DE2912226C2 - Optische Einrichtung - Google Patents
Optische EinrichtungInfo
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung mit einem Objektiv gefolgt von mindestens einem Strahlenteiler
und einem weiteren Abbildungselement in mindestens einem der Teilstrahlengänge zur Abbildung eines
Objekts auf mehrere Bildebenen.
Derartige Einrichtungen, bei denen von einem Objekt mehrere Abbildungen erzeugt werden, kommen dann
zur Anwendung, wenn die optischen Mitten der Abbildungen identisch sein sollen; nebeneinander angeordnete
Eintrittsöffnungen würden ohne entsprechende Jusi'ermaßnahmen
zu entfernungsabhängigen Parallaxen führen. Typische Anwendungsbeispiele derartiger Einrichtungen
sind Zielfernrohre mit gekoppeltem Wärmebildgerät Abtastsysteme zur Erzeugung von elektrischen
Bildsignalen mit gekoppelten Beobachtungseinrichtungen und dergl. (z. B. US-PS 40 74 930). Die Wahl
des entsprechenden Eingangsobjektivs legt dabei das Abbildungsverhältnis auf den einzelnen Bildebenen fest.
Wenn auf zumindest einem Bild eine Ziel- oder Meßmarke abgebildet werden soll, so besteht das Problem,
daß bei einem Objektivwechsel durch unvermeidliche Verlagerungen, d. h. durch Abweichungen von der Sollage,
eine Verschiebung zwischen den Marken- und den zugehörigen Bildkoordinaten auftritt
Aufgabe der Erfindung ist es, bei optischen Einrichtungen der oben genannten Art mittels eines Strahlungsteilers
in mehreren Bildebenen Abbildungen zu erzeugen, deren Abbildungsmaßstab unabhängig voneinander
wählbar ist und wofür eine möglichst geringe Anzahl von abbildenden optischen Elementen benötigt
wird. Weiterhin soll verhindert werden, daß sich eine durch Verlagerung des Eingangsobjek*ivs ergebende
Verschiebung der Bildmitte in den jeweiligen Bildebenen unterschiedlich auswirkt
Diese Aufgabe wird durch eine nach Patentanspruch 1 ausgebildete optische Einrichtung gelöst
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kommt also zur Erzeugung von Bildern mit unterschiedlichen Abbildungsverhältnissen
nur ein Objektivsatz zur Anwendung, da aus den für die erste Abbildung nicht benötigten
Objektiven ein weiteres zur Erzeugung der zweiten Abbildung herangezogen wird. Dies ist möglich, da
durch das erste Objektiv und einen Strahlenteiler zwei Bilder mit identischen Abbildungsverhältnis entstehen.
Das Bild der Zwischenbildebene wird dann durch eines der restlichen Objektive mit dem gewünschten Abbüdungsverhältnis
auf der zweiten Bildebene abgebildet. Durch die Verwendung einer Zwischenabbildung in den
jeweiligen Teilstrahlengängen wird bewirkt, daß sich eine eventuell auftretende Verlagerung des Eingangsobjektives
in allen Abbildungen bezüglich der Verschiebung der Bildmitte gleich auswirkt. Bd Verwendung
einer, in einer Zwischenbildebene angeordneten Zieloder Meßmarke stimmen dann trotz Verschiebung der
Bildmitte die Koordinaten der Marke mit den zugehörigen Bildkoordinaten stets überein.
Bei der nach Anspruch 2 ausgebildeten Einrichtung entsteht von einem mit festem Abstand vor der ersten
Bildebene angeordneten Objekt auf der ersten Bildebene eine Abbildung, deren Abbildungsverhältnis von dem
jeweils verwendeten Objektiv abhängt. Dagegen weist das Bild auf der zweiten Bildebene stets ein konstantes
Abbildungsverhältnis auf. Dies läßt sich folgendermaßen beweisen: Das Abbildungsverhältnis für das erste
Bild sei bei den einzelnen Objektiven mit V; bezeichnet, wobei /die Laufzahl zwischen 1 und n, der Gesamtzahl
der vorhandenen Objektive ist. Das Abbildungsverhältnis für die Abbildung des Zwischenbildes auf die zweite
Bildebene ist dann —, wobei k ebenfalls eine Laufzahl
zwischen 1 und η ist.
