DE2825088A1 - THERMAL INFRARED AFOCAL GALILIAN TELESCOPE - Google Patents
THERMAL INFRARED AFOCAL GALILIAN TELESCOPEInfo
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Description
PUB 32582PUB 32582
Va/VR/Oobb 31.5.1978Va / VR / Oobb May 31, 1978
.V. Piii:;p- jiv.-.:...:,'-.,^,.«:..!!, Girihoven 2825088.V. Piii:; p- jiv .-.: ...:, '-., ^ ,. «: .. !!, Girihoven 2825088
Thermisches infrarotes afokales Galilelsch.es Teleskop.Thermal infrared afocal Galilelian telescope.
Die Erfindung bezieht sich, auf ein infrarotes afokales Galileisch.es Teleskop. Ein derartiges Teleskop
kann verwendet werden als Vorsatzstuck in einem thermischen infraroten optischen System.
Derartige afokale Vorsatzstücke sind zur Anwendung bei üblichen Kameras bekannt. Sie sind z.B. im
Buch "Applied Optics and Optical Engineering", Band 2, von R. Kingslake (Verleger) auf Seiten 120-121 beschrieben.
Bekanntlich ist es vorteilhaft, dass das Vorsatzstück für die Kamera derart angeordnet -werden kann, dass die Fokallänge
der Kameralinse effektiv geändert wird, ohne dass dieThe invention relates to an infrared afocal Galilean telescope. Such a telescope can be used as an attachment in a thermal infrared optical system.
Such afocal attachments are known for use in conventional cameras. They are described, for example, in the book "Applied Optics and Optical Engineering", Volume 2, by R. Kingslake (publisher) on pages 120-121. As is known, it is advantageous that the attachment for the camera can be arranged in such a way that the focal length of the camera lens is effectively changed without the
609851/0855 COPY609851/0855 C OPY
ORiGlNAL INSPECTS)ORiGlNAL INSPECTS)
->- PIII3 32582-> - PIII3 32582
31-5.197831-5.1978
Ein derartiges afokales Teleskop kann einemSuch an afocal telescope can one
infraroten optischen System zugesetzt werden, um eine VergrSsserung eines bestimmten Verhältnisses hervorzurufen, oder in umgekehrter Lage eine Verkleinerung desselben Verhältnisses herbeizuführen.Infrared optical system can be added to make a magnification to evoke a certain relationship, or in the opposite position to bring about a reduction in the same ratio.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Some embodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. Show it:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines afokalen infraroten Teleskop mit einer Vergrb'sserung von x2,24;Fig. 1 shows a first embodiment of an afocal infrared telescope with a magnification of x2.24;
Fig. 2 das Teleskop nach. Fig. 1 in umgekehrter Lage mit einer Vergrösserung von xi/2,24;Fig. 2 shows the telescope. 1 in an inverted position with an enlargement of xi / 2.24;
Fig. 3a, 3b, 3c und 3d berechnete Leistungskurven für das Teleskop nach Fig. 1,Figures 3a, 3b, 3c and 3d calculated performance curves for the telescope according to Fig. 1,
· Fig. 4a, 4b, 4c und 4d berechnete Leistungskurven· Figures 4a, 4b, 4c and 4d calculated performance curves
für das umgekehrte Teleskop nach Fig. 2,for the inverted telescope according to Fig. 2,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines anderen afokalen infraroten Teleskops mit einer Vergrösserung von normalerweise x2 und in umgekehrter Lage von xi/2, und . Fig. 6 berechnete Leistungskurven für das Teleskop nach Fig. 5 in der x2-Lage.Fig. 5 shows a second embodiment of another afocal infrared telescope with a magnification of normally x2 and in the opposite position of xi / 2, and . FIG. 6 calculated power curves for the telescope according to FIG. 5 in the x2 position.
