NO157635B - Afokalt, dobbeltforstrende refraktorteleskop. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår afokale, dobbeltforstørrende refraktorteleskoper.

Fremkomsten av fremoverseende, infrarøde systemer med høy ytelse (vanlig kjent under bokstavordet FLIR = Forward Looking Infrared Systems) har ført til et behov for afokale teleskoper med høy ytelse som er egnet for benyttelse sammen med FLIR-systemet. For mange FLIR-systemanvendelser er det et behov for to synsfelter i objektrommet (dvs. et teleskop med todelt forstørrelse). Forskjellige former for sådanne teleskoper er blitt foreslått tidligere, men det praktiske behov for kompakthet (dvs. kort totallengde) har pålagt et krav til lave pupillaberrasjoner. Dette har vist seg vanskelig å oppnå uten betydelig optisk og mekanisk kompleksitet i et refraktorsystem. Katadiop-triske teleskopsystemer med den nødvendige grad av kompakthet er blitt konstruert, men disse har en tendens til å

være komplekse og lider dessuten av en sentral formørkelse, hvilket er ufordelaktig.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt et afokalt, dobbeltforstørrende refraktorteleskop som er dannet av et akromatisk telefoto-objektivsystem som har fast fokus og er sammensatt av et primærobjektivlinseelement og et sekundær-ob jektivlinseelement, og et kollimasjonssystem som har fast fokus og er sammensatt av et eneste linseelement og som er innrettet på en felles optisk akse, og to forskjellige for-størrelses-linsesystemer som har fast fokus og høy og lav forstørrelse og som vekselvis kan innrettes på den optiske akse mellom sekundærobjektivlinseelementet og kollimasjonssystemet og er innrettet til å tilveiebringe et .'respektivt, indre, reelt bilde, og teleskopet er kjennetegnet ved at linsesystemet med høy forstørrelse er dannet av to linseelementer og linsesystemet med lav forstørrelse er dannet av tre linseelementer, idet hvert av teleskopets åtte linseelementer er dannet av et materiale som har et effektivt spektralpassbånd i det infrarøde bølgelengdeområde og har brytningsflater som skjærer den optiske akse, idet minst én brytningsflate av primærobjektivlinseelementet er asfærisk og hver av brytningsflåtene av de andre av teleskopets linseelementer er i hovedsaken sfærisk, idet den eller de asfæriske flater har bare en liten grad av asfærisitet, idet sekundærobjektivlinseelementet har negativ styrke og har en brytningsindeks som er lik eller mindre enn for primærobjektivlinseelementet som har positiv styrke, og at teleskopet for høyforstørrelsesmodusen har et indre f-tall i luftrommet mellom primær- og sekundær-objektivlinseelementene på mindre enn 1,5.

På grunn av at teleskopet ifølge oppfinnelsen er av refraktortypen, forekommer ingen formørkelse i hvert av de to synsfelter. Med bare åtte linseelementer av hvilke fem linseelementer benyttes i høyforstørrelsesmodusen og seks linseelementer benyttes i lavforstørrelsesmodusen, og med høy- og lav-forstørrelseslinsesystemene raskt koplet og gjort utskiftbare ved benyttelse av en eneste rotasjons-mekanisme, er systemet optisk og mekanisk enkelt. Da alle bortsett fra ett av linseelementene har i hovedsaken sfæriske brytningsflater, idet den eller de ikke-sfæriske flater har en asfærisk profil som oppviser bare et lite avvik fra en sfærisk profil, er linseelementene lette å fremstille.

Objektivsysternet kan være fargekorrigert ved å gjøre V-spredningsverdien for sekundær-objektivlinseelemen-tet mindre enn for primærobjektivlinseelementet, og teleskopet kan gjøres meget kompakt med en ytelse nær diffrak-sjonsgrensen over et vidt område av doble forstørrelser ved å gjøre brytningsindeksen for sekundærobjektivlinseelementet mindre enn for primærobjektivlinseelementet.

Det fargekorrigerende linseelement i objektivsystemet kan være et chalkogenidglass, såsom det som selges av Barr & Stroud Limited under deres betegnelse "Type 1 Calcogenide Glass", mens hvert av de andre syv linseelementer kan være fremstilt av germanium, idet begge disse materialer har et effektivt spektralpassbånd i det infrarøde bølgelengdeområde fra 3 til 13 ym. Alternativt kan det fargekorrigerende linseelement være fremstilt av hvilket som helst av et optisk materiale som oppviser passende fysiske egenskaper. Tabell VI angir noen av de mest egnede optiske materialer.