Die Bedingung ki läßt sich beispielsweise durch die Bedingung k = i + \ ersetzen, wobei i nunmehr ledig-
lieh zwischen 1 und π — 1 läuft; dann beträgt das eben
genannte Abbildungsverhältnis stets . Das Ge-
Samtabbildungsverhältnis ν auf der zweiten Bildebene
beträgt dann:
V=V1
Werden nvn die Abbildungsverhältnisse entsprechend
der Bedingung V,- = p,- gewählt so ergibt sich für
das Gesamtabbildungsverhältnis:
Da ρ konstant ist, bleibt auch das Gesamtabbildungsveriiältnis
auf der zweiten Bildebene konstant.
Einen besonders einfachen und problemlosen Objektivwechsel
ermöglicht eine optische Einrichtung gemäß Anspruch 3. Der Objektivwechsel für beide Abbildungen
erfolgt dann einfach durch Drehung der Revolverachse. Werden weiterhin die Objektive gemäß Anspruch
4 angeordnet, so wird auch auf mechanische einfache Weise erreicht, daß das Gesamtabbildungsverhältnis
auf der zweiten Bildebene unabhängig von demjenigen auf der ersten Bildebene ist und stets konstant
bleibt
Die Vorteile der optischen Einrichtung machen sich besonders dann bemerkbar, wenn gemäß Anspruch 5 in
der Zwischenbildebene eine Meß- oder Zielmarke angeordnet ist. Da sich Verlagerungen des ersten Objektives
auf die Abbildungen in der ersten Bildebene und in der Zwischenbildebene gleichermaßen auswirken, bleibt die
Zuordnung zwischen den durch die Meß- oder Zielmarke markierten Bildpunkten auf der ersten Bildebene und
der Zwischenbildebene erhalten, und, da die Abbildung auf der Zwischenbildebene zusammen mit der Meßoder
Zielmarke abgebildet wird, verändert sich diese Zuordnung auch im Bild der zweiten Bildebene nicht
mehr.
Bei einer nach Anspruch 6 ausgebildeten Einrichtung kann beispielsweise in der ersten Bildebene eine integrierte
Photomatrix in Form einer selbstabtastenden Detektorzeile und dgl. angeordnet sein und in der zweiten
Bildebene eine Mattscheibe oder ein Vidicon.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
weiter erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine optische Einrichtung zur rasterförmigen Flächenabtastung einer grafischen Vorlage mit Blickrichtung
parallel zur Abtastebene und zu den Bildebenen;
F i g. 2 eine Ansicht der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung mit Blickrichtung senkrecht zur Abtastebene und
zu den Bildebenen.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung befindet sich in der Abtastebene (Objektebene) 1 eine grafische Vorlage.
Entsprechend der gewünschten Rasterauflösung wird ein Ausschnitt aus dieser Vorlage über eines der
Objektive 9 bis 13 auf einen in einer ersten Bildebene 2 befindlichen Sensor 7 abgebildet. Zwischen den Objektiven
und dem Sensor 7 ist ein Strahlenteiler 8 angeordnet, mit dem auf einer Ebene 3 ein Zwischenbild entsteht.
