SE450670B - Icke fokuserande refraktorteleskop med dubbel forstoring - Google Patents

Icke fokuserande refraktorteleskop med dubbel forstoring

Info

Publication number
SE450670B
SE450670B SE8105941A SE8105941A SE450670B SE 450670 B SE450670 B SE 450670B SE 8105941 A SE8105941 A SE 8105941A SE 8105941 A SE8105941 A SE 8105941A SE 450670 B SE450670 B SE 450670B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
telescope
lens
lens element
objective lens
magnification
Prior art date
Application number
SE8105941A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8105941L (sv
Inventor
I A Neil
Original Assignee
Barr & Stroud Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barr & Stroud Ltd filed Critical Barr & Stroud Ltd
Publication of SE8105941L publication Critical patent/SE8105941L/sv
Publication of SE450670B publication Critical patent/SE450670B/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/02Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
    • G02B15/04Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

10 15 20 25 30 35 450 670 framställt av ett material, som har en nyttig spektral bandpass i det infraröda vâglängdsomrâdet och har bryt- ningsytor som skär nämnda optiska axel, varvid åtmins- tone en brytningsyta hos den primära objektivlinsen är icke-sfärisk och var och en av brytningsytorna för tele- skopets andra linselement är i huvudsak sfäriska, varvid den icke-sfäriska ytan eller ytorna endast har en liten grad av icke-sfäriskhet, varvid det sekundära objektiv- linselementet är negativt förstärkt och har ett bryt- ningsindex lika med eller lägre än brytningsindex för det primära objektivlinselementet som är positivt för- stärkt och varvid för högförstoringstillståndet tele- skopet har ett inre f-nummer i luftutrymmet mellan det primära och det sekundära objektivlinselementet mindre än 1,5.
Eftersom teleskopet enligt föreliggande uppfinning är av refraktortyp finns ingen fördunkling i någon av de två synfälten. Med enbart åtta linselement, av vilka fem linselement användes i högförstoringstillstândet och sex linselement användes i lâgförstoringtillstândet, och med linssystemen med hög och låg förstoring med lätt- het kopplade och anordnade utbytbara genom att använda en enda roteringsmekanism är systemet optiskt och meka- niskt enkelt. Med samtliga utom ett av linselementen med i huvudsak sfäriska brytningsytor, varvid den icke-sfä- riska ytan eller ytorna har en icke-sfärisk profil som har endast en liten avvikelse från en sfärisk profil, är linselementen enkla att framställa.
Objektivssystemet kan vara färgkorrigerat genom att göra det dispersiva V-värdet för det sekundära objektivlins- elementet mindre än det för det primära objektivlinsele- mentet och teleskopet kan göras i hög grad kompakt med en prestanda nära diffraktionsgränsen över ett vitt om- råde för dubbla förstoringar genom att göra brytnings- index för det sekundära objektivlinselementet mindre än 10 15 20 25 30 450 670 brytningsindex för det primära objektivlinselementet.
Objektivsystemets färgkorrigerande linselement kan vara av kalkogenid glas, såsom t ex det sålt av Barr & Stroud Limited under deras benämning "Type 1 Cnalcogenide Glass", medan vart och ett av de andra sju linselementen kan vara framställt av germanium, varvid samtliga dessa material har en effektiv spektral bandpass i det infraröda våg- längdsomrâdet 3 - 13 mikron. Alternativt kan det färg- korrigerande linselementet framställas av något annat optiskt material som har lämpliga fysikaliska karakteris- tika. Nedan angivna tabell VI ger anvisning om några av de mest lämpliga optiska materialen.