Fig. 1■zeigt ein umkehrbares afokales infrarotes Teleskop zur Anwendung im ¥ellenlängenbereich von 3 bis 5/um mit einer Lage entsprechend einer Vergrösserung von x2,24. Das Teleskop ist in Vereinigung mit einem thermischen Abbildungsgerät 8 dargestellt, bei dem eine Pyramidspiegelabtasttronmiel 3 benutzt wird, die um eine Achse 4 drehen kann,Fig. 1 ■ a reversible afocal infrared telescope for use in the ¥ indicates avelength range of 3 to 5 / to a position corresponding to a magnification of x2,24. The telescope is shown in association with a thermal imaging device 8, in which a pyramid mirror scanning tronmiel 3 is used, which can rotate about an axis 4,
809851/0855809851/0855
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liviSPECTBDliviSPECTBD
PITB 32582 31.0.1978PITB 32582 31.0.1978
die zu der Zeichnungsebene senkrecht ist und die die Achse des Teleskops schneidet. Jn der die Achsen h und 5 enthaltenden Ebene schliessen die flachen Pyramidfazetten 6 der Trommel einen ¥inkel von 4 5 mit der Achse 5 ein, wenn sie durch die Drehung der Trommel durch diese Ebene geführt werden. So wird entlang der Achse .5 eintretende infrarote Strahlung aufwärts ausserhalb der Zeichnungsebene in das Infrarotobjektiv 7 mit einer Apertur von 28 mm reflektiert. Das Objektiv fokussiert wodurch das parallele Strahlungsbündel auf eine Zeile von Infrarotdetektoren (nicht dargestellt), welche Zeile parallel zu der Achse 5 ist. Die Wii"kung des thermischen Abbildungsgerätes 8 zum Zerlegen des Infrarotbildes und zum Rekonstruieren eines diesem Infrarotbild entsprechenden sichtbaren Bildes ist bekannt und wird nicht näher beschrieben; es sei nur noch bemerkt, dass eine Abtastung mit einem parallelen Bündel wünschenswert ist, weil dadurch grössere Herstellungstoleranzen in bezug auf die gegenseitigen Abstände des Teleskops, der Trommel und des Objektivs erhalten werden.which is perpendicular to the plane of the drawing and which intersects the axis of the telescope. In the plane containing the axes h and 5, the flat pyramid facets 6 of the drum enclose an angle of 45 with the axis 5 when they are guided through this plane by the rotation of the drum. Thus, infrared radiation entering along the axis .5 is reflected upwards outside the plane of the drawing into the infrared objective 7 with an aperture of 28 mm. The objective thereby focuses the parallel beam of radiation on a line of infrared detectors (not shown), which line is parallel to the axis 5. The function of the thermal imaging device 8 for decomposing the infrared image and for reconstructing a visible image corresponding to this infrared image is known and will not be described in detail; it should only be noted that scanning with a parallel beam is desirable because this results in greater manufacturing tolerances with respect to the mutual distances of the telescope, the drum and the lens can be obtained.
· Das Teleskop enthält eine positive Meniskuslinse aus einkristallinem η-leitendem Silizium mit einem spezifischen ¥iderstand von mehr als 105i..cm und eine negative Linse 2 aus einkristallinern n-leitenfem Germanium mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 5-ß.«cm. Die Oberflachen beider Linsen enthalten eine einzige Schicht aus einem antireflektierenden Uberzugsmaterial für eine Mindestreflexion bei 4,8 /um. Die Abmessungen beider Linsen werden in· The telescope contains a positive meniscus lens made of monocrystalline η-conductive silicon with a specific ¥ resistance of more than 105i..cm and a negative lens 2 made of monocrystalline n-conductive germanium with a specific resistance of more than 5-ß. «cm. The surfaces Both lenses contain a single layer of anti-reflective coating material for minimum reflection at 4.8 / µm. The dimensions of both lenses are in
809851 /08BB809851 / 08BB
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JBG INSPECTS!JBG INSPECTS!
