Катодиоптрический объектив

 

Изобретение откосится к оптическому приборостроению, а именно.светосильным катодиоптрическим объективам, используемым для работы с матричными приемниками оптического изображения типа ПЗС и ПЗИ в оптико-электронных системах при проведении высокоточных измерений. Сущность изобретения: объектив содержит последовательно расположенные по ходу луча компенсатор аберраций в виде выпуклоплоской одиночной линзы с нанесенным на ее плоской поверхности центральным зеркальным покрытием, кольцевую линзу Манжена с зеркальным покрытием на выпуклой поверхности , в отверстии которой расположен второй компенсатор аберраций, включающий двухсклеенный рассеивающий мениск, обращенный вогнутостью к изображению и одиночную положительную линзу, выполненную в виде собирающего мениска, обращенного выпуклой стороной к предмету. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 02 В 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865861/10 (22) 11.09.90 (46) 15.09.92. Бюл. № 34 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.Е. Смирнов и И.Э. Комарова (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 934432, кл, G 02 В 17/08. 1980 г.

Авторское свидетельство СССР

N 685999, кл. G 02 В 17/08. 1977 r. (54) КАТОДИОПТРИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно:светосильным катодиоптрическим обьективам. используемым для работы с матричными приемниками оптического изображения типа ПЗС и

Изобретение относится к оптическому приборостроению — светосильным катодиоптрическим объективам, используемым для работы с матричными приемниками оптического изображения типа ПЗС и ПЗИ в оптикоэлектронных системах при проведении высокоточных измерений.

Известен зеркально-линзовый объектив, содержащий последовательно расположенные по ходу луча первичный компенсатор аберраций, выполненный в виде одиночной двояковыпуклой линзы. линзу Манжена, вторичное сферическое зеркало наружного отражения, центрированно нанесенное на обращенную к пространству изображений поверхность первичного компенсатора аберраций. и вторичный трехлинзовый компенсатор аберраций. выполненный в виде двух рассеивающих менисков, обращенных выпуклыми сторонами к

„„Я „„1762291 А1

ПЗИ в оптико-электронных системах при проведении высокоточных измерений. Сущность изобретения: объектив содержит последовательно расположенные по ходу луча компенсатор аберраций в виде выпуклоплоской одиночной линзы с нанесенным на ее плоской поверхности центральным зеркальным покрытием, кольцевую линзу Манжена с зеркальным покрытием на выпуклой поверхности, в отверстии которой расположен второй компенсатор аберраций. включающий двухсклеенный рассеивающий мениск. обращенный вогнутостью к изображению и одиночную положительную линзу, выполненную в виде собирающего мениска, обращенного выпуклой стороной к предмету. 1 ил. двояковыпуклой одиночной линзе, заключенной между ними.

Недостаток системы — величина относительного отверстия обьектива не превышает величины D:f = 1:1.7, !

Прототипом изобретения является зеркально-линзовый объектив, который содержит линзовый компонент в виде одиночной плоско-выпуклой линзы, зеркало Манжена, малое зеркало, совмещенное с плоской поверхностью линзового компонента и компенсатор аберраций. состоящий из двухсклеенного собирающего мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и двояковыпуклой одиночной линзы, причем, фокусное расстояние линзового компонента составляет величины (3 — 7)foe, . а фокусное расстояние линзы Манжена — (1,2 — 1,6)foo

Недостаток системы: недостаточно высокое относительное отверстие и неста1762291 бильность размеров пятна рассеяния по полю зрения.

Целью изобретения является обеспечение стабильности геометрических размеров пятна рассеяния в изображении точечного объекта по полю зрения при сохранении высокого качества аберрационной коррекции в расширенном спектральном диапазоне при одновременном увеличении относительного отверстия системы.

