes, die bei der weiteren Bewegung des Gliede-s C mit verschoben wird. Hierdurch wird ein Beitrag zur Aberrationskorrektur bei höheren Vergrößerungswerten erreicht. Diese Verschiebung des reellen Bildes ist in diesen speziellen üysteiü erlaubt, weil das von dem reellen "i/isehenbild ausgehende Licht von dem Okular erneut parallelisiert werden muß, das in der iuistrittspupille ein paralleles ^Strahlenbündel liefern müE, welches das -Eingangssignal für die Sammellinse eines Infrarot-Bildabtasters bildet, mit dem der Fernsehvorsatz verwendet werden soll. Selbst fokussierende Fernrohre sind natürlich so aufgebaut, daß sie ein stationäres reelles Bild liefern. Die. Verschiebung dot Kbene den reellen Bildes bei dem beschriebenen System ist jedoch nicht nur zulässig, sondern tatsächlich für eine Aberrationskorrektur erwünscht.

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nine bevorzugt··.- iainfühi'ungi; iori:i des in ΪΊ^« 1 dargestellten o.-iitems wurde unboi· V. r-endung dor in der folgend on V;ibelle I angegebenen Konütruktiontidaten hergestellt,. Gemäß diener Pabelle b oh tollt d;ü5 Glied A auu einer einzigen Linse A1 mit den Oberflächen 1 und 2. Das Glied Ij besteht huü zwei Linien 131 und 132 mit den Oberflächen 3 und 4 bzw. ^lj und (_Ju i^ine entiSjM'ectiiiiide Bezeichnung i;3t aiich für alle anderen G-lieiun¹ gewählt. J)ie Zahlen geben die Ha;ij\;i; und alle anderen Grüßen in ram an. Die H; ι dien beziehen fjioli auf die krümmungaradien der angegebenen Oberflächen. Der Abütand bezifilit üich auf die' otric^-.e lärigü der üptia-chen Achse 0 von der Überfläche, für welche der AL.jtand angegeben ist, zu der Oberfläche mit der riäch^thüheren Hummer. !Jo betragt also der Abstand von der Oberfläche 1 zur Oberfläche P. der Liuue A1 21,5⁽j iam„ Verachiedene \/erte dea von der Vergrößerung abhängigen !».bistandes in Luft von der Oberfläche ?. der Linse A1 zur Oberfläche 3 dea? Limje b-ind in der Tabelle II in der üpalte "Abstand ,'?" i'üv einige, verschiedenen Vergrößerungen entsprechenden otellungen de» Gliedes B längs der Bahn L1 angegeben. Gleichartige Bezeichnungen wurden für die anderen festen und variablen Abstände gewählt. Alle Linsen bestehen aus Genaaniuia mit einem Brechungsindex 4-,0O, ausgenommen die Linne B2, die aus Zinkselenid mit einem Brechungsindex 2,41 besteht.

