DE102010029062B4 - Optical system, data transmission system and system for the acquisition of electromagnetic radiation - Google Patents
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Abstract
Optisches System (100) zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung auf eine Erfassungseinheit (E), wobei das optische System (100) ein Spiegelsystem (SP) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das optische System (100) eine erste Linseneinheit (L1) und mindestens eine Erfassungseinheit (E) aufweist,
- dass von der ersten Linseneinheit (L1) in Richtung der Erfassungseinheit (E) eine zweite Linseneinheit (L2), das Spiegelsystem (SP), eine dritte Linseneinheit (L3) und eine vierte Linseneinheit (L4) angeordnet sind, und
- dass das Spiegelsystem (SP) einstückig ausgebildet ist und zwei Außenflächen (5,8) aufweist.
Optical system (100) for focusing electromagnetic radiation onto a detection unit (E), the optical system (100) having a mirror system (SP), characterized in that
- that the optical system (100) has a first lens unit (L1) and at least one detection unit (E),
- That from the first lens unit (L1) in the direction of the detection unit (E) a second lens unit (L2), the mirror system (SP), a third lens unit (L3) and a fourth lens unit (L4) are arranged, and
- That the mirror system (SP) is integrally formed and has two outer surfaces (5,8).
Description
Die Erfindung betrifft ein optisches System zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung auf eine Erfassungseinheit, wobei das optische System ein Spiegelsystem aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Datenübertragungssystem und ein System zur Akquisition elektromagnetischer Strahlung.The invention relates to an optical system for focusing electromagnetic radiation onto a detection unit, the optical system having a mirror system. The invention also relates to a data transmission system and a system for the acquisition of electromagnetic radiation.
Aus der
Die vorliegende Erfindung soll allerdings auf einem ganz anderen Gebiet eingesetzt werden, nämlich bei der Kommunikation zwischen zwei voneinander entfernt liegenden Orten. Im Grunde geht es um einen Datenaustausch von einem ersten Ort
Es liegt auf der Hand, dass bei der Kommunikation zwischen voneinander weiter weg angeordneten Orten
Ferner soll die Erfindung auch auf dem Gebiet der Akquisition elektromagnetischer Strahlung eingesetzt werden. Hierunter versteht man die Ausrichtung eines Aufnahmesystems derart, dass einfallende elektromagnetische Strahlung mittig in einem Aufnahmesystem (kleiner Sehfeldwinkel im Wesentlichen von 0° bis 0,5°) verläuft. In der Regel wird dies dadurch erzielt, dass ein erster Scanspiegel, welcher vor dem optischen System angeordnet ist, die Strahlung zum optischen System lenkt. Mittels eines zweiten Scanspiegels wird nun ein kleiner Sehfeldwinkel (beispielsweise im Bereich von 0° bis 0,5°) für das optische System bewirkt. Auch für eine Akquisition ist das oben genannte bekannte Spiegelobjektiv nicht geeignet.The invention is also intended to be used in the field of the acquisition of electromagnetic radiation. This is understood to mean the alignment of a recording system in such a way that incident electromagnetic radiation runs centrally in a recording system (small field of view angle essentially from 0 ° to 0.5 °). As a rule, this is achieved in that a first scanning mirror, which is arranged in front of the optical system, directs the radiation to the optical system. Using a second scanning mirror, a small field of view angle (for example in the range from 0 ° to 0.5 °) is then brought about for the optical system. The known mirror lens mentioned above is also unsuitable for an acquisition.