Det färgkorrigerande linselementet kan vara fast monterat relativt de andra linselementen men lämpligen är det rör- ligt längs den optiska axeln med följd att teleskopet kan kompenseras för ändringar i omgivande temperatur, vilka ger växlingar i läge för de två realbilderna alternativt bildade i teleskopet. Sådan rörelse för det färgkorrige- rande linselementet kan även utnyttjas för att variera teleskopets 2 fokus (utan att avvika från dess så kallade "icke-fokuserande" natur) förutsatt att de två realbilder- na bildade i teleskopet icke är av hög kvalitet. Detta uppnås lämpligen, när det färgkorrigerande linselementet har låg optisk styrka eftersom minimala förstoringsänd- ringar alstras när detta element förflyttas.
Alternativt eller såsom tillägg kan teleskopet kompense- ras för ändringar i omgivande temperatur genom att konst- ruera ramverket för linssystemen med material av vilka åtminstone tvâ har olika termiska expansionskoeffícienter (dvs passiv mekanisk atermiskhet). Det färgkorrigerande linselementet kan vara rörligt längs den optiska axeln eller kan det vara fast monterat relativt de andra linselementen vid ett läge som ger teleskopet två fasta fokus, karakteristiskt hyperfokuserande fokus. 10 15 20 25 30 35 450 670 Emedan det högförstorande linssystemet och det lägför- storande linssystemet icke kan samtidigt ligga på linje på den optiska axeln, erfordras det att de är alterna- tivt inställbara på den optiska axeln. Ehuru flera metoder kan utföra denna operation, är kanske den mest enkla meto- den en mekanism av typ karusell, där de hög- och lågför- storande linssystemen är inställda 90° relativt varandra på en enda bärare som kan roteras omkring en fix punkt 900 på ett sätt så att antingen det med hög förstoring utformade linssystemet ligger i linje med den gemensamma optiska axeln medan dazmed låg förstoring utformade lins- systemet befinner sig i ett parkerat läge, varigenom er- hâlles ett teleskop med hög förstoringseffekt eller vice VEISa.
Ett utföringsexempel av föreliggande uppfinning kommer nu att exemplifierat beskrivas med hänvisning till bifogade sohematiska ritningar och till efterföljande tabeller.
Såsom är visat i fig. 1 är ett teleskop 20 bildat av ett objektivsystem 21, ett kollimationssystem 22, ett system 23 med hög förstoring och ett system 24 med låg förstoring anordnade i linje på en gemensam optisk axel 19, varvid systemen 23 och 24 med hög och låg förstoring är anordnade på ett sådant sätt att de icke samtidigt ligger i linje pâ den gemensamma optiska axeln 19. Teleskopet 20 är av en icke fokuserande refraktortyp och när systemet 23 med hög förstoring ligger i linje på den gemensamma optiska axeln 19 bildar teleskopet inuti en realbild 25 och när syste- met 24 med låg förstoring ligger i linje på den gemensamma optiska axeln 19 bildas inuti teleskopet en realbild 26, varvid båda bilderna bildas från strålning som inkommer till teleskopet från objektområdet 17. Objektivsystemet 21 är telefoto och bildat av ett primärt linselement H och ett sekundärt linselement G, varvid det senare är negativt förstärkt (dvs divergent) och färgkorrigerande medan det tidigare är positivt förstärkt (dvs konvergent). 