Линзовый монохроматический объектив с вынесенным входным зрачком

 

ЛИНЗОВЫЙ МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ UEJbEKTHB С ВЫНЕСЕННЫМ ВХОДНЫМ ЗРЛЧkOM , содержащий три компонента, из которых первий выполнен в виде одиночных двояковыпуклой и двояковог .нутой линз, второй - из одиночных двояковыпуклой-и положительной линз, и третий - в виде двояков .огнутой линзы, отличающийс я тем, что, с целью повьппсния качества изображения и упрощения конструкции, положительная линза второго компонента выполнена в виде мениска, выпуклостью обрагаенного к предмету. Э6 UD :д ;:о 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111

M5D G 02 В 13/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) Ф (4, М

f: т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3540284/18-10 (22) 11.01.83 (46) 30.04.84. Бюл. 9 16 (72) В.В.Хваловский и Т.Н.Хацевич (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт точной механики и оптики (53) 535.824.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 667700991166, кл. Ci 02 B 13/22, 02.02.78.

2. Патент Японии У 54,-29265, кл. 4 02 В 13/22, опублик. 1979 (прототип). (54) (57) ЛИНЗОВЫЙ ИОН<)ХРОМАТИЧЕСКИЙ

ОБЪЕКТИВ С BhlHECEHНЫЧ ВХОДНЫМ ЗРЛЧ)<ОМ, содержащий три компонента, из которых первый выполнен в виде одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй — из одиночных двояковыпуклой и положительной линз, и третий — в виде двояковогнутой линзы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьп»ения качества изображения и упрощения конструкции, положительная линза второго компонента выполнена в виде мениска, выпуклостью обращенного к предмету.

1089534

65

Изобретение относится к приборостроению, а именно к линзовым монохроматическим объективам с вынесенным входным зрачком, и может быть использовано, например, для.раэверт. ки иэображений, в лазерных устройствах для воспроизведения информации, в факсимальной технике.

Известен линзовый телецентрический объектив с вынесенным входным зрачком, содержащий два компонента, из которых второй включает одиночную двояковыпуклую линзу и положительный мениск, выпуклостью обращенный к среднему (1) .

Недостатком извес ного объектива является невысокое, качество иэображения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является линзовый монохроматический объектив с вынесенным входным зрачком, содержащий три компонента, иэ которых первый выполнен в виде одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй - иэ одиночных двояковыпуклой и положительных линз, и третий — в виде двояковогнутой линзы (23 .

Входной зрачок объектива помещен . в переднюю фокальную плоскость, — т.е. данный объектив обладает телецентрическим ходом лучей в пространстве изображений.

Однако известный объектив обладает недостаточно высоким качеством иэображения (кружок рассеяния на краю поля зрения 2и=30 -составо ляет 0,3 мм) и усложненной конструкцией. Объектив содержит шесть линз, одна из которых склеенная, что нежелательно при работе с лазерным излучением.

Цель изобретения — повышение качества изображения и упрощенйе кон-. струкции.

Поставленная цель достигается тем, что в линзовом монохроматичес,ком объективе с вынесенным входным зрачком, срдержащем три ком" понента, иэ которых первый выполнен в виде одиночных двояковыпук- лой и двояковогнутой линз, второй из одиночных двояковыпуклой и положительной линз, и третий — в виде двояковогнутой линзы, положительная линза второго компонента выполнена в виде мениска, выпуклостью обращенного к предмету.

ПредлагаемЬе выполнение компонентов объектива при расположении вход. ного зрачка в передней фокальной плоскости позволяет обеспечить ли нейный закон построения изббражения

Ц=K u (q — величина изображения; К— коэффициент пропорциональности,(.)— полевой угол), не нарушив коррекции остальных аберраций в системе. Первый компонент объектива является компенсатором сферической аберрации и комы, с помощью второго, силового, компонента исправляется астигматиэм, а совместно с третьим он позволяет устранить кривизну изображения и обеспечить линейный закон построения изображения. Расположение входного зрачка объектива в .его передней фокальной плос I0 кости (с учетом аберраций э зрачки}

Йозволяет одновременно с выполнением

I линейного закона обеспечить телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений.

15 На фиг.1 прийедена принципиальная схема линзового монохроматического объектива с вынесенным входным зрачком; на фиг.2 — функции передачи модуляции объектива или частотно-контрастная характеристика.

Предлагаемый объектив с вынесенным входным зрачком для развертки изображения состоит иэ трех компонентов I — !Il (фиг.1).