In dieser Zwischenbildebene 3 befindet sich eine Meßmarke 5, die zusammen mit dem Zwischenbild über
ein Prisma 6, ein weiteres der Objektive 9 bis 13 sowie weitere Prismen 16 und 17 auf eine zweite Bildebene 4
abgebildet wird. In der zweiten Bildebene befindet sich ein Vidicon. Die optischen Längen zwischen der Abtastebene
1 und dem Sensor 7 bzw. der Zwischenbildebene 3 und zwischen der Meßmarke 5 bz»*. der Zwischenbildebene
3 und der Bildebene 4 sind gleich und konstant Dazu ist die gesamte Einrichtung auf einem sog. Abtastwagen
15 angeordnet der sich mit konstantem Abstand über der Abtastebene bewegen läßt Durch den Strahlenteiler
8 und das Prisma 6 wird die optische Achse für
ίο die zweite Abbildung um 180° gedreht so daß sie zwischen
den Prismen 6 und 16 parallel zur optischen Achse der Eintrittsöffnung verläuft. Die Objektive 9 bis 13 sind
nun entsprechend ihrer Brennweite entlang einer, zu diesen parallelen Achsenstücken ebenfalls parallelen
Revolverachse 14 angeordnet und in gleichen Winkelabständen um die Revolverachse verteilt (siehe F i g. 2).
Bei entsprechender Winkelsteilung der Revolverachse sind jeweils zwei Objektive (im gezeigten Beispiel die
Objektive 9 und 10) in die oben erwähnten parallel verlaufenden optischen Achsenstücke eingeschwenkt. Die
Brennweiten und die Abstände der Objektive von der Abtastebene 1 bzw. von dem Sensor 7 sind so bemessen,
daß bei den gewünschten Abbildungsverhältnissen Scharfabbildung erreicht wird. Da die optischen Weglängen
von der Meßmarke 5 zur zweiten Bildebene 4 (Vidicon 18) unveränderlich und gleich der optischen
Weglänge von der Meßmarke zur Abtastebene 1 ist, wird auch bei der Abbildung durch das jeweils zweite
Objektiv (10) Schar !abbildung erreicht. Die Brennweiten der Objektive 9 bis 13 sind der Reihe nach so gewählt,
daß die mit ihnen erzielten Abbildungsverhältnisse eine geometrische Reihe der Form V, = ρ bilden,
wobei ρ das Abbildungsverhältnis des ersten Objektivs (9) dieser aus fünf Objektiven bestehenden Reihe ist.
Die Verteilung der Objektive um die Revolverachse ist so gewählt, daß zwischen den Prismen 6 und 16 stets das
Objektiv mit einem Abbildungsverhältnis P1+ ' eingeschwenkt
ist, wenn sich zwischen der Abtastebene 1 und dem Sensor 7 ein Objektiv mit dem Abbildungsverhältnis/?
befindet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird bei diesem Anwendungsbeispiel erreicht, daß zwischen der
Abtastebene 1 und der Bildebene 4 (Vicidon 18) stets das gleiche Abbildungsverhältnis und die gleiche BiIdfeldgröße
entsteht, unabhängig davon, welches Objektivpaar gerade eingeschwenkt wird. Ebenfalls unabhängig
davon, welches Objektiv gerade eingeschwenkt ist, und an welcher Stelle sich dieses Objektiv infolge unvermeidlicher
kleiner mechanischer Ungenauigkeiten des Revolvers befindet, koinzidiert der Sensor 7 stets
genau mit dem gleichen Bildpunkt der Abtastebene 1 wie die Meßmarke 6. Der in die Bildebene des Vidicons
abgebildete Bildausschnitt mit der Meßmarke wird in bekannter Weise einem Bildschirm zugeführt, so daß
durch Positionieren des Abtastwagens 15 die Meßmarke 5 auf jeden beliebigen Punkt der Vorlage genau eingestellt
werden kann, wobei dieser Punkt stets mit der Mitte des Sensors 7 koinzidiert. Für die Abbildung der
Meßmarke 5 auf die Bildebene des Vidicons wird bei
bo dieser Anordnung kein zusätzliches Objektiv benötigt
Das in der oben beschriebenen Einrichtung enthaltene Prinzip läßt sich mit entsprechenden, dem Fachmann
geläutigen Änderungen auf andere Anwendungsbeispiele übertragen, bei denen von einem Objekt mindestens
zwei Abbildungen mit unterschiedlichen, wechselnden Abbildungsverhältnissen erzeugt werden soll.
