DE2315920A1

DE2315920A1 - LENS FOR TRANSMISSION OF MONOCHROMATIC RADIATION

Info

Publication number: DE2315920A1
Application number: DE19732315920
Authority: DE
Inventors: Dieter Kaempfer; Horst Schmidt
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1974-10-03

Description

Objektiv zur Ubertragung monochromatischer Strahlung Die Erfindung betrifft ein Objektiv zur t)bertragung monochroma tischer Strahlung, wie es beispielsweise als Empfangsobjektiv fiir Laser-Entfernungsmesser benötigt wird. Objective for the transmission of monochromatic radiation The invention relates to an objective for the transmission of monochromatic radiation, as it is for example is required as a receiving lens for laser rangefinder.

Bei Objektiven, die lediglich einen sonmalen Wellenlängenbereicn oder gar nur Strahlung einer einzigen Wellenlänge übertragen sollen, muß durch vor-, zwischen- oder nachgeschaltete Filter der zu übertragende Wellenlängenbereich beschnitten werden. Solange hierbei praktisch in beliebiger Größe herstellbare Absorptionsfilter verwendet werden können, treten bei der Objektivkonstruktion keine besonderen Scnwierigkeiten auf, da diese Filter an beliebiger Stelle im Stranlengang eingefügt werden können. Besondere Maßnahmen werden erst bei Verwendung von schmalbandigen Interferenzfiltern notwendig. Diese können einmal nur in einem Stranlengang mit sehr geringer Di- bzw. Konvergenz eingesetzt werden. Zum anderen sind sie aus technisonen Gründen nur mit einem begrenzten Durchmesser herstellbar. Die technisch herstellbaren Dürchmesser sind dabei so gering, daß bei Verwendung des Filters vor einem relativ langbrennweitigen Objektiv nicht die erforderlichen Lichtstärken erreicht werden können. Die Anordnung des Filters vor der Bildebene verbietet sicn aus dem bereits genannten Grunde, weil hier bei Abbildung auf einen kleinflächigen Detektor kein paralleler Strahlengang vorliegt.For lenses that only have a different wavelength range or should only transmit radiation of a single wavelength, must be carried out by Intermediate or downstream filters cut the wavelength range to be transmitted will. As long as absorption filters can be produced in practically any size can be used, there are no particular difficulties in the construction of the lens because these filters can be inserted anywhere in the aisle. Special measures are only taken when using narrow-band interference filters necessary. These can only be done once in a single walkway with very little di- or Convergence can be used. On the other hand, for technical reasons, they are only with a limited diameter can be produced. The technically manufacturable diameter are so small that when the filter is used, a relatively long focal length Lens cannot achieve the required light intensities. The order of the filter in front of the image plane prohibits it for the reasons already mentioned, because here when imaging on a small-area detector, no parallel beam path is present.

Der Erfindung lae daher die Aufgabe zugrunde, ein Objektiv der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem innerhalb des Objektivs ein Schmalbandfilter hoher Transmission angeordnet werden kann. Das Objektiv soll außerdem gute Korrektionsmöglichkeiten für die sphärischen Abbildungsfehler bieten, wobei die Linsenzahl zur Vermeidung von Transmissionsverlusten und aus Kostengründen so gering wie möglich gehalten werden soll.The invention would therefore be based on the object of providing a lens of the initially specified type, in which a narrow band filter within the lens is higher Transmission arranged can be. The lens should also offer good correction options for the spherical aberrations, whereby the number of lenses to avoid transmission losses and so for cost reasons should be kept as low as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 mentioned features solved.

Der Aufbau als Petzval-Objektiv ermöglicht trotz der Verwendung von nur vier Linsen eine sehr gute Korrektion der sphäriscnen Fenler. Das Abbildungsstrahlenbündel hat selbst bei einem großen Frontlinsendurchmesser im Hinterglied einen Durchmesser, der den Einsatz der technisch nerstellbaren Interferenzfilter erlaubt. Die chromatischen Abbildungsfehler können beim Petzval-Qbjektiv auch außerhalb der Arbeitswellenlänge im Bereich der sicntbaren Strahlung so gering genalten werden, daß das Objektiv zu Justierzwecken ohne wesentliche Verschlechterung der Abbildungsleistung auch ohne Filter benutzt werden kann.The construction as a Petzval lens enables despite the use of only four lenses a very good correction of the spherical Fenler. The imaging beam even with a large front lens diameter in the rear link has a diameter which allows the use of technically feasible interference filters. The chromatic With the Petzval lens, imaging errors can also occur outside the working wavelength in the range of visible radiation are used so little that the objective for adjustment purposes without any significant deterioration in the imaging performance can be used without a filter.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Objektivs sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.Advantageous configurations of the objective according to the invention are specified in claims 2-4.

Im Anspruch 4 sind dabei die Konstruktionsdaten für ein Ausführungsbeispiel angegeben, das in der beigefügten Zeicnnung schematisch dargestellt ist. Die Linsenradien sind darin in üblicher Weise mit r1 bis r9 und die Abstände der Linsenscheitel mit dl bis dg angegeben. Die hintere Schnittweite ist mit St bezeichnet. Die Radien r6 und r7 gelten für die Begrenzungsflächen des Interferenzfilters F. Die Dicke d6 richtet sich selbstverständlich nach dem jeweils vorhandenen Filter.In claim 4 are the design data for an embodiment indicated, which is shown schematically in the accompanying drawing. The lens radii are in the usual way with r1 to r9 and the distances between the lens vertices with dl to dg. The rear focal length is denoted by St. The radii r6 and r7 apply to the boundary surfaces of the interference filter F. The thickness d6 is of course based on the filter used in each case.

Das AusführungsbeisE)iel ist insbesondere für die Verwendung in einem Laser-Entfernungsmesser als Einpfangsobjektiv geeignet. Es besitzt bei Verwendung eines entsprechenden Filters eitle hohe Transmission bei einer Wellenlänge von 1,06µm und ist so ausgelegt, daß es ein Gesichtsfeld von +1 mrad mit einer verhältnismäßig großen Eintrittsfläche auf eine sehr kleine Empfängerfläche sicner abbildet. Dies ist bei der Laser-Entfernungsmessung insbesondere deswegen wichtig, weil nur das vom Sender abgestrahlte und am Meßobjekt reflektierte Licht gemessen werden soll.The implementation example is especially for use in a Laser rangefinder suitable as a receiving lens. It owns when in use a corresponding filter avoids high transmission at a wavelength of 1.06 µm and is designed to have a field of view of +1 mrad with a relative large entrance area on a very small receiving area sicner. this is particularly important for laser distance measurement because only that light emitted by the transmitter and reflected on the measurement object is to be measured.

Claims

Expectations

1. Objective for the transmission of monochromatic radiation, thereby marked, that it is constructed as a Petzval lens, in which the rear link in the direction of the light seen from one individually standing lens element with negative refractive power and one The lens member has a positive refractive force, between which there is an almost parallel beam path prevails, and that a wavelength-selective filter in this parallel beam path is arranged.

2. Lens according to claim 1, characterized in that the lens members of the rear limb are designed as uncut menisci that are hollow to the image plane.

3. Lens according to one of the preceding claims, characterized in that that the filter is a narrow-band interference filter with high transmission.

4. Lens according to one of the preceding claims, characterized in that that it is constructed taking into account the following construction data: focal length f = 100 aperture ratio 1: 1.5 back focal length s' = 43.3 working wavelength X = 1.06 pm