10 15 20 25 30 35 450 670 Elementet G har brytningsytor 13, 14 och elementet H har brytingsytor 15, 16. Kollimationssystemet 22 är bil- dat av ett enda positivt förstärkt linselement A med brytningsytor 1, 2. Systemet 23 med hög förstoring är bildat av två positivt förstärkta linselement B, C med brytningsytor 3, 4 respektive 5, 6. Systemet 24 med låg förstoring är bildat av tre linselement D,E,F, av vilka elementen D och F är positivt förstärkta med bryt- ningsytor 7, 8 respektive 11, 12 och elementen E är ne- gativt förstärkt med brytningsytor 9, 10. Elementet A bildar ett system med fast fokus, elementen B och C bil- dar tillsammans ett system med fast fokus, elementen D, E och F bildar tillsammans ett system med fast fokus och elementen G och H bildar tillsammans ett system med fast fokus, så att objektivsystemet 21 accepterar knippen av strålar från tvâ olika ingângspupiller bilda- de i objektomrâdet 17. Antingen Samlar SYStGIIEt 23 med hÖ9 förstoring strålning från den inverterade real- bilden 25 och ger ett utgångsstrålknippe till kollima- tiønssystgmgt 22, Qller Samlar SyStêmêt 24 med låg för" storingstrålning från objektivsystemet 21, bildar in- vändigt en inverterad realbild 26 och ger ett utgångs- strâlknippe till kollimationssystemet 22. De två ut- gângsstrålknippena samlas sedan av kollimationssystemet 22, vilket ger två knippen av parallella strålar som bil- dar en utgângspupill ø i bildområdet 18, varvid de tvâ knippena av parallella strålar är i bildomrâdet 18 iden- tiska förutom små skillnader i optiska aberrationer. Den optiska styrkan av och avståndet mellan de olika lins- elementen A, B, C, D, E, F, G, H är så arrangerade, att i den höga förstoringen ligger bilden 25 mellan bryt- ningsytorna 5 och 13 och i den låga förstoringen ligger bilden 26 mellan brytningsytorna 8 och 9.
Brytningsytorna 1, 2, 3, 4, 5, 13, är "sfäriska" i denna tekniks mening, medan ytan 15 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14 och 16 är var och en i huvudsak sfärisk, dvs de 10 15 20 25 30 450 670 genom att ha en asfärisk profil är icke-sfärisk.
Teleskopet 20 är utformat för användning i det infraröda vâglängdsomràdet (dvs 3-13 mikron) och följaktligen är brytningsindex för linselementen relativt stora men i syfte att åstadkomma tillräckligt hög optisk prestanda är linselementet G färgkorrigerande, negativt förstärkt och har en lägre brytningsindex än elementet H. Detta upp- nås för området 8-13 mikron genom att göra linselementen A, B, C, D, E, F och H av germanium, vars brytningsindex är 4,00322, och linselementet G av Barr & Stroud typ l kalkogenid glas, vars brytningsindex är 2,49158 mätt vid en våglängd av 10 mikron och vid en temperatur av 20°C.
I detta fall har elementet G en dispersiv kapacitet, eller av 152, landet av brytningsindex vid 10,0 mikron minus 1 till bryt- V-värde, där V-värdet är definierat såsom förhål- ningsindex vid 8,5 mikron minus brytningsindex vid 11,5 mikron. Dessa element som är lämpade att vara anti-reflek- terande belagda, när anti-reflekterande belagda ger ett teleskop med åtminstone 65% överföring, i båda förstorings- sätten, av infallande strålning i området 8,5 till 11,5 mikron.
Linselementet G är företrädesvis rörligt längs den optiska axeln 19, medan de andra linselementen A, B, C, D, E, F och H ärfam:anonàæde,och detta medger kompensation för teleskopet mot rörelser i lägen för de tvâ bilderna 25 och 26 alstradeav omgivande temperaturändringar som är typiska inom området -10°C till +50°C. Vidare kan för fixerade lägen för bilderna 25 och 26 teleskopet vara fo- kuserat på avlägsna objekt, typiska inom områdena 50 m till oändlighet för högförstoringssättetoch 10 m till oändlighet för làgförstoringssättet.