Det fargekorrigerende linseelement kan være fast montert i forhold til de andre linseelementer, men det er hensiktsmessig bevegelig langs den optiske akse, og som et resultat av dette kan teleskopet kompenseres for endringer i omgivelsestemperatur som frembringer forskyvninger i posisjon av de to reelle bilder som alternativt dannes inne i teleskopet. Denne bevegelse av det fargekorrigerende linseelement kan også utnyttes til å variere teleskopets to brennpunkter (uten å avvike fra dets såkalte "afokale" natur), forutsatt at de to reelle bilder som dannes inne i teleskopet, ikke er av høy kvalitet. Dette oppnås bekvemt når det fargekorrigerende linseelement har lav optisk styrke, da minimale forstørrelsesendringer frembringes når dette element beveges.

Alternativt eller i tillegg kan teleskopet kompenseres for endringer i omgivelsestemperatur ved å konstruere rammeverket for linsesystemene ved benyttelse av materialer av hvilke minst to materialer har forskjellige varmeutvidelseskoeffisienter (dvs. passiv, mekanisk atermalisering) Det fargekorrigerende linseelement kan være bevegelig langs den optiske akse eller det kan være fast montert i forhold til de andre linseelementer i en posisjon som utstyrer teleskopet med to faste brennpunkter, typisk de hyperfokale brennpunkter.

Da høyforstørrelses-linsesystemet og lavforstør-relses-linsesystemet ikke samtidig kan innrettes på den optiske akse, er det nødvendig at de innrettes vekselvis på den optiske akse. Selv om hver av en rekke metoder kan utføre denne operasjon, benytter kanskje den enkleste metode en mekanisme av karuselltype hvor høyforstørrelses-og lavforstørrelses-linsesystemene er innrettet i rett vinkel med hverandre på en eneste vogn som kan dreies 90°

om et fast punkt på en måte ved hjelp av hvilken enten høyforstørrelses-linsesystemet innrettes med den felles optiske akse mens lavforstørrelses-linsesystemet er i en parkert stilling, og dermed forsyner teleskopet med høy-forstørrelsesmodusen, eller omvendt.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende i forbindelse med et utførelseseksempel under hen-visning til de skjematiske tegninger og de etterfølgende tabeller.

Som vist på fig. 1 er et teleskop 20 dannet av

et objektivsystem 21, et kollimasjonssystem 22, et høyfor-størrelses-linsesystem 23 og et lavforstørrelses-linsesystem 24 som er innrettet på en felles optisk akse 19, idet høyforstørrelses-' og lavforstørrelsessystemene 23 og 24 er anordnet på en måte ved hvilken de ikke samtidig er innrettet på den felles optiske akse 19. Teleskopet 20 ér av den afokale refraktortype, og når høyforstørrelsessyste-met 23 er innrettet på den felles optiske akse 19, danner teleskopet internt et reelt bilde 25, og når lavforstørrel-sessystemet 24 er innrettet på den felles optiske akse, danner teleskopet internt et reelt bilde 26, idet begge bilder dannes av stråling som kommer inn i teleskopet fra et objektrom 17. Objektivsystemet 21 er et telefotosystem og er dannet av et primærlinseelement H og et sekundærlinse-element G, idet sistnevnte har negativ styrke (dvs. er divergerende) og fargekorrigerende, mens det førstnevnte har positiv styrke (dvs. er konvergerende). Elementet G har brytningsflater 13, 14 og elementet H har brytningsflater 15, 16. Kollimasjonssystemet 22 er dannet av et eneste linseelement A som har positiv styrke og brytningsflater 1, 2. Høyforstørrelsessystemet 23 er dannet av to linseelementer B, C som har positiv styrke og har respektive brytningsflater 3, 4 og 5, 6. Lavforstørrelsessystemet 24 er dannet av tre linseelementer D, E, F av hvilke elementene D og F har positiv styrke og respektive brytningsflater 7, 8 og 11, 12, mens elementet E har negativ styrke og brytningsflater 9, 10. Elementet A danner et system med fast brenn-punkt eller fokus, elementene B og C danner sammen et system med fast fokus, elementene D, E og F danner sammen et system med fast fokus og elementene G og H danner sammen et system med fast fokus. Objektivsystemet 21 aksepterer således