In der
Die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches System anzugeben, das zur Übertragung elektromagnetischer Strahlung zwischen zwei voneinander beabstandeten Orten geeignet ist und eine ausreichende Fokussierung der elektromagnetischen Strahlung und eine Akquisition elektromagnetischer Strahlung ermöglicht.The invention is therefore based on the object of specifying an optical system which is suitable for transmitting electromagnetic radiation between two spaced-apart locations and which enables adequate focusing of the electromagnetic radiation and acquisition of electromagnetic radiation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Datenübertragungssystem ist durch die Merkmale des Anspruchs 17 beschrieben. Ein System zur Akquisition elektromagnetischer Strahlung ist durch die Merkmale des Anspruchs 18 beschrieben. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.This object is achieved according to the invention by an optical system with the features of
Gemäß der Erfindung ist das optische System zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung auf eine Erfassungseinheit vorgesehen. Das optische System ist mit einem Spiegelsystem und mit einer ersten Linseneinheit versehen, wobei vorstehend und auch nachfolgend unter einer Linseneinheit entweder eine einzelne Linse oder ein Linsensystem aus mehreren Linsen verstanden wird. Zusätzlich zu der ersten Linseneinheit ist bei dem erfindungsgemäßen optischen System mindestens eine Erfassungseinheit vorgesehen, wobei die Erfassungseinheit beispielsweise als CCD ausgebildet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf eine derartige Erfassungseinheit nicht eingeschränkt ist. Vielmehr ist für die Erfassungseinheit jede Erfassungseinheit verwendbar, welche für die Erfindung geeignet ist. Von der ersten Linseneinheit in Richtung der Erfassungseinheit sind eine zweite Linseneinheit, das Spiegelsystem, eine dritte Linseneinheit und eine vierte Linseneinheit angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das optische System von der ersten Linseneinheit in Richtung der Erfassungseinheit die folgende Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Baueinheiten des optischen Systems auf: Erste Linseneinheit - zweite Linseneinheit - Spiegelsystem - dritte Linseneinheit - vierte Linseneinheit - Erfassungseinheit. Gemäß der Erfindung ist es auch vorgesehen, das Spiegelsystem als monolithisches Spiegelsystem auszubilden.According to the invention, the optical system for focusing electromagnetic radiation on a detection unit is provided. The optical system is provided with a mirror system and with a first lens unit, wherein above and also below a lens unit is understood to mean either a single lens or a lens system comprising a plurality of lenses. In addition to the first lens unit, at least one detection unit is provided in the optical system according to the invention, the detection unit being designed, for example, as a CCD. However, it is pointed out that the invention is not restricted to such a detection unit. Rather, any detection unit that is suitable for the invention can be used for the detection unit. A second lens unit, the mirror system, a third lens unit and a fourth lens unit are arranged from the first lens unit in the direction of the detection unit. In other words, the optical system from the first lens unit in the direction of the detection unit has the following sequence of arrangement of the individual structural units of the optical system: first lens unit - second lens unit - mirror system - third lens unit - fourth lens unit - detection unit. According to the invention, it is also provided to design the mirror system as a monolithic mirror system.
Bei dem erfindungsgemäßen optischen System handelt sich um ein katadiotropisches System, welches sehr kompakt aufgebaut ist und ein geringes Gewicht aufweist. Überlegungen haben ergeben, dass das optische System gemäß der Erfindung zur Fokussierung elektromagnetischer Strahlung und insbesondere zur Kommunikation zwischen zwei Orten, wobei elektromagnetische Strahlung übertragen wird, besonders gut geeignet ist. Darüber hinaus ist die Verwendung eines monolithischen Spiegelsystems besonders von Vorteil, da die Fertigung eines derartigen Spiegelsystems einfach möglich ist und darüber hinaus gewährleistet, dass die Baulänge des erfindungsgemäßen optischen Systems gering sein kann.The optical system according to the invention is a catadiotropic system which has a very compact structure and is light in weight. Considerations have shown that the optical system according to the invention is particularly well suited for focusing electromagnetic radiation and in particular for communication between two locations, with electromagnetic radiation being transmitted. In addition, the use of a monolithic mirror system is particularly advantageous since the manufacture of such a mirror system is simple and also ensures that the overall length of the optical system according to the invention can be short.