Alternativt kan linselementet G och de andra linselementen A, B, C, D, E, F och H vara fast monterade. Genom lämplig konstruktion av det omgivande ramverket som stödjer lins- 10 15 20 25 30 35 450 670 elementen E, F och H genom att använda ett material el- ler flera material som ger höga termiska expansions- koefficienter, såsom t ex en polyetylen med ultrahög molekulärvikt (vanligen känd genom akronymen "UHMPE") och genom att konstruera det återstående teleskopramver- ket av ett material eller flera material som ger relativt låga termiska expansionskoefficienter, såsom t ex alumi- nium (termisk expansionskoefficient för aluminiunlflf 23 x 1o"6, UHMPE-='12s-225 X 1o"6) är det möjligt att kompensera teleskopet för omgivande temperaturer över -4000 till 70°C och bibehålla konstanta fokus och god optisk prestanda. Ehuru detta endast förser teleskopet med tvâ fasta fokus, eliminerar det behovet av någon rö- relse för linselementet G och följaktligen de aktiva me- kanismer som förflyttar linselementet G.
Såsom visas i fig. 2 kan linssystemet 23 med hög försto- ring och linssystemet 24 med låg förstoring alternativt inställas på den gemensamma optiska axeln 19 under använd- ning av en mekanism av karuselltyp som roterar linssyste- men 23 och 24 omkring punkten X. Emedan teleskopet enligt föreliggande uppfinning är extremt kompakt med ett inre f-nummer för den höga förstoringen av mindre än 1,5 i luftutrymmet mellan linselementen G och H och emedan syn- fältef 1 biiaømråaet 18 är 3s,1° (norisantelit) X ze,s° (vertikalt) och 46,4 (diagonalt) kan linssystemen 23 och 24 mycket enkelt rotera i vertikalplanet. Detta har för- delen av att reducera den maximala fältvinkeln för strål- knippena och friöppningarna för linselementen B, C, D, E och F, vilket tillsammans minskar utrymmestvånget.
Fig. 1 visar ett synfält av 46,40 medan fig. 2 visar ett Synfält av 26,50 1 biiaamräaec.
Ett exempel på teleskopet 20 är närmare angivet i tabel- lerna I och II, där krökningsradien för varje brytnings- yta är given tillsammans med bländardiametern för varje yta och för pupillen ø, vars läge användes såsom ett data 10 15 20 25 30 35 450 670 från vilket avvikelsen för successiva brytningsytor är definierad tillsammans med beskaffenheten hos det mate- rial som är relevant för sádant avvikelseintervall. Så- lunda har t ex ytan 11 en krökningsradie av -38,10 mm, där minustecknet indikerar att krökningscentrum ligger på höger sida om ytan 11; den är avskild genom ett luft- utrymme av 10,32 mm från föregående yta, yta 10, i rikt- ningen för pupillen ø; den har en bländardiameter av 59,36 mm: och den är skild från efterföljande yta, yta 12, med ett avstånd 6,87 mm i germanium. Tabell I anger teleskopet 20 när det är i högförstoringstillstând och tabell II anger teleskopet 20 när det är i lâgförstorings- tillstånd. Det framgår att summan av alla avvikelser i tabell I är lika med summan av alla avvikelser i tabell II.
Koordinaterna för rotationspunkten X är 67,7 mm från in- gàngspupillen ø längs den optiska axeln 19 (åt vänster) och 3,6 mm vinkelrätt mot den optiska axeln (nedåt).
Den asfäriska profilen för brytningsytan 15 är visad i fig. 3, där avvikelserna parallellt med den optiska axeln mellan såväl den asfäriska profilen och den bäst anpassa- de sfären och datasfärytan 15' är graderade av en faktor av 2000, varvid den asfäriska profilen är styrd av följan- de ekvation: z.c. = 1-J1 - C(C.H2 + B.H4 + G.H6 + där Z = avståndet längs den optiska axeln C = 1/R, där R = krökningsradien för ytan 15' (=-193,98 mm) H = radiella avståndet vinkelrätt mot den optiska axeln (maximalt värde = 68,954 mm) B = asfärisk koefficient av första ordningen (= -2,07 X 1o'9) G = asfärisk koefficient av andra ordningen (=+2,93 x 1o'13) .... 'villkor av högre ordning (=0,0). och den bäst anpassade sfären är den sfäriska yta, från vilken den asfäriska profilen endast gör en liten avvikel- 10 15 20 25 30 35 450 670 se. Tabell V innehåller kalkulerade värden på avvvikel- se mellan den asfäriska profilen och den bäst anpassade sfären för olika bländaröppningshöjder och kröknings- radien för den bäst anpassade sfären. Det skall observe- ras att graden av asfäriskhet är liten.