PUB 3.?*>8j? 31.5.1.978PUB 3.?*>8y? 31.5.1.978
Wirkung dieser Linse oder der Kamera beeinträchtigt wird. Die Vergrösserung des Vorsatzstückes wii-d durch das Verhältnis zwischen den Fokallängeii der positiven und der negativen Linse des Vorsatzstückes gegeben. Die afokale Eigenschaft wird erhalten, wenn der Abstand zwischen nebeneinander liegenden Knotenpunkten dieser Linsen dem numerischen Unterschied zwischen ihren Fokallängen gleichgemacht wird.Effect of this lens or the camera is impaired. The enlargement of the attachment wii-d by the ratio between the focal length of the positive and negative lens of the attachment. The afocal property is obtained when the distance between adjacent nodes of these lenses is numerical Difference between their focal lengths is made equal.
Thermische infrarote optische Systeme benutzen häufig eine Abtastung des Objektraumes, wobei die eintretende Strahlung zunächst einen bewegbaren Spiegel trifft und in ein Objektivsystem reflektiert und dann auf ein Detektorsystem fokussiert wird. Die Vergrösserung derartiger Vorrichtungen könnte nur durch Änderung der Fokallänge des Objektivsystenis geändert werden, was eine Bewegung desThermal infrared optical systems often use a scan of the object space, the entering Radiation first hits a movable mirror and is reflected into an objective system and then onto a detector system is focused. The enlargement of such devices could only be achieved by changing the focal length of the Lens system can be changed, resulting in a movement of the
-[^ Abtastgliedes und der Detektoren in bez\ig aufeinander mit sih bx"ingen kann. Sonst müsste Raum zur Verfügung stehen, um eine Gummilinse (Zoomleiis) oder irgendeine eines Satzes fester Fokallängenlinsen aufzunehmen. Es wäre günstig, das infrarote optische System gedrängt auszuführen und ein externes afokales Vorsatzstück anzubringen. - [^ The scanning element and the detectors in relation to each other with sih bx ". Otherwise space would have to be available to accommodate a rubber lens (zoom lens) or any one of a set of fixed focal length lenses. It would be advantageous to design the infrared optical system compact and attach an external afocal attachment.
Die Erfindung bezweckt, ein infrarotes afokales Galileisches Teleskop anzugeben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die positive Linse aus Silizium besteht, dass die negative Linse aus Germanium besteht und dass das Verhältnis zwischen der Fokallänge der Siliziumlinse und der der Germaniumlinse im Bereich von 2 bis 3 liegt.The invention aims to provide an infrared afocal Galilean telescope, which is characterized is that the positive lens is made of silicon, that the negative lens is made of germanium and that the ratio between the focal length of the silicon lens and that of the germanium lens is in the range from 2 to 3.
Das Verhältnis der Fokallängen kann nahezu gleich dein umgekehrten Verhältnis der Stretiungcn von Silizium und Germanium sein.The ratio of the focal lengths can be almost equal to the inverse ratio of the stretches of silicon and Be germanium.
809851/08 5 5 c0Py809851/08 5 5 c0P y
ORDINAL INSPECTfS)ORDINAL INSPECTfS)
-*■- * ■
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der nachstehenden Tabelle gegeben, wobei keine asphärischen Oberflächen vei-wendet werden.given in the table below, with no aspherical Surfaces can be used.
ABSTAND mmTHICK O) ER
DISTANCE mm
APERTUR mmFREE
APERTURE mm
R2R1
R2
konvex
243,8
konkav132.3
convex
243.8
concave
Rk R3
Rk
konvex
118,5
konkav641.3
convex
118.5
concave
blendeAperture
cover
Beim Betrieb ist die erhaltene Vergrösserung =x2,24, die durch das Verhältnis der Fokallängen der zwei Linsen für ein afokales Teleskop gegeben wird. Der parallele Eingangsstrahl weist einen Durchmesser von 62,8 mm auf, während der Ausgangsstrahl einen Durchmesser von 28mm aufweist, der durch den Durchmesser des infraroten Objektivs 7 bestimmt wird.In operation, the magnification obtained is = x2.24, given by the ratio of the focal lengths of the two Lenses for an afocal telescope is given. The parallel input beam has a diameter of 62.8 mm, while the output beam has a diameter of 28mm which is determined by the diameter of the infrared lens 7.