strålebunter fra to forskjellige inngangspupiller som er dannet i objektrommet 17. Enten samler da høyforstørrel-

sessystemet 23 stråling fra det inverterte, reelle bilde 25 og tilveiebringer en utgangsstrålebunt til kollimasjonssystemet 22, eller lavforstørrelsessystemet 24 samler stråling fra objektivsystemet 21, danner internt et invertert, reelt bilde 26 og tilveiebringer en utgangsstrålebunt til kollimasjonssystemet 22. De to utgangsstrålebunter samles deretter av kollimasjonssystemet 22 som tilveiebringer to bunter av parallelle stråler som danner en utgangspupill I

i billedrommet 18, idet de to bunter av parallelle stråler

i billedrommet 18 er identiske bortsett fra små forskjeller av optiske aberrasjoner. Den optiske styrke til og avstan-den mellom de forskjellige linseelementer A, B, C, D, E, F, G, H er innrettet slik at bildet 25 i høyforstørrelsesmodu-sen ligger mellom brytningsflåtene 6 og 13, og bildet 26 i lavforstørrelsesmodusen ligger mellom brytningsflåtene 8 og 9.

Brytningsflåtene 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 og 16 er hver i hovedsaken sfæriske, dvs.

om de ikke er helt sfæriske er de "sfæriske" i teknikkens betydning, mens flaten 15 er ikke-sfærisk idet den har en asfærisk profil.

Teleskopet 20 er konstruert for bruk i det infra-røde bølgelengdeområde (dvs. 3-13 ym), og linseelementenes brytningsindekser er følgelig forholdsvis store. For å tilveiebringe tilstrekkelig høy optisk ytelse er imidlertid linseelementet G fargekorrigerende, og det har negativ styrke og en lavere brytningsindeks enn elementet H. For området 8 - 13 ym oppnås dette ved å fremstille linseelementene A, B, C, D, E, F og H av germanium hvis brytningsindeks er 4,00322, og linseelementet G av chalkogenidglass av "Type 1" (fra Barr & Stroud Limited), hvis brytningsindeks er 2,4 9158 målt ved en bølgelengde på 10 ym og ved en temperatur på 20° C. I dette tilfelle har elementet G en spredningska<p>asitet eller V-verdi på 152, hvor V-verdien er definert som forholdet mellom brytningsindeksen ved 10,0 ym minus 1 og brytningsindeksen ved 8,5 ym minus brytningsindeksen ved 11,5 ym. Disse materialer, som er egnet for å antirefleksjonsbelegges, tilveiebringer, når de er antirefleksjonsbelagt, et teleskop med en overføring på minst 65 %, i begge forstørrelsesmodi, av innfallende stråling i området 8,5 - 11,5 ym.

Linseelementet G er fortrinnsvis bevegelig langs den optiske akse 19, mens de andre linseelementer A, B, C, D, E, F og H ikke er bevegelige. Dette tillater at teleskopet kan kompenseres mot bevegelser av stillingene av de to bilder 25 og 26 forårsaket av endringer av omgivelses-temperaturen som typisk ligger i området -10° C til +50° C. For faste posisjoner av bildene 25 og 26 kan videre teleskopet fokuseres på fjerntliggende objekter, typisk i områdene fra 50 meter til uendelig for høyforstørrelsesmodusen og fra 10 meter til uendelig for lavforstørrelsesmodusen.

Alternativt kan linseelementet G og de andre linseelementer A, B, C, D, E, Fog H være fast montert.

Ved å konstruere det omgivende rammeverk som understøtter linseelementene E, F og H, på, passende måte ved benyttelse av et materiale eller materialer som oppviser høye varmeutvidelseskoeffisienter, såsom en polyetylen med ultrahøy molekylvekt (vanlig kjent under bokstavordet "UHMPE"), og ved å konstruere det gjenværende teleskoprammeverk ved benyttelse av et materiale eller materialer som oppviser forholdsvis lave varmeutvidelseskoeffisienter, såsom aluminium (varmeutvidelseskoeffisient for aluminium - 23 x 10 ^, UHMPE - 125 - 225 x 10~<6>), er det mulig å kompensere teleskopet for omgivelsestemperaturer i området -40° C til 70° C under opprettholdelse av konstante brennpunkter og god optisk ytelse. Selv om dette bare forsyner teleskopet med to faste brennpunkter, eliminerer det behovet for even-tuell bevegelse av linseelementet G og dermed den aktive mekanikk som beveger linseelementet G.