Detta teleskop ger en högförstoring av X9,0 och en låg- förstoring av X2,5 och har vid högförstoring ett inre f- nummer av 0,89 i luftrummet mellan linselementen G och H.
Färgkorrigering bibehålles över omrâdet 8,5 till 11,5 mikron, och med elementet G rörligt är fokusering till- gänglig vid högförstoring över omrâdet 50 m till oändlig- het och vid lågförstoring över området 10 m till oändlig- het. Termisk kompensation är tillgänglig i båda försto- ringarna över området -10°C till +50°C med minimal avvi- kelse i total prestanda. Om prestandaavvikelse är accepta- bel kan av praktiska skäl området för fokus i båda försto- ringarna ökas till 10 m till oändlighet resp. 5 m till oändlighet kompensation ökas till -40°C till +70°C. Alternativt kan elementet G och samtliga andra linselement vara fast monte- rade och ger sålunda tvâ fasta fokus och termisk kompensa- tion erhålles genom passiva organ och är tillgänglig över området -4o°c till +7o°c med minimal avvikelse i total prestanda. Specifika värden för bildkvalitet för detta teleskop är givna i tabellerna III och IV, varvid tabell III ger data relevanta för högförstoring vid fokusering på ett avstånd av approximativt 650 m och tabell IV ger data relevanta för làgförstoring vid fokusering på ett avstånd av approximativt 55 m.
Det beskrivna teleskopet ger vid högförstoring hög pres- tanda över åtminstone två tredjedelar av det totala fäl- tet med en primär objektivbländardiameter endast försto- rad 5,4% för att anpassa till pupillavvikelse och ger vid lågförstoring hög prestanda över'åtminstone två tred- jedelar av det totala fältet. För högförstoring och låg- 10 15 20 25 30 35 450 670 10 förstoring ger teleskopet vinkelförvrängning vid maximal fältvinkel av enbart omkring +1,5% respektive -1,0%, varvid +tecknet indikerar ökande förstoring med ökande fältvinkel och minustecknet indikerar minskande förstoring med ökan- de fältvinkel. Emedan några applikationer för FLIR-syste- met kräver att teleskopets strâlknippen i nära objekt- område (dvs vid avstånd upp till eller överskridande om- kring 500 mm framför det primära objektlinselementet) är begränsade till en förutbestämd tvärsektionsarea, är det nödvändigt att teleskopet vid lågförstoring har strålknip- pen som konvergerar i objektomrâdet. Det inses, att det beskrivna teleskopet uppfyller detta krav och uppnår ti- digare angiven prestanda utan avbländning vid någon av linselementens brytningsytor och utan att införa någon noterbar narcissuseffekt. Detta uppnås även för ett tele- skop som har kort total läng och har ett kompakt linssys- tem med dubbel förstoring.
Det i tabellerna I-V angivna teleskopet kan dimensioneras och optimeras för att åstadkomma ett vitt område av höga och låga förstoringar, varvid förhållandet mellan de höga och de låga förstoringarna ligger inom områdena 6:1 och 2:1 med den allmänna linsutformningen kvarblivande konstant.
Om högförstoringen är av tillräckligt låg förstoring så att färgkorrigering icke kräves, är det möjligt att göra det färgkorrigerande linselementet av germanium. Ehuru endast två asfäriska koefficienter har använts i ekva- tionen för att ge linslösningen för ovanbeskrivna tele- skop kan fler (dvs av högre ordning) asfäriska koefficien- ter användas om så önskas. Det är möjligt att optimera detta teleskop på så sätt, att det kan ge ett olika syn- fält och olika pupilldiameter i bildomrâdet och därigenom göra teleskopet lämpligt för att anordna vid olika detek- torsystem som använder eller icke använder avsöknings- mekanismer. Det skall observeras, att alla detaljer givna i tabellerna I-VI är för 20°C och att f-numret 10 450 670 11 är härlett från formeln (2.sin 6ï_1'där 6 är halva kon- vinkeln bildad avdet axiella fältknippet efter ljus- brytning från linselementet på vilket knippet är in- fallande.