Ferner eignet sich das erfindungsgemäße optische System zur Akquisition elektromagnetischer Strahlung, die bereits weiter oben näher erläutert wurde.Furthermore, the optical system according to the invention is suitable for the acquisition of electromagnetic radiation, which has already been explained in more detail above.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Systems besteht bzw. bestehen die erste Linseneinheit, die zweite Linseneinheit, die dritte Linseneinheit und/oder die vierte Linseneinheit jeweils aus einer einzelnen Linse. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform, bei der jede der vorgenannten Linseneinheiten jeweils aus nur einer einzelnen Linse besteht. Die vorgenannten Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass das Gewicht des optischen Systems gering gehalten werden kann. Ferner werden aufgrund der geringen Anzahl der verwendeten Baueinheiten die Herstellungskosten des optischen Systems reduziert. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist, dass die vorgenannten Linseneinheiten nur aus einer einzelnen Linse bestehen. Vielmehr sind auch Ausführungsformen vorgesehen, bei denen mindestens eine der vorgenannten Linseneinheiten mehr als eine Linse oder mindestens eine aus mehreren Linsen zusammengesetzte Linse (beispielsweise ein Kittglied) aufweist.According to a first embodiment of the optical system according to the invention, the first lens unit, the second lens unit, the third lens unit and / or the fourth lens unit each consist of a single lens. The embodiment in which each of the aforementioned lens units consists of only a single lens is particularly preferred. The aforementioned embodiments have the advantage that the weight of the optical system can be kept low. Furthermore, the manufacturing costs of the optical system are reduced due to the small number of units used. However, it is expressly pointed out that the invention is not restricted to the fact that the aforementioned lens units consist of only a single lens. Rather, embodiments are also provided in which at least one of the aforementioned lens units has more than one lens or at least one lens composed of a plurality of lenses (for example a cemented member).
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Linseneinheit eine Eintrittsfläche (also eine erste Eintrittsfläche) und eine Austrittsfläche (also eine erste Austrittsfläche) für elektromagnetische Strahlung auf. Die Eintrittsfläche (also eine erste Eintrittsfläche) und/oder die Austrittsfläche (also die erste Austrittsfläche) der ersten Linseneinheit ist/sind sphärisch ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist vorgesehen, dass die zweite Linseneinheit, die dritte Linseneinheit und die vierte Linseneinheit jeweils eine Eintrittsfläche und jeweils eine Austrittsfläche für elektromagnetische Strahlung aufweisen. Mit anderen Worten ausgedrückt, weisen die zweite Linseneinheit eine zweite Eintrittsfläche und eine zweite Austrittsfläche, die dritte Linseneinheit eine dritte Eintrittsfläche und eine dritte Austrittsfläche sowie die vierte Linseneinheit eine vierte Eintrittsfläche und eine vierte Austrittsfläche für elektromagnetische Strahlung auf. Ferner ist es bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass sowohl die Eintrittsfläche als auch die Austrittsfläche einer jeden der vorgenannten Linseneinheiten sphärisch ausgebildet sind.In a further embodiment of the invention, the first lens unit has an entry surface (ie a first entry surface) and an exit surface (ie a first exit surface) for electromagnetic radiation. The entry surface (ie a first entry surface) and / or the exit surface (ie the first exit surface) of the first lens unit is / are spherical. As an alternative or in addition to this, it is provided that the second lens unit, the third lens unit and the fourth lens unit each have an entrance surface and an exit surface for electromagnetic radiation. In other words, the second lens unit has a second entrance surface and a second exit surface, the third lens unit has a third entrance surface and a third exit surface, and the fourth lens unit has a fourth entrance surface and a fourth exit surface for electromagnetic radiation. Furthermore, in this preferred exemplary embodiment, it is provided that both the entry surface and the exit surface of each of the aforementioned lens units are spherical.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems weist das optische System eine Blendeneinheit auf, die von der ersten Linseneinheit ausgehend in zur Erfassungseinheit entgegengesetzter Richtung angeordnet ist.According to a further preferred exemplary embodiment of the optical system according to the invention, the optical system has a diaphragm unit which, starting from the first lens unit, is arranged in the opposite direction to the detection unit.