Оптическая система для вращения изображения

Оптическая система для вращения изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и 777618

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.78 (21) 2588726/18-10 с присоединением заявки № (51) М, Кл.

G 02В 17/00 (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41

Гасударственный комитет (53) УДК 535.859.216 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения А. А. Муретов, Г. М. Грязнов, М. А. Степанов и С. Я. Корниенко (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ

ИЗОБРАЖЕН ИЯ

Изобретение относится к устройствам для вращения изображения и может использоваться в оптических приборах как компенсатор поворота изображения вокруг оптической оси.

Известна призма Дове для компенсации вращения изображения, устанавливаемая в оптических приборах с возможностью вращения вокруг оси, параллельной отражающей грани призмы (11.

Для пучков большого светового диаметра призма Дове, устанавливаемая только в параллельном ходе лучей во избежание внесения аберраций комы и астигматизма, имеет большую осевую длину и вес.

Известна призма, имеющая меньшие габариты вдоль оси и вес, выполненная в виде трехгранника, две грани которого расположены под углом полного внутреннего отражения по отношению к падающему на них с внутренней стороны пучку лучей, а третья грань расположена параллельно падающему на призму пучку лучей (2).

Однако эта призма также не позволяет работать в гомоцентрических пучках из-за наклона входной грани к падающим лучам.

Известна также призма Пехана для вращения изображения, содержащая пять плоских отражателей с центрами в одной плоскости и общей осью вращения, проходящей через центры первого и пятого отражателей, параллельных друг другу и наклоненных к этой оси на угол 45, а второй, третий и четвертый отражатели образуют в своем главном сечении отрезки сторон треугольника (3).

Призма Пехана может работать как в параллельных, так и в гомоцентрических

10 пучках, однако применение ее в пучках с диаметром на входной грани более 50 мм приводит к резкому увеличению габаритов и веса призмы, который пропорционален кубу светового диаметра призмы.

15 Целью изобретения является увеличение светового диаметра при одновременном уменьшении габаритного размера вдоль оси вращения.

Это достигается тем, что в оптической системе, содержащей пять плоских отражателей с центрами в одной плоскости и общей осью вращения, проходящей через центры первого и пятого отражателей, параллельных друг другу и наклоненных к этой оси на угол 45, а второй, третий и четвертый отражатели образуют в своем главном сечении отрезки сторон треугольника, ось вращения размещена нормально к плоскости главного сечения в точке, с которой совмещены центры первого и пятого отра777618 жателей, лежащие на линии, соединяющей центры второго и четвертого отражателей, На фиг. 1 приведена оптическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — сечение А — А фиг. 1.

Первый 1 и пятый 2 отражатели выполнены, например, в виде прямоугольных призм, гипотенузные грани которых совмещены и имеют зеркальное покрытие. Отражатели 3, 4 и 5 представляют собой плоские зеркала, отражающие поверхности которых образуют в главном сечении отрезки сторон треугольника BCD. Ось 6 вращения системы размещена нормально к плоскости главного сечения и проходит через центры гипотенузных граней совмещенных первого

1 и пятого 2 отражателей под углом 45 .

Точка пересечения оси вращения 6 с плоскостью главного сечения отражателей 3, 4 и 5 расположена на линии, соединяющей центры второго 3 и четвертого 5 отражателей.

Оптическая система работает следующим образом.

Световой пучок диаметром d на входе направляется по оси вращения 6 системы.

Осевой луч пучка отражается от гипотенузной грани отражателя 1 под углом 90 и попадает -на отражатель 3. Поскольку главное сечение отражателей 3, 4 и 5 нормально к оси вращения, осевой луч, последовательно отраженный от этих отражателей, останется в плоскости главного сечения, затем упадет на гипотенузную грань отражателя 2 и пойдет после отражения от нее по своему первоначальному направлению.

Нечетное число отражений в такой системе в сочетании со свойством прямого зрения приводят к оборачиванию изображения в одной плоскости. Поворот такой оптической системы на некоторый угол вокруг оси падающего пучка вызовет поворот изображения в ту же сторону от первоначального положения на удвоенный угол, т. е. изображение будет вращаться с вдвое большей, чем сама система, скоростью.

Данная оптическая система может работать как в параллельных, так и в гомоцентрических пучках лучей. В связи с тем, что главное сечение периферийных отражателей перпендикулярно оси вращения системы, ее габаритный размер вдоль оси вращения равен диаметру светового пучка на входе в систему.

Наименьшая геометрическая длина хода лучей внутри оптической системы ограничивается габаритами отражателей 1 и 2 и г

3О

55 при их симметричном расположении относительно отражателей 3 и 5 равна 9,25d.

Замена монолитных блоков стекла в призме Пехана на зеркальные отражатели позволяет кроме сокращения осевого габарита значительно уменьшить вес всей системы, что особенно важно в случае, когда такая система устанавливается в пучках большого светового сечения. Так, например, оптическая система, работающая в параллельном пучке с d=80 мм, позволяет (при прочих равных условиях с призмой

Пехана) уменьшить вес в 1,35 раза. Для сходящегося пучка лучей с углом 12, при том же световом диаметре и симметричном расположении первого и пятого отражателей относительно минимального сечения светового пучка, уменьшение веса составляет примерно 1,7 раза, а при использовании для зеркал и призменных отражателей стекол типа легких кронов — порядка 2" раз.

Кроме того, использование зеркальных отражателей позволяет сократить длину хода лучей внутри стекла примерно в два раза. Это означает, что искажения волнового фронта, обусловленные оптическими неоднородностями стекла, которые прямо пропорциональны длине хода лучей в стекле, будут в два раза меньше.

Формула изобретения

Оптическая система для вращения изображения в параллельных или гомоцентрических пучках, содержащая пять плоских отражателей с центрами в одной плоскости и общей осью вращения, проходящей через центры первого и пятого отражателей, параллельных друг другу и наклоненных к этой оси на угол 45, второй, третий и четвертый отражатели образуют в своем главном сечении отрезки сторон треугольника, отличающаяся тем, что, с целью увеличения светового диаметра при одновременном уменьшении габаритного размера вдоль оси вращения, последняя размещена нормально к плоскости главного сечения в точке, с которой совмещены центры первого и пятого отражателей, лежащей на линии, соединяющей центры второго и четвертого отражателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чуриловский В, Н. Теория оптических приборов, М.-Л., 1966, с. 34 — 35.

2. Авторское свидетельство СССР

Ке 198724, кл. G 02В 17/00, 19.08.65.

3. Кругер М. Я. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л., 1968, с. 239 (прототип) .

777618

Составитель Г. Литвин

Техред А. Камышникова

Редактор И. Клюкина

Корректор Л. Корогод

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2545/12 Изд. № 601 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5