Ehuru i den beskrivna utföringsformen enbart brytnings- ytan 15 är asfärisk, skall det inses, att samma pres- tanda kan uppnâs genom att enbart göra ytan 16 asfärisk eller genom att göra båda ytorna 15, 16 asfäriska, var- vid det senare arrangemanget har fördelen av att den totala graden av asfäriskhet kommer att fördelas lik- formigt mellan de två ytorna så att var och en kommer att ha en mycket reducerad grad av asfäriskhet i jäm- förelse nedden som är angiven för ytan 15 i tabell V. 450. 670 12 TABELL I Lins yta Avvikelse xröknings- Material Bländar- (E) radie diameter Ingångs- ;up1LL*__ _q 0 Plan Luft 15,30 A 1 19,52 -199,20 Luft 32,90 2 4,18 -100,08 Ge 33,92 B 3 3,50 -476,45 Luft 36,54 3,75 -110,09 se 36,37 C 0,50 30,79 Luft 33,16 6 12,77 23,01 Ge 21,71 G 13 74,06 -286,13 Luft 66,69 14 7,50 -7621,95 As/se/ce 70,97 (BSD H 15'$# 61,95 -193,96 Luft 137,91 16 15,71 -135,64 se 144,32 * Maximal fältvinkel vid ingångspupill = 46,40.
®Sàsom erfordrad av denna förstoringsmetod. 955 Yta 15 har en asfärisk profil. 450 670 13 TABELL-il Lins Yta Avvikelse Kröknings- Matefial ,B1ändar- (Eg radie . diameter Ingångsi ø O Plan Luft 15,30 pupill* _ A 1 19,52 -199,20 Luft 32,80 2 4,18 -100,08 Ge 33,92 D 7 8,26 33,92 Luft 38,25 8 6,61 29,46 Ge 32,94 E 9 51,99 -60,96 Luft 51,83 10 5134 "74|93 'Ge 57/00 F 11 10,32 -38,10 Luft 59,36 12 6,87 -39,70 Ge 66,28 G 13 10,19 -286,13 Luft 79,29 14 7,50 -7621,95 P._s/se/Ge_(BS1 83,02, H 15'#%= 61,95 -193,98 Luft 133,43 16 15,71 -135,64 Ge 139,91 * Maximal fältvinkel vid ingângspupill = 46,40. <:)Såsom erfordrad av denna förstoringsmetod.
*Yta 15 har en asfärisk profil. 450 670 14 TABELL III Approx. R.M.S. punktstorlekar i objektqmükht (i milliradianer) ' Fält Monokromatik vid *Kromatik över 10,0 mikron 8-5 - 11,5 mikron Axiell 0,040 0,075 i 0,044 0,093 3/4 0,052 0,108 Total 0,089 00.140, * Given som en lika avvägd samlad mätning med tre våg- längder, varvid våglängderna är 8,5, 10,0 och 11,5 mikron.
I 'Approx. R.M. S. punktstorlekar i objektcxnrâdet (i Inilliradianer) lFält Monokromatik vid *Kromatik över 8,5 - 10,0 mikron 11,5 mikron Axiell 0,311 0,312 g 0,318 0,340 _ 3/4 0,365 0,378 :Total 0,347 0,381 I * Given som en lika avvägd samlad mätning med tre våg- längder, varvid vágländerna är 8,5, 10,0 och 11,5 mikron. 450 670 15 Eêëêššlïs 'Radiellt avstånd vinkelrätt D' '# ' "' jup hos icke-sfarisk mot optiska axeln profil (mm) (mikron) 0,00 _0,0 2,76 -0,01 5,52 -0,05 8,27 -0,12 11,03 -0,20 13,79 -0,31 16,55 -0,42 19,31 -0,54 22,07 -0,65 24,82 -0,76 27,58 -0,85 30,34 -0,91 33,10 ~0,95 35,86 -0,95 38,61 -0,91 41,37 ~0,83 44,13 ~O,72 46,89 -0,58 49,65 -0,42 52,41 -0,27 55,16 -0,13 57,92 ~0,05 60,68 -0,07 63,44 -0,24 66,20 fQ,61 68,95 ' -1,26 p xrakningsraaié föfbäsè .åfipåšsaa šfäféïluäàiàà m gß Djup hos asfärisk profil är definierad som avvikelse- avståndet mellan punkter, av lika radiellt avstånd vinkel- rätt mot optiska axeln, av den asfäriska profilen och bäst anpassad sfär.
Minustecknet uttrycker avlägsnandet av linselemaümeterialet från den bäst anpassade sfären för att erhålla asfärisk profil. 450 670 16 nßmkfi F .
Material Brytningsindexf V-värde: BS2 . 2,85632 248 BSA ' 2,77917 209 TI 1173 2,60010 142 AMTIR 2,49745 169 Bsl 2,49158 152 TI 20 2,49126 144 Znse 2,40653 77 KRS 5 2,37044 260 CsI 1,73933 316 CsBr 1,66251 176 KI 1,62023 137 * Brytningsindex är för 10 mikron. = Över våglängdsområdet 8,5 - 11,5 mikron.

