Зеркально-линзовый объектив

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для работы с приемниками оптического изображения типа ПЗС при проведении высокоточных измерений Цель изобретения - увеличение относительного отверстия и повышение стабильности геометрических размеров пятна рассеяния по полю зрения при высоком качестве изображения. Объектив содержит первичный коррекционный компонент из линз 1, 2, главное 4 и вторичное 5 зеркала и вторичный близфокальный коррекционный компонент 6-8. Главное зеркало 4 выполнено в виде кольцеобразного мениска, на выпуклую поверхность которого нанесено зеркальное покрытие внутреннего отражения Фокусное расстояние 98 1 мм, относительно отверстие 1:1, угол поля зрения 12°. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ !СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 02 В 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР йм ЫОЙЖ!:=. и

„ Щ ЦЧ3-Йь" .Ё й4 .Бй&ЛИОТЕ Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Ф

l (21) 4629430/10 (22) 02.01.89 (46) 30.05.91. Бюл. N. 20 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) Л.Ф.Порфильев, И,Э.Комарова, А.Н.Тимофеев, В.С.Пашков и В.И.Соломатов (53) 771.351.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 934432, кл. 6 02 В 17/08, 1980. (54) ЗЕРКАЛЪНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для работы с приемниками оптического изображения типа ПЗС при проведении. Ж,, 1652954 А1 высокоточных измерений, Цель изобретения — увеличение относительного отверстия и повышение стабильности геометрических размеров пятна рассеяния по полю зрения при высоком качестве изображения. Объектив содержит первичный коррекционный компонент из линз 1, 2, главное 4 и вторичное 5 зеркала и вторичный близфокальный коррекционный компонент 6-8. Главное зеркало 4 выполнено в виде кольцеобразного мениска, на выпуклую поверхность которого нанесено зеркальное покрытиЕ внутреннего отражения. Фокусное расстояние 98,1 мм, относительно отверСтие 1:1, угол поля зрения 12О.. 1 ил.

20 ка была изменена

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к светосильным катадиоптрическим объективам, используемым для работы с приемниками оптического изображения типа ПЗС при проведении высокоточных измерений.

Целью изобретения является увеличение относительного отверстия и повышение стабильности геометрических размеров пятна рассеяния по полю зрения при высоком качестве изображения, На чертеже изображена принципиальная оптическая схема объектива.

Принципиальная оптическая схема предлагаемого объектива содержит после-. довательно расположенные по ходу луча; обращенный вогнутостью к предметному пространству отрицательный мениск, составленный иэ двояковогнутой 1 и двояковыпуклой 2 линз, кольцеобразный мениск 3 отрицательной оптической силы, обращенный вогнутостью к предметному пространству.и расположенный на расстоянии (порядка 0,01f o) от главного рефлектора, I выполненного в виде обращенного вогнутостью к предметному пространству кольцеобразного мениска 4 положительной оптической силы, на выпуклую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, вторичное сферическое зеркало 5 наружного отражения, центрированно расположенное. на обращенной к пространству иэображения поверхности линзы 2, близфокальный компенсатор, составленнь.й из обращенного вогнутостью к прострачству иэображения положительного мениска, склеенного иэ двояковыпуклой 6 и двояковогнутой 7 линз, и одиночной линзы 8 положительной оптической силы.

Объектив работает следующим образом.

Световой поток первоначально периферийно по кольцу проходит коррекционно-базовые элементы 1, 2 и 3, далее, отразившись от линзы 4 Манжена, вновь проходит через мениск 3, направляющий

его на вторичное зеркало 5, после отраже. ния от которого посредством близфокального блока 6-8 формирует изображение объекта наблюдения в плоскости установки объектива.

Представляемый зеркально-линзовый объектив относится к классу суперсветосильных(0: f =1:1).

Схема гарантирует при. работе в спектральном диапазоне (0,486 + 0,656) мкм не только высокую степень коррекции дифференцированно по каждому виду аберрации, но и выполнение особых требований к качеству изображения объекта наблюдения, формируемого ею. Это обусловлено спецификой алгоритмической обработки информативного сигнала, поступающего на приемник типа ПЗС и ПЗИ. Очевидно, что при всех прочих равных условиях точность измерений в такой системе будет тем выше, чем меньше изменений претерпевает фигура рассеяния, построенная объективом, при смещении от оптической оси по полю зрения к его краю. Следствием этого является необходимость стабилизации заданных исходных данных геометрических размеров пятка рассеяния. Поставленное условие надежной работы системы выполнено, если синтез оптической схемы позволяет так сбалансировать аберрационные составляющие осевых и широких наклонных пучков лучей, чтобы полихроматическая картина фигуры рассеяния в плоскости установки приемниВ предлагаемом объективе силовыми компонентами являются; линза Менжена и вторичное сферическое зеркало 5, Эти два элемента являются определяющими для внешних параметроа системы, Однако, поскольку объектив является суперсветосильным и обладает углом поля зрения порядка

12, тс необходима "разгрузка" этих элементов эа счет введения в схему коррекционнобазовых компонентов; Если сферическое зеркало не имеет коррекционных параметров, линза Манжена обладает уникальным свойством, при неизменной оптической с»ле очень широко варьируются сферическая аберрация и всехроматические аберрации для осевого пучка лучей.

В то же время одновременная минимизация этих функций практически недостижима.

В рассматриваемом случае полихроматического излучения в спектральном диапазоне чувствительности кремниевых ПЗС возникла необходимость функционального разграничения: на линзу 4 Манжена возложена роль основного элемента по развитию апертуры, а ахроматизация объектива осуществляется совместным действием ксмпенсаторов параллельного 1 2 и сходящегося 6-8 пучков лучей. Для успешного решения задачи формирования величины относительного отверстия системы в непосредственной близости

or линзы 2 Манжена установлен корректор в аиде отрицательного мениска„что позволяет перераспределить весовые коэффициенты по прохождению апертурных лучей через данный оптический элемент и увеличить число свободных коррекционных параметров, часть которых может быть использована для совместного действия с блиэфокальным компенсатором 6-8 llo исправлению комы. Введение перед силовой

- 1652954

Составитель В.Архипов

Редактор А,Маковская Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 1772 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 группой объектива двусклеенного мениска из линз 1-2 определенной пространственной ориентации направлено на исправление астигматической разности совместно с близфокальным компенсатором и на устранение ошибок по дисторсии, что позволяет уменьшить дополнительную .погрешность измерений, возникающую вследствие несовпадения главного луча, определяющего положение точечного источника в пространстве предметов. с точкой положения максимума освещенности в плоскости изображения, Радиус кружка рассеяния в центре и на краю поля зрения составляет около 20 мкм, а на зоне — около 15 мкм.

Формула изобретения

Зеркально-линзовый объектив, содер- жащий первый компенсатор аберраций с выпуклой задней поверхностью, первичное вогнутое сферическое зеркало в виде отражающей линзы Манжена с центральным отверстием, вторичное выпуклое зеркало, нанесенное на центральную часть задней выпуклой поверхности первого компенсато5 . ра аберраций, и второй компенсатор аберраций иэ двух компонентов, второй из которых — двояковыпуклая линза, установленный в центральном отверстии линзы

Манжена, отличающийся тем, что, с

10 целью увеличения относительного отверстия и повышения стабильности геометрических размеров пятна рассеяния по полю зрения при высоком качестве изображения, первый компенсатор аберраций выполнен в

15 виде блока, склеенного из двуяковогнутой и двояковыпуклой линз, перед линзой Манжена установлен отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а во втором компенсаторе аберраций первый

20 компонент выполнен в виде положительно-. го блока, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.