Зеркально-линзовый объектив для ближней ик - области спектра излучения

Реферат

 

Использование: в оптико-электронных приборах. Сущность изобретения: объектив содержит по ходу лучей первую положительную линзу, на второй поверхности которой в центральной части нанесено зеркальное отражающее покрытие, отрицательную менисковую линзу, обращенную вогнутостью к предмету, имеющую на второй поверхности кольцеобразное отражающее покрытие, вторую положительную линзу, склеенную с первой поверхностью отрицательной менисковой линзы, и светофильтр, установленный после менисковой линзы, при этом выполняются соотношения: d = (0,43-0,46)f1, где к - оптическая сила компенсатора полевых аберраций; пл - оптическая сила второй положительной линзы; об - оптическая сила объектива; d - расстояние от контрзеркала до второй положительной линзы; f1- заднее фокусное расстояние объектива. Первая положительная линза может быть выполнена выпукло-плоской, контрольная линза - выпукло-плоской, а контрзеркало - плоским. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к светосильным зеркально-линзовым объективам, используемым преимущественно для работы в оптико-электронных приборах.

Известен зеркально-линзовый объектив [1] содержащий склеенный двухлинзовый компенсатор в параллельном пучке лучей, на последней поверхности которого в центральной части нанесено зеркальное отражающее покрытие, две отражательные кольцеобразные менисковые линзы с зеркальным отражающим покрытием на второй поверхности второй линзы и трехлинзовый компенсатор в сходящемся пучке лучей вблизи поверхности изображения, состоящий из склеенных положительной и отрицательной линз и последней положительной линзы. Указанный объектив имеет сложную конструкцию и большую массу, так как состоит из пяти компонентов, два из которых двухлинзовые склеенные, а три компонента имеют диаметр, соизмеримый с диаметром главного зеркала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является объектив [2] (пример 1), содержащий двояковыпуклую линзу, на второй поверхности которой в центральной части нанесено зеркальное отражающее покрытие, которое является контрзеркалом, отрицательную менисковую линзу, обращенную вогнутостью к предмету, имеющую на второй поверхности кольцеобразное отражающее покрытие, которое является главным зеркалом, и вторую двояковыпуклую линзу, склеенную с первой поверхностью отрицательной менисковой линзы. Указанный объектив используется в видимой области спектра излучения 1 - 2 0,4358-0,706 мкм, при этом имеет неодинаковый размер аберрационных пятен, который на краю поля (2 10o, 2у' 0,11 мм) почти в пять раз больше, чем для точки на оси (2у' 0,02 мм), а его светосила и угловое поле несколько ниже, чем у объектива аналога. Из расчета варианта объектива [2] для спектрального диапазона излучения (l1 - 2 0,680-0,920 мкм) следует, что размеры аберрационных пятен для точки на оси и для края поля различаются почти в три раза (при 2 0o 2у' 0,03 мм, при 2 10o 2у'= 0,09 мм).

Задача изобретения создание зеркально-линзового объектива для ближней ИК-области спектра излучения повышенного качества изображения по всему угловому полю и светосилы.

Технический результат заключается в достижении практически одинакового размера аберрационного пятна рассеяния в пределах всего углового поля при работе объектива в ближней ИК-области спектра излучения (l1 - 2 0,680-0,920 мкм), а также в повышении относительного отверстия зеркально-линзового объектива при увеличении величины углового поля.

Сущность изобретения заключается в том, что в зеркально-линзовый объектив для ближней ИК-области спектра излучения, содержащий по ходу лучей первую положительную линзу, на второй поверхности которой в центральной части нанесено зеркальное отражающее покрытие, являющееся контрзеркалом, отрицательную менисковую линзу, обращенную вогнутостью к предмету, имеющую на второй поверхности кольцеобразное отражающее покрытие, которое является главным зеркалом, и вторую положительную линзу, склеенную с первой поверхностью отрицательной менисковой линзы, введен светофильтр, установленный после менисковой линзы, а оптическая сила компенсатора полевых аберраций, состоящего из cклейки, включающей в себя вторую положительную линзу и центральную часть менисковой линзы, выбирается из условий при этом расстояние от контрзеркала до второй положительной линзы определяется из условия d 0,43-0,46f', где к оптическая сила компенсатора полевых аберраций; пл оптическая сила второй положительной линзы; об оптическая сила объектива; d расстояние от контрзеркала до второй положительной линзы; f' заднее фокусное расстояние объектива.