Claims (8)

450 670 17 P A T E N T K R A V
1. Afokaliserat refraktorteleskop för dubbla förstoringar innefattande ett med fixerad fokus akromatiskt objektivsys- tem (21) bildat av ett primärt objektivlinselement (H) och ett sekundärt objektivlinselement (G) och ett kollimations- system (22) med fixerad fokus bildat av ett enda linsele- ment (A), i linje på en gemensam optisk axel (19), samt två olika linssystem (23,24) med fixerad fokus och olika försto- ring, hög och låg, k ä n n e t e c k n a t a v att sys- temen är alternativt inställbara på den optiska axeln (19) mellan det sekundära objektivlinselementet (G) och kollima- tionssystemet (22) och anordnade respektive för att ge en inre realbild (25,26), att linssystemet (23) med hög försto- ring är bildat av tvâ linselement (B,C) och linssystemet (24) med låg förstoring är bildat av tre linselement (D,E,F), att vart och ett av de åtta linselementen (A,B,C,D,E,F,G,H) är framställda av ett material sonlhar en nyttig spektral band- pass i det infraröda våglängdsområdet och har brytningsytor skärande den optiska axeln (19), att åtminstone en brytnings- yta för det primära objektivlinselementet (H) är asfärisk och var och en av brytningsytorna för teleskopets andra lins- element (A-G) är i huvudsak sfäriska, att den asfäriska ytan eller ytorna är svagt asfäriska, att det sekundära objektiv- linselementet (G) är negativt förstärkt och har en brytnings- index lika med eller lägre än brytningsindex för det primära objektivlinselementet (H) som är positivt förstärkt, och att teleskopet vid hög förstoring har ett inre f-nummer i luftut- rymmet mellan det primära (H) och det sekundära objektivlins- elementet (G) av mindre än 1,5.
2. Teleskop enligt krav 1, uk ä n n e t e c k n a t a v att det primära objektivlinselementets (H) båda brytningsytor (15,16) är svagt asfäriska. 450 670 18
3. Teleskop enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att det primära objektivlinselementets (H) brytningsytor (15,16) satisfierar ekvationen z.c. =1-\/1 - c där Z = avståndet längs den optiska axeln C = 1/R, där R = krökningsradien för ytan 15' (=-193,98 mm) H = radiella avståndet vinkelrätt mot den optiska axeln (maximalt värde = 68,954 mm) B = asfärisk koefficient av första ordningen (=-2,o7 x 1o"9) G = asfärisk koefficient av andra ordningen (=+2,93 x 1043) .... = villkor av högre ordning (=0,0), där koefficienterna för tredje och högre ordning är noll.
4. Teleskop enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att det sekundära objektivlinselementet (G) vid en temperatur av ZOOC och vid en våglängd av 10 mikron har ett brytningsindex lika med eller lägre än brytningsindex för vart och ett av de andra linselementen (A,B,C,D,E,F och H).
5. Teleskop enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att en eller flera av brytningsytorna (1-16) har en anti-reflekterande beläggning.
6. Teleskop enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att teleskopets höga förstoring (23) kan ökas eller minskas med en faktor inom området 0,5 - 3,5 genom dimensionering och optimering, varvid telesko- pets allmänna linsutformning kvarstår konstant.
7. Teleskop enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att förhållandet mellan den höga förstoringen (23) och den låga förstoringen (24) kan ligga inom omrâdet 6:1 till 2:1 genom dimensionering och optimering av linssys- 450 670 19 temet (24) för den lâqa'förstorinqen, varvid den allmän- na linsutformningen för linssystemet (24) för den låga förstoringen kvarstår konstant.
8. Teleskop enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att synfältet och pupilldiametern i bildområdet (18) kan var och en oberoende ökas eller minskas, varvid teleskopet är optimerat på ett sätt varigenom det är lämpligt för anordnande i ett antal optiska system, och varvid teleskopets allmänna linsut- formning kvarstår konstant.
SE8105941A 1980-10-08 1981-10-07 Icke fokuserande refraktorteleskop med dubbel forstoring SE450670B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8032396 1980-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8105941L SE8105941L (sv) 1982-04-09
SE450670B true SE450670B (sv) 1987-07-13