Die maximal auflösbare Raumfrequenz der Zeilenvon Detektoren ist 10 Hz und wird durch die Abstände von 0,050 mm zwischen nebeneinander liegenden Detektoren bestimmt.The maximum resolvable spatial frequency of the rows of detectors is 10 Hz and is determined by the distances of 0.050 mm between adjacent detectors.
In Fig. 3a wird die Modulationsübertragungsfunktion (Modulation Transfer Funktion = kurz M.T.F.) für das Teleskop als Funktion dir Raumfrequenz in Perioden /mm für drei Feldwinkol.in der sagittalen Richtung (s), durch punktierteIn Fig. 3a the modulation transfer function (Modulation Transfer Function = M.T.F. for short) for the telescope as a function of the spatial frequency in periods / mm for three Field angle in the sagittal direction (s), by dotted
8098 5 1/08 558098 5 1/08 55
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Linien in allen Diagrammen angedeutet, sowie in der tangentiellen Richtung (τ), durch volle Linien in den Diagrammen angedetitet, dargestellt. Die dargestellte M.T.F. ist ein gewogener Zusatz von fünf monochromatischen Modulationsübertragungsfunktionen auf folgende Weise: Wellenlänge Gewicht Lines indicated in all diagrams as well as in the tangential direction (τ) indicated by solid lines in the diagrams. The MTF shown is a weighted addition of five monochromatic modulation transfer functions in the following ways: Wavelength Weight
3, 60 /um 0,153.60 / around 0.15
4,10 /um 0,404.10 / around 0.40
4,50 /um 0,704.50 / around 0.70
7,72I /um 1 ,007.7 2 I / um 1.00
4,95 /um ■ 0,70.4.95 / µm ■ 0.70.
Dadurch wird ein 300 K-Schwarztarget in einem Bereich von 2000 m simuliert, wobei angenommen wird, dass die Detektoren bei 4,8 /um gesperrt ("cut-off") sind. * Diese Modulationsübertragungsfunktionen setzen voraus, dass die Objektivlinse, die zur Erzeugung des Bildes auf den Detektoren verwendet wird, keine wesentliche Abnahme der Leistung herbeiführt/This simulates a 300 K black target in a range of 2000 m, assuming that the detectors are cut-off at 4.8 / µm. * These modulation transfer functions assume that the objective lens that is used to generate the image on used on the detectors does not cause a significant decrease in performance /
Der maximale Feldwinkel im Objektraum ist +^ 5j0 Die entsprechende Bewegung einer Fazette der Pyramid trommel ist +_ 11,2 und das Verhältnis zwischen diesen beidenThe maximum field angle in the object space is + ^ 5j0 The corresponding movement of a facet of the pyramid drum is + _ 11.2 and the ratio between these two
Winkeln ist 2,24, d.h. die Vergrösserung des Teleskops.Angles is 2.24, i.e. the magnification of the telescope.