Поставленная цель достигается тем, что объектив содержит последовательно расположенные по ходу луча первый компенсатор аберраций в виде выпукло-плоской линзы с нанесенным на ее плоской поверхности центральным зеркальным покрытием, кольцевую линзу Манжена с зеркальным покрытием на выпуклой поверхности, в отверстии которой расположен второй компенсатор аберраций, включающий двухсклеенный рассеивающий мениск, обращенный вогнутостью к изображению и одиночную положительную линзу, выполненную в виде собирающего мениска, обращенного выпуклой стороной к предмету.

Представленный катодиоптрический объектив относится к классу суперсветосильных (D;f = 1:1) и предназначен для ра1 боты в видимой области спектра

=(0,400-0,750) мкм со средними значениями угла поля зрения (2 в= 12 ), Одним из наиболее существенных факторов, ограничивающих возможность реализации потенциальной точности оптико-электронного прибора с ПЭС вЂ” приемником, является нестабильность пятна рассеяния при смещении по полю зрения.

Поэтому, исходя из целевого назначения системы, необходимо решить задачу сохранения аберрационной сбалансированности ее для каждой точки в пределах заданного угла поля зрения.

На чертеже изображена принципиальная оптическая схема предлагаемого объектива.

Он содержит последовательно расположенные по ходу луча компенсационную плосковыпуклую одиночную линзу 1, кольцеобразную линзу Манжена 2, выполненную в виде рассеивающего мениска, на выпуклую поверхность которого нанесено отражающее покрытие, контротражатель 3 в виде плоского зеркала, центрированно расположенного на обращенной к пространству изображений поверхности компенсационной линзы 1, близфокальный компенсационный блок, составленный из склеенного из собирающей 4 и рассеиваю5

20 щей 5 линз компонента и одиночной вогнутовыпуклой линзы 6.

Объектив работает следующим образом, Световой поток первоначально периферийно по кольцу проходит компенсационную линзу 1, затем, отразившись от линзы

Манжена 2, попадает на контротражатель 3, направляющий его на близфокальную линзовую группу 4 — 6, которая формирует изображение объекта наблюдения в плоскости установки объектива. Внешние параметры объектива определены основным базовым элементом 2 — линзой Манжена. Вторичное зеркало (контроотражатель) играет роль

"пассивного" элемента, служащего лишь для "излома" оптической оси, не влияющего ни на количественные, ни на качественные характеристики системы. Однако действие линзы Манжена не ограничивается только ролью чисто силового блока: благодаря набору целого ряда свободных параметров возможно раскрыть ее коррекционные свойства по исправлению сферической

25 аберрации при форсировании апертуры объектива и использовать ее воздействие на хроматические аберрации осевого пучка лучей в совокупности с цветовыми искажениями, вносимыми первичным компенсатором

30 1. Блок 4-6 вследствие своего расположения вблизи фокальной плоскости объектива, является чисто коррекционным, способным активно влиять на структуру внеосевых пучков лучей, практически не затрагивая осе35 вые. Следует отметить, что наиболее высокие результаты при компоновке объектива достигаются при соотношении:

f1 /fz = 2,4, f4,ü /tz = 23,9, fg /fg = 0,4

Формула изобретения

40 Катодиоптрический объектив, содержащий первый компенсатор аберраций в виде выпуклоплоской линзы с нанесенным на ее плоской поверхности центральным зеркальным покрытием, кольцевую линзу Манжена

45 с зеркальным покрытием на выпуклой поверхности, в отверстии которой расположен второй компенсатор аберраций, включающий двухсклеенный мениск и одиночную положительную линзу, с т л и ч а ю шийся

50 тем, что, с целью повышения стабильност пятна рассеяния в изображении точечногс объекта по полю зрения при сохранени высокого качества изображения в расширенном спектральном диапазоне и увеличе55 ния относительного отверстия системы двухсклеенный мениск выполнен отрицательным и обращен вогнутостью к изображению, а одиночная положительная линз.выполнена в виде мениска, обращенногс выпуклостью к предмету.

1762291

Составитель Л,Мухина

Техред М.Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3259 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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