Family

ID=10516546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8105941A SE450670B (sv) 1980-10-08 1981-10-07 Icke fokuserande refraktorteleskop med dubbel forstoring

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4469396A (sv)
BE (1) BE890654A (sv)
CH (1) CH656013A5 (sv)
DE (1) DE3138817A1 (sv)
FR (1) FR2491634A1 (sv)
IN (1) IN154900B (sv)
IT (1) IT1145115B (sv)
NL (1) NL8104195A (sv)
NO (1) NO157635C (sv)
SE (1) SE450670B (sv)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2152227B (en) * 1982-01-14 1986-01-29 Barr & Stroud Ltd Infrared optical system
DE3342002A1 (de) * 1982-11-23 1984-05-30 Barr & Stroud Ltd., Glasgow, Scotland Mehrlinsiges objektiv zur verwendung im infraroten spektralbereich
US4542954A (en) * 1983-11-10 1985-09-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Wide angle lens for the infrared dedicatory clause
JPS6187116A (ja) * 1984-09-28 1986-05-02 Canon Inc 変倍光学系
DE3542502A1 (de) * 1985-12-02 1987-06-04 Elektro Optik Gmbh & Co Kg Thermograph mit umschaltung des bildwinkels
GB2194072B (en) * 1986-04-03 1990-03-21 Pilkington Perkin Elmer Ltd Athermalised optical beam expander
JP2679017B2 (ja) * 1986-12-27 1997-11-19 ミノルタ株式会社 2焦点切替レンズ系
US5204774A (en) * 1991-12-06 1993-04-20 Varo Inc. Night vision goggle with improved optical system
US5229880A (en) * 1992-03-09 1993-07-20 Hughes Aircraft Company Three field of view refractive afocal telescope
US5548439A (en) * 1994-12-27 1996-08-20 Hughes Aircraft Company Three field of view refractive infrared telescope with fixed medium filed of view
JP4731110B2 (ja) * 2003-11-05 2011-07-20 カシオ計算機株式会社 携帯機器
US20060254115A1 (en) * 2004-11-22 2006-11-16 Thomas Mark A Optical sight with side focus adjustment
US20060107580A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Thomas Mark A Scope with improved windage/elevation system
US20060107579A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Thomas Mark A Zoom scope with continuous main body
EP2848977B1 (en) * 2005-01-26 2018-02-28 Leupold & Stevens, Inc. Scope with improved magnification system
US7880978B2 (en) * 2008-08-25 2011-02-01 Acm Projektentwicklung Gmbh Objective lens system
US8508864B2 (en) * 2008-08-25 2013-08-13 Acm Projektentwicklung Gmbh Objective lens system
KR101706264B1 (ko) * 2009-12-03 2017-02-14 삼성전자주식회사 줌 렌즈 시스템
CN102213822B (zh) * 2011-07-12 2013-03-13 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种中波红外连续变焦镜头
TWI461728B (zh) 2011-09-02 2014-11-21 Largan Precision Co Ltd 影像鏡組
US8988773B2 (en) 2012-09-28 2015-03-24 Raytheon Canada Limited Optical sighting device
JP6450073B2 (ja) * 2014-01-29 2019-01-09 日本放送協会 レンズアレイ
DE102015104323A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Zoomsystem mit austauschbaren optischen Elementen
US10003751B2 (en) 2016-05-25 2018-06-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Multiple field of view dual band optics with integrated calibration source
US10761307B2 (en) 2016-12-06 2020-09-01 Raytheon Company Bypass optical switch and methods

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947084A (en) * 1975-02-28 1976-03-30 Hughes Aircraft Company Long-wave infrared afocal zoom telescope
US4397520A (en) * 1980-03-05 1983-08-09 Barr & Stroud Limited Afocal refractor telescopes
NL186880C (nl) * 1980-04-26 1991-03-18 Barr & Stroud Ltd Oculairlensstelsel.

Also Published As

Publication number Publication date
NO157635B (no) 1988-01-11
NO813395L (no) 1982-04-13
IN154900B (sv) 1984-12-22
NL8104195A (nl) 1982-05-03
IT1145115B (it) 1986-11-05
FR2491634A1 (fr) 1982-04-09
NO157635C (no) 1988-04-20
US4469396A (en) 1984-09-04
CH656013A5 (de) 1986-05-30
IT8168244A0 (it) 1981-09-25
BE890654A (fr) 1982-02-01
FR2491634B3 (sv) 1983-07-08
SE8105941L (sv) 1982-04-09
DE3138817A1 (de) 1982-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE450670B (sv) Icke fokuserande refraktorteleskop med dubbel forstoring
EP0171903B1 (en) Improvements in or relating to infra-red lenses
US3947084A (en) Long-wave infrared afocal zoom telescope
JP2524612B2 (ja) 赤外アフォ―カルズ―ム式テレスコ―プ
US4479695A (en) Afocal refractor telescopes
US4411488A (en) Afocal zoom refractor telescopes
GB2152227A (en) Infrared optical system
SE453694B (sv) Icke fokuserande refraktorteleskop
CN107589534B (zh) 一种透镜系统及镜头
US5548439A (en) Three field of view refractive infrared telescope with fixed medium filed of view
US4632498A (en) Variable magnification infrared objective lens assembly
CN104049343A (zh) 紧凑型双视场中波红外消热差镜头
CN111367063A (zh) 一种中波红外连续变焦镜头及成像装置
CN110632738B (zh) 一种大口径长波红外的光学系统
US4659171A (en) Infrared afocal refractor telescope
US4398786A (en) Collimation lens system
RU2642173C1 (ru) Атермализованный широкоугольный объектив для ИК-области спектра
JP2737272B2 (ja) 赤外用変倍光学系
GB2085184A (en) Afocal dual magnification refractor telescopes
RU2594955C1 (ru) Телеобъектив для ик-области спектра
JP7225047B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
EP1418453B1 (en) Zoom lens
WO2015125480A1 (ja) 変倍光学系
RU2620202C1 (ru) Объектив для ИК-области спектра
GB2072871A (en) Afocal refractor telescopes

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8105941-2

Effective date: 19891023

Format of ref document f/p: F