Slik som vist på fig. 2, kan høyforstørrelses-linsesystemet 23 og lavforstørrelses-linsesystemet 24 innrettes vekselvis på den felles optiske akse 19 ved benyttelse av en mekanisme av karuselltype som roterer linsesystemene 2 3 og 24 om punktet X. Da teleskopet ifølge oppfinnelsen ier meget kompakt med et indre f-tall for høyforstør-relsesmodusen på mindre enn 1,5 i luftrommet mellom linseelementene G og H, og da synsfeltet i billedrommet 18 er 38,1° (horisontalt) x 2 6,5° (vertikalt) og 46,4° diagonalt, roteres høyforstørrelses- og lavforstørrelses-systemene 2 3 og 24 meget lettvint i vertikalplanet. Dette har den fordel at det reduserer den maksimale feltvinkel for strålebuntene og de klare åpninger for linseelementene B, C, D, E og F, hvilket til sammen letter plassbegrensningene. Fig. 1 viser synsfeltet på 46,4°, mens fig. 2 viser synsfeltarrangementet på 26,5° i billedrommet.

Et eksempel på teleskopet 20 er angitt i tabellene I og II hvor krumningsradien for hver brytningsflate er gitt sammen med åpningsdiameteren for hver flate og for pupillen 0 hvis posisjon er benyttet som et nullpunkt fra hvilket separasjonen av suksessive brytningsflater er angitt, sammen med beskaffenheten av det materiale som gjelder for et sådant separasjonsintervall. Således har for eksempel flaten 11 en krumningsradius på -38,10 mm, idet minustegnet angir at krumningssentret ligger på høyre side av flaten 11; den er adskilt med et luftrom på 10,3 2 mm fra den foregående flate 10 i retning av pupillen 0; den har en åpningsdiameter på 59,36 mm; og den er adskilt fra den etterfølgende flate 12 med en avstand på 6,87 mm i germanium. Tabell I angir detaljer for teleskopet 20 når det er i høyforstørrelses-modusen, og Tabell II angir detaljer for teleskopet 20 når det er i lavforstørrelsesmodusen. Det vil innses at summen av alle adskillelser eller separasjoner i Tabell I er lik summen av alle separasjoner i Tabell II. Koordinatene for rotasjonspunktet X er 67,7 mm fra inngangspupillen 0 langs den optiske akse 19 (til venstre) og 3,6 mm normalt på den optiske akse (nedover).

Den asfæriske profil av brytningsflaten 15 er vist på fig. 3 hvor separasjoner parallelle med den optiske akse mellom både den asfæriske profil og kulen for den beste tilpasning, og den sfæriske nullpunktflate 15' er gradert med en faktor på 2000. Den asfæriske profil er bestemt ved følgende likning:

hvor Z = avstand langs den optiske akse

C = l/R; R = krumningsradius for flaten 15'

(= -193,98 mm)

H = radial avstand normalt på den optiske akse

(maksimumsverdi = 68,954 mm)

-9 B = første ordens asfærisk koeffisient (= -2,07 x 10 ) -13 G = andre ordens asfærisk koeffisient (= +2,93 x 10 )

.... = høyere ordens ledd (=0,0),

og kulen for den beste tilpasning er den sfæriske flate fra hvilken den asfæriske profil gjør bare et lite avvik. Tabell V inneholder beregnede verdier av separasjon eller adskillelse mellom den asfæriske profil og kulen med best tilpasning for forskjellige åpningshøyder, og krumningsradien for kulen med best tilpasning. Man vil legge merke til at graden av asfærisitet er liten.