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das optische System mit einem Bildwinkel im Bereich von -1,7° bis 1,7°, vorzugsweise im Bereich von -1,5° bis 1,5° versehen, wobei die angegebenen Grenzwerte der Bereiche im bevorzugten Bereich enthalten sind. Überlegungen haben ergeben, dass diese Eigenschaft besonders gut für die Fokussierung von elektromagnetischer Strahlung zwischen zwei entfernt voneinander liegenden Orten geeignet ist.In a further exemplary embodiment of the invention, the optical system is provided with an image angle in the range from -1.7 ° to 1.7 °, preferably in the range from -1.5 ° to 1.5 °, the specified limit values of the ranges in preferred range are included. Considerations have shown that this Property is particularly well suited for focusing electromagnetic radiation between two distant locations.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele weisen vorzugsweise eine bestimmte Brennweite und eine bestimme Baulänge auf. So ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass das optische System eine Brennweite im Bereich von 250 mm bis 300 mm, bevorzugt im Bereich von 260 mm bis 290 mm aufweist, wobei die angegebenen Grenzwerte der Bereiche im bevorzugten Bereich enthalten sind. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass der Abstand der ersten Linseneinheit zur Erfassungseinheit vorzugsweise im Bereich von 40 mm bis 70 mm, vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 60 mm liegt. Auch hier liegen die Grenzwerte im bevorzugten Bereich. Der Abstand der ersten Linseneinheit zur Erfassungseinheit definiert die Baulänge des erfindungsgemäßen optischen Systems.Preferred exemplary embodiments preferably have a specific focal length and a specific overall length. In a further exemplary embodiment of the invention, it is provided that the optical system has a focal length in the range from 250 mm to 300 mm, preferably in the range from 260 mm to 290 mm, the specified limit values of the ranges being contained in the preferred range. In addition, it is provided that the distance between the first lens unit and the detection unit is preferably in the range from 40 mm to 70 mm, preferably in the range from 50 mm to 60 mm. Here too the limit values are in the preferred range. The distance between the first lens unit and the detection unit defines the overall length of the optical system according to the invention.
Da die Erfindung beispielsweise zur Kommunikation zwischen zwei Satelliten im Weltall bzw. einem Satelliten und einer Bodenstation verwendet werden soll, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Linseneinheit, die zweite Linseneinheit, die dritte Linseneinheit und/oder die vierte Linseneinheit aus einem strahlungsfesten Glas gebildet ist/sind. Unter einem strahlungsfesten Glas wird hier ein Glas verstanden, dessen Materialbeständigkeit aufgrund von einfallender Strahlung nicht geschädigt wird und dessen Eigenschaften sich aufgrund von einfallender Strahlung nicht oder nur geringfügig ändern. Strahlungsfeste Gläser sind besonders gut für den bereits weiter oben genannten Zweck geeignet. Beispiele für strahlungsfeste Gläser sind beispielsweise die Gläser BK7G18, SK5G06 sowie SF5G10. Ferner eignen sich hierzu auch noch die weiter unten genannten Gläser.Since the invention is to be used, for example, for communication between two satellites in space or a satellite and a ground station, it is preferably provided that the first lens unit, the second lens unit, the third lens unit and / or the fourth lens unit are formed from a radiation-resistant glass is / are. Radiation-resistant glass is understood here to be a glass whose material resistance is not damaged due to incident radiation and whose properties do not change or change only slightly due to incident radiation. Radiation-resistant glasses are particularly well suited for the purpose already mentioned above. Examples of radiation-resistant glasses are, for example, the glasses BK7G18, SK5G06 and SF5G10. The glasses mentioned below are also suitable for this purpose.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Systems weist das Spiegelsystem zwei Außenflächen auf, nämlich eine erste Außenfläche und eine zweite Außenfläche. Die erste Außenfläche ist dabei zur ersten Linseneinheit gerichtet, während die zweite Außenfläche zur Erfassungseinheit gerichtet ist. Darüber hinaus ist das Spiegelsystem vorzugsweise mit zwei Spiegelflächen versehen, nämlich einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche. Die erste Spiegelfläche ist bei dieser Ausführungsform der zweiten Außenfläche zugeordnet, während die zweite Spiegelfläche der ersten Außenfläche zugeordnet ist. Hinsichtlich der Definition von Zuordnung wird auf weiter unten verwiesen. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass die erste Linseneinheit, die zweite Linseneinheit, die dritte Linseneinheit, die vierte Linseneinheit und das Spiegelsystem die folgenden Eigenschaften aufweisen, wobei die Eigenschaften auf das optische System mit einer Brennweite von f=286 mm normiert sind:
In der oben genannten Tabelle sind die einzelnen Flächen der Linseneinheiten und deren Radien angegeben. Ferner ist der Abstand des Scheitelpunkts einer ersten Fläche zu dem Scheitelpunkt der nächsten Fläche angegeben. Der Abstand gibt ebenfalls die Dicke der einzelnen Linseneinheiten und des Spiegelsystems wieder. Ferner ist die Glassorte der jeweiligen Linseneinheiten und des Spiegelsystems angegeben, wobei die Notation der Glassorten sich auf die Glassorten des Unternehmens Schott bezieht. Die Spiegelflächen werden aus einem reflektierendem Material (Spiegelmaterial) gebildet, beispielsweise Silber in Form einer Silberschicht. Die oben genannte Tabelle wurde allgemein für einen Spektralbereich von 400nm bis 1200nm erstellt.The individual surfaces of the lens units and their radii are given in the table above. Furthermore, the distance from the vertex of a first surface to the vertex of the next surface is specified. The distance also reflects the thickness of the individual lens units and the mirror system. The type of glass of the respective lens units and the mirror system is also given, the notation of the glass types referring to the glass types from the Schott company. The mirror surfaces are formed from a reflective material (mirror material), for example silver in the form of a silver layer. The above table was generally created for a spectral range from 400nm to 1200nm.
Wie oben erwähnt, sind die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften auf ein optisches System mit einer Brennweite von f=286 mm normiert. Durch Multiplikation der Radien und Abstände mit einem Faktor können die Eigenschaften auf andere Brennweiten proportional umgerechnet werden.As mentioned above, the properties given in the table are standardized to an optical system with a focal length of f = 286 mm. By multiplying the radii and distances by a factor, the properties can be converted proportionally to other focal lengths.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Systems ist bzw. sind die jeweilige(n) Eintrittsfläche(n) und Austrittsfläche(n) der ersten Linseneinheit, der zweiten Linseneinheit, der dritten Linseneinheit und/oder der vierten Linseneinheit jeweils mit einer Antireflexschicht versehen, so dass eine Transmission von größer oder gleich 99,7 % für eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 550 nm bis 580 nm und eine Transmission von größer oder gleich 90 % für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von im Wesentlichen 1064 nm erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorgesehen, dass die erste Außenfläche und die zweite Außenfläche des Spiegelsystems mit einer Antireflexschicht versehen sind, so dass eine Transmission im Wesentlichen von größer oder gleich 99,7 % erzielt wird. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, die erste Spiegelfläche und die zweite Spiegelfläche des Spiegelsystems mit einer Silberschicht zu versehen, so dass eine Reflektion im Wesentlichen von größer oder gleich 97 % erzielt wird. Die vorgenannten Werte beziehen sich auf die Transmission bzw. Reflektion der einzelnen genannten Flächen. Die Transmission des gesamten optischen Systems ist größer oder gleich 75%.In a further embodiment of the optical system according to the invention, the respective entry surface (s) and exit surface (s) of the first lens unit, the second lens unit, the third lens unit and / or the fourth lens unit are each provided with an antireflection layer, so that a transmission of greater than or equal to 99.7% for electromagnetic radiation with a wavelength in the range from 550 nm to 580 nm and a transmission of greater than or equal to 90% for electromagnetic radiation with a wavelength of essentially 1064 nm are achieved. As an alternative or in addition to this, it is provided that the first outer surface and the second outer surface of the mirror system are provided with an antireflection layer, so that a transmission of substantially greater than or equal to 99.7% is achieved. Furthermore, it is preferably provided to provide the first mirror surface and the second mirror surface of the mirror system with a silver layer, so that a reflection of substantially greater than or equal to 97% is achieved. The aforementioned values relate to the transmission or reflection of the individual surfaces mentioned. The transmission of the entire optical system is greater than or equal to 75%.