Die restliche chromatische Aberration ist ein Bruchteil einer Wellenlänge. Die restliche sphärische Aberration nimmt ab, wenn der Abstand zwischen den Linsenelementen, vergrössert wi.3^d. Bei dem in diesem Beispiel gewählten Abstand sind die restlichen Abei-rationen derart gering, dass das System eine beschränkte Beugung mit 0,95 M.T.IThe remaining chromatic aberration is a fraction of a wavelength. The rest of the spherical Aberration decreases as the distance between the lens elements, enlarged like 3 ^ d. With the distance chosen in this example, the remaining variations are the same little that the system has limited diffraction at 0.95 M.T.I
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bei 10 Perioden/mm aufweist. Primäres Koma und Astigmatismus werden dadurch korrigiert, dass die Formen der Linsen passend gewählt werden, aber höhere Ordnungen des Komas verhindern eine vollständige Korrektur, so dass bei einem Winkel von 5° ausserhalb der Achse die M.T.F. 0,90 (s) und O,7i (T)ist.Eiiie gewisse Verbesserung kann dadurch erhalten werden, dass wiederfokussiert und eine geringe Leistungsverringerung auf der Achse akzeptiert wird, wie in Fig. 3(d) dargestellt ist. Figuren 3(t>)> 3(c) und 3(d) zeigen die M. T. F.-Änderung bei zwei Frequenzen, und zwar k Perioden/mm und 10 Perioden/mm, als Funktion des Fokus.at 10 periods / mm. Primary coma and astigmatism are corrected by appropriately choosing the shape of the lenses, but higher orders of the coma prevent complete correction, so that at an angle of 5 ° off-axis the MTF is 0.90 (s) and 0.7i (T). Some improvement can be obtained by refocusing and accepting some on-axis power reduction, as shown in Figure 3 (d). Figures 3 (t>)> 3 (c) and 3 (d) show the MTF change at two frequencies, namely k periods / mm and 10 periods / mm, as a function of focus.
In Fig. 2 ist das Teleskop in umgekehrter Lage in bezug auf das thermische Abbildungsgerät 8 dargestellt. Die Vergrösserung ist nun. =xi/2,2k; der Durchmesser des Eingangsstrahls wird auf 12,5 mm herabgesetzt und der maximale Feldwinkel des Objektraumes wird auf +_ 25 erhöht. Mit einem derartigen herabgesetzten Strahldurchmesser sind die axialen Aberrationen vernachlässigbar und wird Koma höherer Ordnung auf einen niedrigen Wert herabgesetzt. Der vergrösserte Feldwinkel und die Änderung der Lage derIn FIG. 2, the telescope is shown in an inverted position with respect to the thermal imaging device 8. The enlargement is now. = xi / 2, 2k; the diameter of the input beam is reduced to 12.5 mm and the maximum field angle of the object space is increased to + _ 25. With such a reduced beam diameter, the axial aberrations are negligible and high-order coma is reduced to a low level. The increased field angle and the change in the position of the
Aperturblende führen einen wesentlichen primären Astigmatismus > herbei, wobei bei einem Winkel von 25 ausserhalb der Achse bei optimalem Kofus die M.T,F. bei 10 Perioden/mm 0,90 (s) und 0,75 (τ) ist. Fig. J|a zeigt dieselbe Information wie Fig. 3a, aber für die xi/2,24-Vergrösserung. Die Feldwinkel der Flg.4(a) sind 17,5 und 25 . Figuren 4(b), k(c) und 4(d) zeigen dieselbe Information wie die entsprechenden Figuren 3(t>) > 3(c) und 3(d), wobei die zwei Frequenzen 5 Perioden/mm und 10 Perioden/mm betragen'. In dieser urngekehrten oderAperture diaphragms lead to a substantial primary astigmatism > , with the MT, F. at 10 periods / mm is 0.90 (s) and 0.75 (τ). Fig. J | a shows the same information as Fig. 3a, but for the xi / 2.24 magnification. The field angles of wing 4 (a) are 17.5 and 25. Figures 4 (b), k (c) and 4 (d) show the same information as the corresponding Figures 3 (t>)> 3 (c) and 3 (d), the two frequencies being 5 periods / mm and 10 periods / mm '. In this reverse or
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-«-- PHB 32582- «- PHB 32582
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xi/2,24-Lage führt das Teleskop einen Pegel von 12$ Kissenverzeichnung ein.xi / 2.24 position, the telescope carries a level of $ 12 Pillow distortion.