Dette teleskop tilveiebringer en høy forstørrelse på X9,0 og en lav forstørrelse på X2,5, og i høyforstørrel-sesmodusen har teleskopet et indre f-tall på 0,89 i luftrommet mellom linseelementene G og H. Fargekorreksjon opp-rettholdes over hele området på 8,5 - 11,5 ym, og med elementet G bevegelig er fokusering i høyforstørrelsesmodusen tilgjengelig over området 50 m til uendelig og i lavfor-størrelsesmodusen tilgjengelig over området 10 m til uendelig. Termisk kompensasjon er i begge forstørrelsesmodi tilgjengelig over området -10° C til +50° C med minimal forringelse av total ytelse. Dersom ytelsesforringelse er akseptabelt, kan fokuseringsområdet i høy- og lavforstørrel-sesmodusene for praktiske formål økes til 10 meter til uendelig henholdsvis 5 meter til uendelig, og i begge for-størrelsesmodi kan området for termisk kompensasjon økes til -40° C til +70° C. Alternativt kan elementet G og alle de andre linseelementer være fast montert, slik at det til-veiebringes to faste brennpunkter og varmekompensasjon oppnås ved hjelp av passive midler og er tilgjengelig over området -40° C til +70° C med minimal forringelse i total ytelse. Spesifikke verdier av bildekvalitet for dette teleskop er angitt i Tabellene III og IV, idet den førstnevnte tabell tilveiebringer data som angår høyforstørrelsesmodusen ved fokusering på en avstand på ca. 650 meter, og den sistnevnte tabell tilveiebringer data som angår lavforstørrelses-modusen ved fokusering på en avstand på ca. 55 meter.

Når det beskrevne teleskop er i høyforstørrelses-modusen, tilveiebringer det høy ytelse over minst to tredje-deler av det fullstendige felt med en primærobjektlvåpnings-diameter forstørret med bare 5,4 % for å ta hensyn til pupillaberrasjoner, og når teleskopet er i lavforstørrelses-modusen, tilveiebringer det høy ytelse over minst to tredje-deler av det fullstendige felt. For høy- og lavforstørrel-sesmodusene frembringer teleskopet en vinkelforvrengning ved den maksimale feltvinkel på bare ca. +1,5 % henholdsvis

-1,0 %, idet det positive tegn angir økende forstørrelse med økende feltvinkel og det negative tegn angir avtagende for-størrelse med avtagende feltvinkel. På grunn av at noen FLIR-systemanvendelser krever at teleskopets strålebunter

i nærliggende objektrom (dvs. ved avstander opp til eller over ca. 500 mm foran primærobjektivlinseelementet) er begrenset til et forutbestemt tverrsnittsareal, er det nød-vendig at teleskopet i lavforstørrelsesmodusen har strålebunter som konvergerer i objektrommet. Det kan innses at det teleskop som er blitt beskrevet, oppfyller denne betin-gelse og oppnår den tidligere ytelsesspesifikasjon uten vignettering ved noen av linseelementenes brytningsflater og uten å innføre noen merkbar narcisseffekt. Dette oppnås også for et teleskop som har kort total lengde og har et kompakt, dobbeltforstørrende linsesystem.

Det teleskop som er angitt i tabellene I-V, kan graderes og optimeres for å tilveiebringe et vidt område av høye og lave forstørrelser, idet forholdet mellom de høye og lave forstørrelser typisk ligger i områdene 6:1 og 2:1, idet den generelle linsekonfigurasjon holdes konstant. Dersom høyforstørrelsesmodusen har en tilstrekkelig lav for-størrelse slik at fargekorreksjon ikke er nødvendig, er det da mulig å fremstille det fargekorrigerende linseelement av germanium. Selv om bare to asfæriske koeffisienter er blitt benyttet i likningen for å tilveiebringe den linseløsning som er gitt i det foran beskrevne teleskop, kan flere (dvs. høyere ordens) asfæriske koeffisienter benyttes dersom det ønskes. Det er også mulig å optimere dette teleskop på en slik måte at det kan tilveiebringe et forskjellig syns-felt og en forskjellig pupilldiameter i billedrommet, slik at teleskopet gjøres egnet for tilknytning til forskjellige detektorsystemer som kan være med eller uten avsøknings-mekanismer. Det skal bemerkes at alle detaljer som er angitt i tabellene I - VI, gjelder for 20° C, og det her an-gitte f-tall er avledet fra formelen (2-sin 6) ^ hvor 0 er halve vinkelen for den konus som er dannet av den aksiale feltstråle etter brytning fra det linseelement på hvilket strålen er innfallende.