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Linse Oberfläche

3
4

7
8

9
10

11
12

13

Tabelle I
Radius Abstand Material Durchmesser

460,98 634,64

123,93 129,95

620,47 1165,89

130,45 195,25

86,18 80,92

66,04 91,69 21,59 Tab.II

8,89 36,47

8,89 Tab.II

8,89

Tab.II

3,56 0,25

4,06 32,97

Ge Luft

ZnSe Luft

Ge

Luft

Ge Luft

Ge

Luft

320,0 162,6

14-7,3

106,7

55,9

53,3

Austrittspupille

Vergrößerung

2Ox

15*
1Ox

5x
3

Tabelle II Abstand

237,08 236,45 214,25 109,93 19,05 Abstand

374-, 340,94

324,05 385,4-5 463,22

Abstand

24,99

59,03

98,09

141,05

154,15

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26(KUSb

Der Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines afokalen Fernrohrvorsatzes für den Spektralbereich von 3 bis 5;'-^?m, der eine variable Vergrößerung von 21-fach bis 118-fach ermöglicht, ist in Fig. 2 dargestellt und in den folgenden Tabellen III und IV angegeben. Dieses System, das ein Zoom-Verhältni3 von mehr als 5»6:1 ermöglicht, hat den gleichen grundsätzlichen Aufbau wie die Ausführungsform nach Fig. 1. Die einzelnen Linsen bestehen Jedoch aus anderen Werkstoffen und haben andere Abmessungen als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Außerdem wird bei dem Durchlaufen des Zoom-Bereiches nicht die Ebene E des reellen Zwischenbildes geschnitten. Die entsprechenden vier Glieder bestehen aus einem festen Objektiv iS, einem Dublett F, das längs einer Bahn L11 eine in bezug auf die Vergrößerung nichtlineare Bewegung ausführt, einer von einer einzigen Zoom-Linse G1 gebildeten Gruppe G, die eine in bezug auf die Vergrößerung lineare Bahn L12 durchläuft, und ein Glied H, welches als Dublett ausgebildet ist und ein festes Okular bildet, welches das von dem reellen Bild in der Ebene R ausgehenden Licht ein paralleles Strahlenbündel erzeugt. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Bahn L12 des Gliedes G die Ebene R des reellen Bildes nicht schneidet.

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Das Glied E besteht aus einer einzigen Objektivlinse Ei₁ die aus Silizium besteht und die in Tabelle III angegebenen Abmessungen hat. Das Glied F besteht aus einer aus Silizium hergestellten Linse F1 und einer aus Ziiaksulfid hergestellten Linse F2 zur Farbkorrektur. Das Glied G besteht aus der einzigen, aus Silizium hergestellten Soom-Linse G1. Die Linsen Hl und 112 des als Dublett ausgebildeten, das Okular bildenden Gliedes H bestehen aus Germanium« Der Brechungsindex von Germanium ist 4,02, derjenige von Silizium 3,42 und derjenige von Zinksulfid 2,25. Die für die Gestalt der Linsen und deren Anordnung zu wählenden Abmessungen sind in der Tabelle III in einer Notation angegeben, die der oben angegebenen Notation völlig gleich ist. Ebenso sind die in Abhängigkeit von der "Vergrößerung variablen Abstände der Zoom-Elemente in Tabelle IV für einige typische Vergrößerungen angegeben«

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'Tabelle IU

Linae über- Kadiua Abs band ivlate3?ial Durchlass ti ei· fläche

P 101 792,48 17,7» üi

102 1 987,37 'J-ab. IV Luft 27^lj,4

_TM ' 103 121,41 10,16

' 104 127,94 33,30 Luft 146,0

_ff ο 105 226,80 7,62 2',ni3

106 117,88 'i'ab.lV Luft 119,4

G 107 70,08 3,05

108 124,23 'i'ab.lV Luft 33,0

_ΙΙΛ 109 9,721 1,27 Ge

• 110 8,532 0,25 Luft 9,7

Ho ' 111 5,5^5 1,14 Ge

^tu- 112 5,550 4,;?7 Luft 8,9

113

	'i'abtille IV	-Rbtitand 6	ixb/itand 8
(.!,•rüßeruiit	■' Ab Bt and 2	316,18	16,71
118x	223,32	314,40	30,45
89x	.211,35	333,02	45,62
6Ox	178,23	401,35	58,42
33^	96,44	477,37	63,63
21 χ	15,21

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Mit beiden Ausführungsformen wird eine Bildqualität erzeugt, die im gesamten Vergrößerungsbereich nahe an die durch Beugungserscheinungen gegebenen Grenzwerte hei'anreicht, obwohl ein Linsensystem verwendet wird, das aus nur sech3, zu vier Gliedern zusammengefaßten Linsen besteht, so daß der Durchtrittaverlust für die das System durchlaufende Energie weniger ep.s 60% der Eintrittsenergie beträgt. Mit anderen Worten verlassen mehr ala ¹VQvZo der auf das Objektiv einfallenden Energie das Okular. Um die Qualität des mit dem erfindungsgemäßen Fernrohrvorsatz erzeugten Bildes durch Zahlenwerte zu veranschaulichen, sei erwähnt, daß das System nach Fig. 1 bei 20-facher Vergrößerung eine Auflösung von wenigstens 0,083 mrad und bei 3 t 33-facher Vergrößerung von wenigstens 0,5 mrad liefert. Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel hat ein Auflösungsvermögen von 0,043 mrad bei 118-facher Vergrößerung und von o,235 bei 21-facher Vergrößerung.

Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß durch die Erfindung ein afokaler, pankratischer Fernrohrvorsatz geschaffen wird, der zum Zusammenwirken mit einem primären Objektiv mit feater Brennweite geeignet ist. Dieser Fernrohrvorsatz ist insbesondere zur Verwendung im Infrarot-Strahlungsbereich von 2 bis 2Oi m Wellenlänge geeignet, wie er häufig für FLIR-Systeme und andere Infrarot-Bilderzeuger und Abtasteinrichtungen verwendet wird.

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Claims

- 17 Patentansprüche

Afokaler, pankratischer Fernrohi'vorsatz für ein Objektiv mit fester Brennweite, dadurch gekennzeichnet, daß längs einer optischen Achse (ü) vier zusammenwirkende optische Glieder (A,B,C,JJ; E,F,G,H) angeordnet sind, die ein nichtgalileisches, mechanisch kompensiertes Üystem mit veränderlicher Brennweite bilden, von denen jedes wenigstens eine Linse mit einem im infraroten üpektralbereich liegenden nutzbaren Durchlaßbereich umfaßt und von denen das erste Glied (A;E) ein Objektiveleiuwnt mit festem Brennpunkt, das zweite Glied (B; F) ein längs einer ersten Bahn (L1; L11) bewegbares Zoom-Element, das dritte Glied (C; G) ein längs einer zweiten Bahn (L2; L12) bewegbares Zoom-Element und das vierte Glied (D; H) ein Okularelement mit festem Brennpunkt ist, daß die Bahn (L2; L12) eines der Zoom-Elemente (G; G) im wesentlichen geradlinig und die Bahn (L1; L11) des anderen Zoom-Elementes (B; F) gekrümmt ist, daß eine Einrichtung zur kontinuierlichen Änderung der Vergrößerung des üystems zwischen vorgegebenen Grenzen vorhanden ist, die Mittel zur gleichzeitigen Bewegung der beiden Zoom-Elemente (B, G; F, G) längs der vorbestimmten Bahnen (L1, L2; L11, L12) in einer vorbestimmten Beziehung umfaßt, und daß die vier Glieder (A,B,G,D; E,F₁G,H), wenn die beiden Zoom-Elemente (B,C; F,G) die die geringste Vergrößerung

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ergebende stellung einnehmen, so zueinander angeordnet sind, daß die ernten drei Glieder (A,B.ü; E,F,G) ein reelles Bild in einer ersten Bildebene (H) zwischen dem dritten und dem vierten Glied (G bzw« D; G bzw. H) erzeugen, von dein das Okular-Element (D; H) ein paralleles strahlenbündel erzeugt.
2. Fei'iirohrvorsatz nach ioiirpruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (Ji?. \ L12) des dritten Gliedes (C; G) im wesentlichen geradlinig und die Bahn (L1j L11) des zweiten Gliedes (B; F) gekrümmt ist.
3. Fernrohrvorsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied (A; E) von einer einzelnen., fest angeordneten Linse (A1; El) und das zweite Glied (B; F) von einem Dublett (B1, B2; IM, F2), von dessen Linsen eine eine Korrektur der chromatischen Aberration des Systems bewirkt, gebildet wird.
4. Ferm?ohrvorsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Glied (D; H) von einem Dublett (D1, D2; 111, H2)

,gebildet wird, das in einer externen Austrittspupille (13) ein paralleles strahlenbündel erzeugt.
5· Fernrohrvorsatz nach einem der vorhergehenden AnspDniche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Blickfeld im Objektraum als Funktion der Vergrößerung des Systems ändert, wogegen das Blickfeld in der Austrittspupille des Okular-Elementes (ü; H) im Vergrößerungsbereich des Systems konstant

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bleibt, und daß sich der Durchmesser der Eintrittspupille als Funktion der Vergrößerung des Systems ändert, wogegen der Durchmesser der Austrittspupille im Vergrößerungsbereich des Systems konstant bleibt.
6. Fernrohrvorsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungen der vier Glieder (A₁B₁C₁D) in einer solchen Beziehung zueinander stehen, daß die Bahn (L2) des dritten Gliedes (0) die erste Bildebene (R) schneidet, so daß von der Vergrößerung an, bei der das .dritte Glied (C) die erste Bildebene (R) erreicht, eine Verschiebung der Bildebene stattfindet, die zu einer Korrektur der Aberration bei hohen Werten der Vergrößerung beiträgt·
7. Fernrohrvorsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen der optischen Glieder (A,B,G,Dj E,F,G,H) aus einem im Bereich der Wellenlängen von 2 bis 20,Km durchlässigen Material bestehen und der durch Absorption bedingte Energieverluat an in diesem Wellenlängenbereich übertragener Strahler kleiner ißt als 60%,
8. Fernrohrvorsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der einstellbaren Vergrößerung wenigstens 5:1 beträgt.