Fig. 5 zeigt ein zweites umkehrbares afokalesFig. 5 shows a second reversible afocal
infrarotes Teleskop, ebenfalls zur Anwendung bei einem thermischen Abbildungsgei*ät, dessen Abtastspiegel 9 nur schematisch dargestellt ist. Die Materialien, die überzüge, der Wellenlängenbereich und die M.T.F. -Berechmmgsbedingurigen entsprechen denen für das Teleskop nach den Figuren 1 und Die Abmessungen der zwei Linsen dieses Teleskops sind in der nachstehenden Tabelle erwähnt:infrared telescope, also for use with a thermal imaging device, whose scanning mirror 9 only is shown schematically. The materials, coatings, wavelength range, and M.T.F. -Rechmmgsbedurigen correspond to those for the telescope according to FIGS. 1 and The dimensions of the two lenses of this telescope are in mentioned in the table below:
ABSTAWD mmTHICK or
DISTANCE mm
MATERIALJ
MATERIAL
APERTUR mmfree
APERTURE mm
R2R1
R2
konvex
255.882
konkav130,546
convex
255.882
concave
+ 0. 10IO.5O
+ 0. 10
98.4101.6
98.4
+,O.5O44.19
+, O.5O
konvex501,540
convex
+ 0. 105.00
+ 0. 10
konkav118.713
concave
blendeAperture
cover
Yeitere Details in bezug auf Abmessungen und Leistung sind in der nachstehenden Liste aufgeführt: ¥inkelvergrösserung x2 und x-JFurther details regarding dimensions and performance are given in the list below: ¥ angle magnification x2 and x-J
Eintrittspupillendurchmesser 64,0 mmEntry pupil diameter 64.0 mm
Gesamtgesichtsfeld 10Total field of view 10
Wellenlängenbereich 3 bis 5/umWavelength range 3 to 5 / µm
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-■9- PHB 32582- ■ 9- PHB 32582
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Vignettierung
Feldkrümmung NullVignetting
Field curvature zero
(Kissen)Verzeichnung 1 , 85ο(Pillow) Distortion 1, 85ο
Oberfläche 1 Aperturblende 90,0 mmSurface 1 aperture diaphragm 90.0 mm
Oberfläche 4 Aporturblende 30,3 mmSurface 4 aportur aperture 30.3 mm
Linse 1 Durchmesser 105>0 mmLens 1 diameter 105> 0 mm
Linse 2 Durchmesser 46,0 mm.Lens 2 diameter 46.0 mm.
Fig. 6 zeigt die M.T.F. al·?Funktion der Raumfrequenz für dieselben Feldwinkel und Bedingungen wie Fig. 3(a Die grosse Ähnlichkeit dieser1 beiden Leistungskurvenscharen gibt eine Anzeige über den Bereich von Vergrösscrungen, über·den das Teleskop verwendet werden kann und noch immer nützlich Leistungen liefert.Fig. 6 3 (which shows the MTF al ·? Function of spatial frequency for the same field angle and conditions as Figure a. The great similarity of this one two power curves are an indication of the range of Vergrösscrungen that the telescope can be used for · and still provides useful benefits.
Die Krümmung der Bildebene für entfernte Objekte setzt dem Bereich von Vergrösserungen, über den die Anordnung verwendet wurden kann, eine Grenze. Diese Krümmung, die durch die Petzval-Summe P bestimmt wird, kann in diesem Falle wie folgt ausgedrückt werden:The curvature of the image plane for distant objects sets the range of magnifications over which the arrangement may have been used, a limit. This curvature, which is determined by the Petzval sum P, can in this case can be expressed as follows:
f1n1 f2n2
wobei f.. die Fokallänge der Siliziumlinse, f 1 n 1 f 2 n 2
where f .. is the focal length of the silicon lens,
n1 die Brecliungszahl von Silizium, = 3» 4, fp die Fokallänge der Germaniumlinse und n_ die Brechungszahl von Germanium, =4,0 darstellen. Die Vergrösserung in des Teleskops wird gegeben durch:n 1 represents the refractive index of silicon, = 3 »4, fp the focal length of the germanium lens and n_ the refractive index of germanium, = 4.0. The magnification in the telescope is given by:
m = -—- . (2);m = -—-. (2);
2
Venn die Gleichung (2) in der· Gleichung (1) substituiert 2
Venn substitutes equation (2) in equation (1)
wird, folgt;will follow;
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) h ) h -5) (3).-5) (3).