Für jede zusätzliche Abbildung wäre dann beispielsweise vor der ersten Bildebene ein weiterer Strahlenteiler
sowie ein zusätzliches Umlenkprisma erforderlich, welches
den Strahlengang durch eines der weiteren Objektive lenkt. Zur Beobachtung von Objekten in unterschiedlichen
Entfernungen können die Objektive und/ oder die Bildebenen verstellbar sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
25
40
Claims (6)
1. Optische Einrichtung mit einem Objektiv gefolgt von mindestens einem Strahlenteiler und einem
weiteren Abbildungselement in mindestens einem der Teilstrahlengänge zur Abbildung eines Objekts
auf mehrere Bildebenen, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Erhalt von unabhängig voneinander wählbaren Abbildungsverhältnissen in den
jeweiligen Bildebenen das Objektiv (9) aus einem Satz von π Objektiven unterschiedlicher Brennweiten
(9—13) auswählbar und in den Strahlengang (14) der Einrichtung einschiebbar ist so daß eine Abbildung
des Objekts mit π wechselweise wählbaren, unterschiedlichen Abbildungsverhältnissen auf eine
erste Bildebene (2) und auf eine Zwischenbildebene
(3) erfolgt und daß ein jeweils zweites Objsktiv (10)
aus demselben Satz von Objektiven (9—13) das weitere Abbildungselement (10) bildet, welches das Bild
in der Zwischenbildebene (3) auf eine zweite Bildebene
abbildet
2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die optischen Längen von der
Objektebene (1) bis zur ersten Bildebene (2) und von der Zwischenbildebene (3) bis zur zweiten Bildebene
(4) gleich und konstant sind, daß die Abbildungsverhältnisse V, bei den einzelnen Objektiven (9 bis 13)
eine geometrische Reihe der Form V, = p bilden, und daß als erstes Objektiv (9) das Objektiv; und als
zweites Objektiv (10) das Objektiv / + 1 in dem entsprechenden Strahlengang der Einrichtung angeordnet
ist, wobei ρ = konstant und; = 1... n— 1 ist.
3. Optische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die optischen Achsen
zwischen der Objektebene (1) und der ersten Bildebene (2) sowie zwischen der Zwischenbildebene (3)
und der zweiten Bildebene (4) zumindest teilweise parallel nebeneinander verlaufen und die Objektive
(9 bis 13) entsprechend ihrer jeweiligen Brennweite an einer neben den parallelen Achsenstücken ebenfalls
parallel verlaufenden Revolverachse (14) angeordnet sind.
4. Optische Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der
optischen Achsen je zweier Objektive i und / + 1 den Abständen der parallelen Achsenstücke entspricht
und durch Drehung der Revolverachse (14) jeweils zwei Objektive /' und / + 1 in die Bereiche
der parallelen Achsenstücke einschwenkbar sind.
5. Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß in der Zwischenbildebene
(3) eine Meß- oder Zielmarke (5) angeordnet ist.
6. Optische Einrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens
einer der Bildebene (2,4) optoelektrische Sensoren (7, 18) zur Erzeugung von elektrischen Bildsignalen
angeordnet sind.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792912226 DE2912226C2 (de) | 1979-03-28 | 1979-03-28 | Optische Einrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792912226 DE2912226C2 (de) | 1979-03-28 | 1979-03-28 | Optische Einrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2912226A1 DE2912226A1 (de) | 1980-10-09 |
DE2912226C2 true DE2912226C2 (de) | 1984-09-06 |
Family
ID=6066672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792912226 Expired DE2912226C2 (de) | 1979-03-28 | 1979-03-28 | Optische Einrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2912226C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2700600B1 (fr) * | 1993-01-18 | 1995-02-17 | Commissariat Energie Atomique | Elément de support d'objets à placer sur une ligne de rayonnement, et support composé en particulier de tels éléments. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1703211A1 (de) * | 1968-04-18 | 1971-01-07 | Edgar Heuser | Zieleinrichtung fuer Gewehre zum sportlichen Schiessen |
US4074930A (en) * | 1976-01-28 | 1978-02-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Coaxial optical system |
-
1979
- 1979-03-28 DE DE19792912226 patent/DE2912226C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2912226A1 (de) | 1980-10-09 |
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