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische System athermal ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das optische System temperaturunabhängig zusammengesetzt, so dass es insbesondere für den Einsatz im Weltall geeignet ist. Temperatureinflüsse, insbesondere Temperaturschwankungen in einem Bereich von ± 20°C oder von ± 50°C um eine Normtemperatur (beispielsweise Zimmertemperatur oder 0°C, wobei die Normtemperatur nicht auf die vorgenannten Werte eingeschränkt ist) beeinflussen daher die Funktionstüchtigkeit des optischen Systems nicht. Darüber hinaus ist es von Vorteil, das optische System unempfindlich gegen Schockbelastung auszubilden, beispielsweise gegen große Beschleunigungskräfte bei dem Start einer Trägerrakete. Dies gewährleistet die ordnungsgemäße Funktion des erfindungsgemäßen optischen Systems. Die Ausbildung gegen Schockbelastung erfolgt beispielsweise dadurch, dass das optische System gewichts-symmetrisch ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Schwerpunkt des optischen Systems möglichst in der Mitte des optischen Systems angeordnet ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass möglichst wenig Teile des optischen Systems in Schwingungen von großer Amplitude versetzt werden, was die Funktionstüchtigkeit des optischen Systems beeinträchtigen könnte.In a preferred embodiment, the optical system is athermal. In other words, the optical system is composed independent of temperature, so that it is particularly suitable for use in space. Temperature influences, in particular temperature fluctuations in a range of ± 20 ° C or of ± 50 ° C around a standard temperature (e.g. room temperature or 0 ° C, whereby the standard temperature is not restricted to the aforementioned values) therefore do not influence the functionality of the optical system. In addition, it is advantageous to design the optical system to be insensitive to shock loads, for example to large acceleration forces when a launch vehicle is launched. This ensures the proper functioning of the optical system according to the invention. The training against shock loading takes place, for example, in that the optical system is designed to be weight-symmetrical. This means that the center of gravity of the optical system is arranged as far as possible in the middle of the optical system. This enables as few parts of the optical system as possible to be set into oscillations of large amplitude, which could impair the functionality of the optical system.
Die Erfindung betrifft auch ein Datenübertragungssystem zur Übertragung von Daten zwischen zwei Orten, welches mindestens ein optisches System aufweist, das mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von oben genannten Merkmalen aufweist.The invention also relates to a data transmission system for the transmission of data between two locations, which has at least one optical system which has at least one of the above-mentioned features or a combination of the above-mentioned features.
Die Erfindung betrifft auch ein System zur Akquisition elektromagnetischer Strahlung, das mit einem optischen System versehen ist, welches mindestens eines der oben genannten Merkmale oder eine Kombination von oben genannten Merkmalen aufweist. Hierdurch wird eine Ausrichtung eines Aufnahmesystems derart gewährleistet, dass elektromagnetische Strahlung möglichst mittig in einem Aufnahmesystem (beispielsweise eine Kamera) verläuft (vgl. auch obige Ausführungen).The invention also relates to a system for acquiring electromagnetic radiation which is provided with an optical system which has at least one of the features mentioned above or a combination of the features mentioned above. This ensures alignment of a recording system in such a way that electromagnetic radiation runs as centrally as possible in a recording system (for example a camera) (cf. also the above statements).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Systems mit vier Linseneinheiten; -
2 eine schematische Darstellung des optischen Systems nach1 , wobei eine Blende vorgesehen ist; -
3 schematische Darstellungen der Aberration des optischen Systems nach1 ; -
4 eine schematische Darstellung der Beugungs-Modulationstransferfunktion für das optische System gemäß1 ; und -
5 eine schematische Darstellung eines Datenübertragungssystems mit zwei Satelliten, die jeweils mit einem optischen System gemäß der1 versehen sind.