f hl·S) h 5 1 \ 1 2/1f hl S) h 5 1 \ 1 2/1
So ist für (0,294 - I») = O die Krümmung gleich Null, wobei sicli die Feldkrümmungen der beiden Linsen ausgleichen.So for (0.294 - I ») = O the curvature is equal to zero, where sicli compensate for the field curvatures of the two lenses.
Die Vergrösserung, die dann erhalten werden würde, ist 1,175» was kaum ein nützlicher ¥ert ist. Die nachstehende Tabelle gibt Werte von P als Funktion von m, die aus der Gleichung (3) errechnet sind, wobei f.. annahmeveise auf 1 genormt ist. m 1,5 2,0 2,24 2,5 3,0 3,5 P -0,075 -0,2 -0,266 -0,325 -0,45 -0,575· über einer Vergrösserung von 3,0 ist nicht nur die Krümmung der Bildebene gross, sondern ist auch die negative Germaniumlinse stark gekrümmt und lässt sich schwer herstellen. Dies könnte dadurch korrigiert werden, dass der Abstand zwischen den Linsen vergrössert wird, aber dadurch wird ein längeres und umfangreicheres Teleskop erhalten. Unter m = x2 kann es viel zweckmässiger sein, ein nicht umkehrbares Teleskop von z.B. m = x3 zu verwenden, das entfernt wird, wenn ein grosser Beobachtungswinkel erforderlich ist.The magnification that would then be obtained is 1.175, which is hardly a useful one. The table below gives values of P as a function of m, which are calculated from equation (3), where f .. is assumed to be standardized to 1. m 1.5 2.0 2.24 2.5 3.0 3.5 P -0.075 -0.2 -0.266 -0.325 -0.45 -0.575 · above a magnification of 3.0 is not only the curvature of the The image plane is large, but the negative germanium lens is also strongly curved and difficult to manufacture. This could be corrected by increasing the distance between the lenses, but this results in a longer and more extensive telescope. With m = x2, it can be much more useful to use a non-reversible telescope of, for example, m = x3, which is removed when a large viewing angle is required.
' . Es ist ein Merkmal der erfindungsgemässen Anordnung, dass die chromatischen Aberrationen der zwei Linsen in grossem Masse durch die Tatsache ausgeglichen werden," dass das Verhältnis der Streuungen von Silizium und Germanium gleich 2,4 ist. Dieses Verhältnis liegt innerhalb des Bereiches von Vergrösserungen, d.h. innerhalb des Berecihes von Verhältnissen der Fokallängen, die als zweckmässig betrachtet werden. Im grossen ganzen sind die Leistungen der'. It is a feature of the arrangement according to the invention, that the chromatic aberrations of the two lenses are largely offset by the fact "that the ratio of the scatter of silicon and germanium is 2.4. This ratio is within the Range of enlargements, i.e. within the range of proportions of the focal lengths that are considered appropriate. On the whole, the achievements of the
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-rr- PHB 32582-rr- PHB 32582
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Linsen ihren Streuungen umgekehrt proportional.Lenses are inversely proportional to their scatter.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemässenAnother feature of the invention
Anordnung ist, dass die grössere Linse aus Silizium besteht. Der Selbstkos üeripreis dieses Materials ist heute nur kofi des Selbstkostenpreises von Germanium und daher wird das kostspielige Material nur für die kleinere der beiden Linsen verwendet, wodurch der Selbstkostenpreis des Teleskops hei-abgesetzt wird.The arrangement is that the larger lens is made of silicon. The cost price of this material today is only kofi the cost price of germanium and therefore the expensive material is only used for the smaller of the two lenses, which means that the cost price of the telescope is hotly discounted.
