Оптическая зеркально-линзовая система переноса изображения

 

Использование: в приборостроении для передачи изображения с однократным увеличением с экрана электронно-оптического преобразователя на телевизионный приемник. Сущность изобретения: система содержит последовательно установленные по ходу луча первый трехлинзовый компонент, первые выпуклое и вогнутое сферическое зеркала, два апланатических мениска, вторые вогнутое и выпуклое сферическое зеркала и второй трехлинзовый компонент. Первое и второе сферические зеркала представляют собой зеркальную поверхность соответствующих зеркал Манжена. 2 ил.

Изобретение относится к технике оптических систем и может быть использовано в оптическом и оптико-электронном приборостроении для передачи изображения с однократным увеличением, в частности, с экрана электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на телевизионный приемник.

Известна оптическая линзовая система переноса для проекции изображения с экрана рентгеновского ЭОП на приемник энергии [1] Она состоит из последовательно установленных на оптической оси положительной менискообразной линзы, сопряженной с предметной плоскостью изображения. Эта система с однократным увеличением имеет относительное отверстие 1:1,4, что недостаточно для переноса низкоуровневого изображения, а также характеризуется сравнительно низким качеством изображения.

Известна принятая за прототип зеркально-линзовая система [2] Она содержит первый трехлинзовый компонент, первое зеркало, вогнутое зеркало и второй трехлинзовый компонент. Система переноса изображения обеспечивает однократное увеличение и числовую апертуру до значений свыше 0,5, что выше, чем у аналога.

Однако качество изображения в такой системе достаточно низкое. Кроме того, вогнутые зеркала выполнены асферическими, что усложняет изготовление системы.

В основу изобретения положена задача повышения качества изображения и упрощение изготовление системы.

Указанная задача решается тем, что в оптической зеркально-линзовой системе переноса изображения, содержащей первый трехлинзовый компонент, первое зеркало, вогнутое зеркало и второй трехлинзовый компонент, согласно изобретению первый тpехлинзовый компонент выполнен в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью к предмету, первое зеркало выпуклое, а вогнутое зеркало выполнено в виде зеркала Манжена, при этом между зеркалом Манжена и вторым трехлинзовым компонентом, выполненным в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью к изображению, введены первый апланатический мениск, обращенный вогнутостью к предмету, второй апланатический мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второе зеркало Манжена и второе выпуклое зеркало.

В предлагаемой системе повышение апертуры достигается за счет предложенной комбинации зеркал Манжена в сочетании с апланатическим мениском. Это увеличивает количество параметров оптической системы, влияющих на коррекцию аббераций, и оптимизирует взаимное положение оптических компонентов с точки зрения повышения качества изображения при достаточно высокой апертуре и без необходимости использования асферических поверхностей.

На фиг.1 представлена схема оптической зеркально-линзовой системы переноса изображения; на фиг. 2 представлены графики аберраций оптической системы переноса изображения.

Система переноса изображения содержит последовательно установленные по ходу луча первый трехлинзовый компонент 1, оптически сопряженный с предметной плоскостью F и выполненный в виде положительных менисков, обращенных к ней вогнутостью, первое выпуклое сферическое зеркало 2, вогнутую зеркальную поверхность 3 первого зеркала 4 Манжена, тыльная сторона которой обращена к предметной плоскости F, первый апланатический мениск 5, обращенный вогнутостью к предметной плоскости F, второй апланатический мениск 6, вогнутую зеркальную поверхность 7 второго зеркала 8 Манжена, тыльная сторона которой обращена к плоскости изображения F', второе выпуклое сферическое зеркало 9 и второй трехлинзовый компонент 10, выполненный в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения F' и оптически с ней сопряженных.

Оптическая зеркально-линзовая система переноса изображения работает следующим образом.

Излучение от объекта, расположенного в предметной плоскости F (плоскость экрана ЭОП), последовательно проходит через положительные мениски первого трехлинзового компонента 1, отражается сначала от первого выпуклого сферического зеркала 2, потом от вогнутой зеркальной поверхности 3 первого зеркала 4 Манжена, проходит первый 5 и второй 6 апланатические мениски, отражается от вогнутой зеркальной поверхности 7 второго зеркала 8 Манжена, второго выпуклого сферического зеркала 9, проходит через положительные мениски второго трехлинзового компонента 10 и создает изображение объекта в плоскости изображения F' (плоскость светочувствительного элемента видикона или ПЗС матрицы телевизионной системы).

В предлагаемой системе при достаточно высоком относительном отверстии 1: 0,7 низкоуровневое изображение передается с более высоким качеством изображения по сравнению с прототипом за счет уменьшения аберраций как в точке на оси, так и по полю (см.фиг.2). При этом использованы только сферические поверхности, которые более технологичны, чем асферические.

В настоящее время разработана оптическая схема предлагаемой системы, проведен расчет ее элементов и исследованы характеристики.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКАЯ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВАЯ СИСТЕМА ПЕРЕНОСА ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащая первый трехлинзовый компонент, первое зеркало, вогнутое зеркало и второй трехлинзовый компонент, отличающаяся тем, что первый трехлинзовый компонент выполнен в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью к предмету, первое зеркало выпуклое, а вогнутое зеркало выполнено в виде зеркала Манжена, при этом между зеркалом Манжена и вторым трехлинзовым компонентом, выполненным в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью к изображению, введены первый апланатический мениск, обращенный вогнутостью к предмету, второй апланатический мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второе вогнутое зеркало Манжена и второе выпуклое зеркало.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2