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- 2υ -
9. Fernrohrvorsatz nach einem der vorher gehend en Anaprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied (A) von einer Linse (A1) mit den Oberflächen 1 und 2, das zweite Glied (B) von ζ v/ei Linsen (B1 und B2) mit den Oberflächen 3 und ^LV bzw. 5 und 6, das dritte Glied (G) von einer Linse (C1) mit den Oberflächen 7 und 8 und das vierte Glied (13) von zwei Linsen D1 und 1)2) mit den Oberflächen 9 und bzw. 11 und 12 gebildet wird, deren Flächen die in den folgenden Tabellen I und II in mm angegebenen Krümmungsradien und abstände haben, wobei die Abstände jeweils von der angegebenen Linsenfläche zur nächsten bzw. zur Austrittspupille (13) gemessen sind und auch das sich zwischen der angegebenen Linsenfläche und der nächsten Linsenfläche bzw. der Ji-untrittspupille befindende Material sowie der Lin.sendurchmes3er in mti angegeben ist (Figo 1):

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Tabelle I

Linse Ober- Radius fläche

Abstand Material Durchmesser

5
6

7
8

9
10

11
12

460,98 654,64

125,93 129,95

620,47 1165,89

150,45 195,25

86,18 80,92

21,59
Tab.Il

8,89
36,47

8,89
Tab.II

8,89
Tab.II

3,56

0,25

4,06 52,97

66,04 91,69

Aus tritt spupil

Ge
Luft

Ge
Luft

Znüe Luft

Ge
Luft

Ge
Luft

Ge
Luft

Ie

320,0 162,6

106,7 55,9 53,3

Tabelle II Abstand 6 Abstand 8 Vergrößerung Abstand 2 374,35 24,99 2Ox 257,08 340,94 59,05 15x 256,45 324,05 98,09 1Ox 214,25 385,45 141,05 5x 109,95 463,22 154,15 3 1/3x 19,05

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10. Pernrohrvorsatz nach eine in der iinnprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß da« ernte Glied (Cl) von einer Linac (rJi) mit den Oberflächen 101 und 1OP das" zweite Glied (l·¹) von zwei Linsen (P1 und 1'Ti) mit den Oberflächen 103 und KVi bzw. 105 und 106, daa dritte Glied (G) von einer Linse (G1) mit den Oberflächen 107 und 108 und das vierte Glied (H) von zwiii Linsen (111 und IiP) iaj b den Oberflächen 109 und 110 bsi.'. 111 und 11.·"; gebildet wird, deren. !''lachen die in den folgenden Tabellen III und IV in mm angegebenen Krünimmgaradien und Abstände haben, wobei die Abstände jeweils von der angegebenen Linsenfläche zur nächsten bzw. zux¹ Austrittspupille(ii3) gemessen sind und auch das sich zwischen der angegebenen Linsenfläche und der nächsten Linsenfläche bzw. der Austrittspupille befindende Material sowie der Linsendurchmesser in mm angegeben ist (i'ig. 2):

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BAD ORiGINAL

Tabelle III

Linse Ober- Radius Abatand Material Durchmesser fläche

101
102 792,48
1 987,37 17,78
'fab. IV Si
Luft 279,4 103
104 121,41
127,94 10,16
33,30 Si
Luft 146,0 105
106 226,80
117,88 7,62
Tab.IV Znü
Luft 119,4 107
108 70,08
124,23 3,05
Tab.IV Si
Luft 33,0 109
110 9,721
8,532 1,27
0,25 Ge
Luft 9,7 111
112 5,545
5,550 1,14
4,27 Ge
Luft 8,9

113

a tritt apupille

Tabelle IV .abstand 6 Abstand 8 Vergrößerung Abstand 2 316,18 16,71 118x 223,32 314,40 30,45 89x 211,35 333,02 45,62 6Ox 178,23 401,35 58,42 33x 96,44 477,37 63,63 21x 15,21

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