Nach Fig. 1 kann die Umkehrbewegung dadurch bewirkt werden, dass sich das Teleskop um eine Achse dreht, die zu der Achse 5 senkrecht ist und diese Achse schneidet und die sich zwischen den zwei Linsen erstreckt. Die Zwischenvergrösserung x1 wird dann dadurch erhalten, dass das Teleskop um diese Achse über 90 in bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Lage gedreht wird. Geeignete Offnungen werden dann in der Linsenfassung angebx'acht, um zu erzielen, dass die direkte χ 1-Beobachtung dadurch erhalten werden kann, dass dafür gesorgt wird, dass eintretende Infrarotstrahlung zwischen die Linsen hindurchgeleitet werden kann.According to Fig. 1, the reverse movement can be caused by the fact that the telescope rotates around an axis, which is perpendicular to and intersects axis 5 and which extends between the two lenses. The intermediate enlargement x1 is then obtained by moving the telescope about this axis over 90 with respect to the one shown in FIG position shown is rotated. Suitable openings will be then attached in the lens mount to achieve that the direct χ 1 observation can be obtained by causing infrared radiation to enter can be passed between the lenses.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2553527A1 (en) * | 1983-10-13 | 1985-04-19 | Messerschmitt Boelkow Blohm | VISUALIZATION DEVICE, IN PARTICULAR THERMAL IMAGING APPARATUS |
DE3430695A1 (en) * | 1983-10-13 | 1985-04-25 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Display device |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2087189B (en) * | 1980-11-10 | 1984-08-01 | Philips Electronic Associated | Imaging apparatus |
GB2099990B (en) * | 1981-06-05 | 1984-11-28 | Philips Electronic Associated | Temperature measurement using thermal imaging apparatus |
GB2177812B (en) * | 1985-07-13 | 1988-09-21 | Pilkington Perkin Elmer Ltd | A catadioptric lens |
EP0240194B1 (en) * | 1986-04-03 | 1992-07-08 | Pilkington P.E. Limited | Improvements in or relating to optical beam expanders |
FR2708353A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-03 | Bertin & Cie | Magnification system for an imaging device with optomechanical scanning |
EP4014090A4 (en) * | 2019-08-14 | 2022-10-12 | NLIGHT, Inc. | Variable magnification afocal telescope element |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1651493A (en) * | 1922-07-27 | 1927-12-06 | Warmisham Arthur | Telescopic attachment for hand cameras |
-
1977
- 1977-06-09 GB GB24088/77A patent/GB1530066A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-06-05 NL NL7806071A patent/NL7806071A/en not_active Application Discontinuation
- 1978-06-06 SE SE7806585A patent/SE429381B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-06-08 DE DE2825088A patent/DE2825088C2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1651493A (en) * | 1922-07-27 | 1927-12-06 | Warmisham Arthur | Telescopic attachment for hand cameras |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Die Umschau, 1954, S. 585 u. 586 * |
G. Schröder, Technische Optik 1974, S. 49 u. 50 * |
H. Naumann, Optik für Konstrukteure 1970, S. 214-216 * |
R. Kingslake (Hrsgbr), Applied Optics and Optical Engineering 1965, Bd. III, S. 120 u. 121 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2553527A1 (en) * | 1983-10-13 | 1985-04-19 | Messerschmitt Boelkow Blohm | VISUALIZATION DEVICE, IN PARTICULAR THERMAL IMAGING APPARATUS |
DE3430695A1 (en) * | 1983-10-13 | 1985-04-25 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE429381B (en) | 1983-08-29 |
DE2825088C2 (en) | 1983-07-28 |
NL7806071A (en) | 1978-12-12 |
SE7806585L (en) | 1978-12-10 |
GB1530066A (en) | 1978-10-25 |
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