-
1 a schematic representation of an embodiment of an optical system with four lens units; -
2 is a schematic representation of theoptical system 1 , wherein an aperture is provided; -
3 schematic representations of the aberration of the optical system according to1 ; -
4 a schematic representation of the diffraction modulation transfer function for the optical system according to1 ; and -
5 a schematic representation of a data transmission system with two satellites, each with an optical system according to the1 are provided.
Die
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Linseneinheit
Die erste Eintrittsfläche
Das Spiegelsystem
Beispielsweise weist die erste Außenfläche
Eine ähnliche Struktur ist für die zweite Außenfläche
Nachfolgend werden in einer Tabelle Eigenschaften der ersten Linseneinheit
Die in der vorstehenden Tabelle genannten Eigenschaften gelten für ein optisches System
Wie oben erwähnt, sind die angegebenen Eigenschaften auf ein optisches System
Das in der
Das optische System
Das optische System
Ferner ist das optische System
Die oben beschriebene Ausbildung des optischen Systems
Die erste Linseneinheit
Gemäß der
Das optische System
Elektromagnetische Strahlung, die von dem ersten Satelliten
Alternativ oder zusätzlich hierzu wird das optische System
Aus der
Das optische System
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- optisches System optical system
- L1L1
- erste Linseneinheitfirst lens unit
- L2L2
- zweite Linseneinheitsecond lens unit
- L3L3
- dritte Linseneinheitthird lens unit
- L4L4
- vierte Linseneinheit fourth lens unit
- AA
- erster Satellitfirst satellite
- BB
- zweiter Satellitsecond satellite
- Ee
- Erfassungseinheitacquisition unit
- FF
- Filterfilter
- SPSP
- Spiegelsystemmirror system
- BLBL
- Blende cover
- 11
- erste Fläche der ersten Linseneinheitfirst surface of the first lens unit
- 22
- zweite Fläche der ersten Linseneinheitsecond surface of the first lens unit
- 33
- erste Fläche der zweiten Linseneinheitfirst surface of the second lens unit
- 44
- zweite Fläche der zweiten Linseneinheitsecond surface of the second lens unit
- 55
- erste Außenfläche des Spiegelsystemsfirst outer surface of the mirror system
- 5a5a
- erster Außenabschnittfirst outer section
- 5b5b
- zweiter Außenabschnittsecond outer section
- 5c5c
- erster Spiegelabschnittfirst mirror section
- 66
- erste Spiegelfläche des Spiegelsystemsfirst mirror surface of the mirror system
- 77
- zweite Spiegelfläche des Spiegelsystemssecond mirror surface of the mirror system
- 88th
- zweite Außenfläche des Spiegelsystemssecond outer surface of the mirror system
- 8a8a
- zweiter Spiegelabschnittsecond mirror section
- 8b8b
- dritter Spiegelabschnittthird mirror section
- 8c8c
- dritter Außenabschnittthird outer section
- 99
- erste Fläche der dritten Linseneinheitfirst surface of the third lens unit
- 1010
- zweite Fläche der dritten Linseneinheitsecond surface of the third lens unit
- 1111
- erste Fläche der vierten Linseneinheitfirst surface of the fourth lens unit
- 1212
- zweite Fläche der vierten Linseneinheitsecond surface of the fourth lens unit
- 1313
- erste Fläche des Filterelementsfirst surface of the filter element
- 1414
- zweite Fläche des Filterelementssecond surface of the filter element
- 1515
- Eingangsfläche ErfassungseinheitEntry area of registration unit
Claims (18)
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| DE102010029062.9A DE102010029062B4 (en) | 2010-05-18 | 2010-05-18 | Optical system, data transmission system and system for the acquisition of electromagnetic radiation |
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Family Applications (1)
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-
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE824558C (en) * | 1950-09-12 | 1951-12-13 | Leitz Ernst Gmbh | Mirror lens lens |
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