Первый компонент 1 объектива выполнен из положительной 1 и отрицательной 2 линз, второй компонент

П объектива выполнен из положительной линзы 3 и положительного мениска 4; обращениого вогнутостью к плоскОсти изображений, а третьим компонентом III объектива является двояковогнутая линза, расположенная вблизи плоскости иэображения. Входной зрачок 5 вынесен на величину 1,2

З5 от фокусного расстояния объектива и расположен в передней фокальной плоскости объектива.

Устройство работает следующим образом.

40 для осуществления построчной развертки изображения во входном зрачке 5 объектива помещают развертывающий элемент (не показан), которым может являться, например, много45 гранный зеркальный ьараоан, осуществляющий развертку падающего на него параллельного пучка лучей.

Объектив, состоящий иэ компонентов

Т -III, фокусирует пучки, идущие от развертывающего элемента, в плоскости 6 изображения, обеспечивая линейную зависимость величины перемещения светового пятна от угла поворота пучка лучей и нормальное падение пучков на поверхность регистрирующего материала, располагаемого в плоскости 6 изображений. При этом линейная скорость V перемещения светового пятна будет равна и при постоянной угловой скорости 4 отклонения пучка будет также постоянной.

1089534

Ор

Постоянство линейной скорости перемещения светового пятна обеспечивает отсутствие искажеHNA в записываемом изображении, т.е. повышает качество записи иэображений. ОбеспечЕние,телецен,трического хода главных лучей в про. странстве иэображений также способствует повышению качества записи изображений, так как возможные смещения регистрирующего материала .в процессе записи не будут сказываться .на изменении координат светового пятна, т.е. отступление от линейного закона в процессе эксплуатации не будет превышать расчетного значения. Нормальное падение пучка лучей на поверхность регистрирующего материала в любой его точке, имеющее место при телецентрическом ходе главных лучей в пространстве йзображений, также способствует выравниванию освещенности llo полю, так как угол падения пучка лучей на поверхность регистрирующего материала будет одинаковым для всех точек строки, а следовательно, одинаковым будет и коэффициент отражения. Таким образом, выполнение линейного закона построения иэображения g =Кц в линзовом объективе с вынесенным входным зрачком повыша. ет качество записи изображений.

В качестве примера конкретного выполнения приведен линзовый объектив с вынесенным входным зрачком для развертки изображений с фокусным расстоянием :130 мм, относительным отверстнемЭ j =1l6,3, угловым полем 2И=36, предназначенный для развертки изображения с длиной развертки 80 мм.

Удаление входного зрачка от первой поверхности 159 мм. Объектив рассчитан для использования с монохроматическим излучением с длиной волны

II=0,63 мкм. Поперечная сферическая

;аберрация объектива не превышает

0,0015 мм; астигматизм не превышаВНИИПИ Заказ 2929/43

Тираж 497 Подпи сиое

Филиал ППП "I атент", г.ужгород,ул.Проектная,4 ет,0,07 мм, кривизна поля не превы- шает 0,07 мм, наибольший размер геометрической фигуры рассеяния по полю не более 0,012 ьм, нетелецентричность главных лучей в простран5 стве изображений - не более 1 10

Так как аберрационная фигура рассеяния сопоставима по размеру с дифракционной (размер кружка по Релею равен 0,0097 мм), то наиболее полное

10 представление о качестве даваемого объективом изображения можно получить иэ анализа .функции передачи модуляции объектива, представленной графически на фиг.2, где кривая 1

)5 функция передачи модуляции в меридио нальном сечении для точки на оси;кри. вая 2 — для точки на зоне; кривая 3 для точки на краю поля. Объектив обесlnl hчивает разрешение не менее 1?О линмм при коэффициенте передачи модуляции 0,2. Отступление от линейного закона построения изображения не превышает 0,1%.

Таким образом, предлагаемый линзовый монохроматический объектив с вынесенным входным зрачком обеспечивает повышение качества записи и упрощение конструкции.

При оценке технико-экономических преимуществ изобретения в качестве базового объекта принят объектив, применяемый в устройстве для записи изображений, разработанном в Ленинградском институте киноинженеров, Базовый объектив является семилин

35 зовым телецентрическим объективом с вынесенным входным зрачком; фокус. ное расстояние объектива f =100 мм о угловое поле 2и=15, относительное отверстие 1:2,5. Недостатком базово.

4Q ro объектива является отсутствие линейного закона построения изображения, а следовательно, и непосто.янство линейной скорости перемещения светового пятна в устройстве, 4S в котором он применяется, что снижает качество записи, а также низкая разрешающая способность.