Selv om bare brytningsflaten 15 er beskrevet som asfærisk i den viste utførelse, vil det innses at den samme ytelse kan oppnås ved å gjøre bare flaten 16 asfærisk, eller ved å gjøre begge flater 15, 16 asfæriske, idet dette siste arrangement har den fordel at den totale grad av asfærisitet vil bli proporsjonert mellom de to flater, slik at hver flate da vil ha en meget redusert grad av asfærisitet sammen-liknet med asfærisiteten for flaten 15 slik den er angitt i Tabell V.

Claims (7)

1. Afokalt, dobbeltforstørrende refraktorteleskop som er dannet av et akromatisk objektivsystem (21) som har fast fokus og er sammensatt av et primærobjektivlinseelement (H) og et sekundærobjektivlinseelement (G), og et kollimasjonssystem (22) som har fast fokus og er sammensatt av et eneste linseelement (A) og som er innrettet på en felles optisk akse, og to forskjellige forstørrelses-linsesysterner (23, 24) som har fast fokus og høy og lav forstørrelse og som vekselvis kan innrettes på den optiske akse (19) mellom sekundærobjektivlinseelementet (G) og kollimasjonssystemet (22) og er innrettet til å tilveiebringe et respektivt, indre, reelt bilde (25, 26), karakterisert ved at linsesystemet (23) med høy forstørrelse er dannet av to linseelementer (B, C) og linsesystemet (24) med lav forstørrelse er dannet av tre linseelementer (D, E, F), idet hvert av teleskopets åtte linseelementer (A, B, C, D, E, F, G og H) er dannet av et materiale som har et effektivt spektralpassbånd i det infra-røde bølgelengdeområde og har brytningsflater som skjærer den optiske akse (19), idet minst én brytningsflate av primærobjektivlinseelementet (H) er asfærisk og hver av brytningsflåtene av de andre av teleskopets linseelementer er i hovedsaken sfærisk, idet den eller de asfæriske flater har bare en liten grad av asfærisitet, idet sekundær-ob jektivlinseelementet (G) har negativ styrke og har en brytningsindeks som er lik eller mindre enn for primær-ob jektivlinseelementet (H) som har positiv styrke, og at teleskopet for høyforstørrelsesmodusen har et indre f-tall i luftrommet mellom primær- og sekundær-objektivlinseelementene (H, G) på mindre enn 1,5.

2. Teleskop ifølge krav 1, karakterisert ved at begge brytningsflater (15, 16) av primær-ob j ektivlinseelementet (H) har en liten grad av asfærisitet.

3. Teleskop ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved åt hver asfærisk flate (15, 16) er i over-ensstemmelse med likningen hvor Z = avstand langs den optiske akse C = l/R; R = krumningsradius for nullpunktflaten (15') (= -193,98 mm) H = radial avstand normalt på den optiske akse (maksimumsverdi = 68,954 mm) _9 B = første ordens asfærisk koeffisient (= -2,07 x 10 ) -13 G = andre ordens asfærisk koeffisient (= +2,93 x 10 ), og de tredje og høyere ordens asfæriske koeffisienter er null.

4. Teleskop ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at sekundærobjektivlinseelementet (G) ved en temperatur på 20° C og ved en bølge-lengde på lO^um har en brytningsindeks som er lik eller lavere enn brytningsindeksen for hvert av de andre linseelementer (A, B, C, D, E, F og H).

5. Teleskop ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at én eller flere av bryt-ningsf låtene (1 - 16) har et antirefleksjonsbelegg.

6. Teleskop ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at teleskopets forstørrelse i høyforstørrelsesmodusen (23) er foranderlig med en faktor i området 0,5 - 3,5 ved gradering og optimering, idet teleskopets generelle linsekonfigurasjon er konstant.

7. Teleskop ifølge krav 6, karakterisert ved at forholdet mellom forstørrelsene i høy- og lavfor-størrelsesmodusene (23, 24) befinner seg i området 6:1 til 2:1 avhengig av gradering og optimering av lavforstørrelses-linsesystemet (24), idet lavforstørrelseslinsesystemets (24) generelle linsekonfigurasjon er konstant.