В объективе первая положительная линза может быть выполнена выпукло-плоской, а контрзеркало плоским. Указанные положения линз и контрзеркала, их форма и оптическая сила компенсатора аберраций и второй положительной линзы позволяют добиться практически одинакового размера аберрационного пятна по всему угловому полю, а также повысить светосилу и увеличить величину углового поля объектива при сохранении качества изображения.

На чертеже представлена оптическая схема зеркально-линзового объектива.

Оптическая схема предлагаемого объектива состоит из первой положительной линзы 1, на вторую поверхность которой в центральной части нанесено зеркальное отражающее покрытие 2, выполняющее функцию контрзеркала, отрицательной менисковой линзы 3, обращенной вогнутостью к предмету, с кольцеобразным зеркальным отражающим слоем 4, нанесенным на ее вторую поверхность и выполняющим функцию главного зеркала, и второй положительной линзы 5, склеенной своей второй поверхностью с первой поверхностью отрицательной менисковой линзы 3, после которой установлен светофильтр 6. Буквой F' обозначено положение задней фокальной плоскости объектива.

В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет двух конкретных вариантов зеркально-линзового объектива для ближней ИК-области спектра излучения. Данный объектив рассчитывался для спектрального интервала излучения 1 - 2 0,680-0,920 мкм. Расчетная длина волны o 0,820 мкм.

Первый вариант зеркально-линзового объектива имеет следующие конструктивные параметры.

В этом примере заднее фокусное расстояние объектива f' 120,12 мм и его относительное отверстие D/f' 1,0:1,2, угловое поле в пространстве предметов 2 10o. Объектив имеет размеры пятен рассеяния для точки на оси 2у' 0,065 мм, для точек вне оси 2у 0,053 мм (2 6,2o), 2у' 0,061 мм (2 8,6o), 2у' 0,068 мм (2 10o).

В табл. 1-3 приведены численные значения аберраций для точки на оси и широкого наклонного пучка для края поля в меридиональной и сагиттальной плоскостях соответственно, при этом использованы следующие обозначения: m, M координаты луча на входном зрачке в меридиональной и сагиттальной плоскостях соответственно; dY'0, dX'0, dY'1, dX'1, dY'2, dX'2 составляющие аберраций для расчетной и крайних длин волн соответственно.

Второй вариант зеркально-линзового объектива имеет следующие конструктивные параметры.

При этом vк = 1,64об; пл= 1,78об; d6/f'= 0,44.

В этом примере заднее фокусное расстояние объектива f' 99,99 мм и его относительное отверстие D/f' 1:1, угловое поле в пространстве предметов 2 12o. Объектив имеет размеры пятен рассеяния для точки на оси 2у 0,052 мм, для точек вне оси 2у' 0,047 мм (2 6,2o), 2у' 0,052 мм (2 8,6o), 2у' 0,057 мм (2 10o).

В табл. 4-8 приведены численные значения аберраций для точки на оси и широкого наклонного пучка для края поля в меридиональной и сагиттальной плоскостях соответственно.

Зеркально-линзовый объектив работает следующим образом: световой поток периферийно по кольцу проходит через линзу 1, затем, отразившись от внутренней поверхности 4 отрицательной менисковой линзы 3, падает на контрзеркало 2, которое направляет этот поток на линзовую группу компенсатора полевых аберраций 5, 3, после которого он проходит через светофильтр 6 и формирует изображение объектива наблюдения в задней фокальной плоскости объектива F'.

Формула изобретения

1. Зеркально-линзовый объектив, содержащий первую положительную линзу, зеркало Манжена, контротражатель, выполненный на центральной части второй поверхности первой положительной линзы, и компенсатор аберраций, состоящий из второй положительной линзы, склеенной с центральной частью зеркала Манжена, отличающийся тем, что в объектив введен светофильтр, установленный за зеркалом Манжета, при этом выполняются соотношения к= (1,60-1,80)об; пл= (1,75-1,95)об; d (0,43 0,46)f', где к - оптическая сила компенсатора полевых аберраций; пл - оптическая сила второй положительной линзы; об - оптическая сила объектива; d расстояние от контрзеркала до второй положительной линзы; f' заднее фокусное расстояние объектива.

2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что первая положительная линза выполнена выпукло-плоской, а контрзеркало плоским.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.01.2009

Дата публикации: 10.06.2011