Зеркальный объектив

Зеркальный объектив содержит установленные по ходу луча первое выпуклое зеркало, второе вогнутое зеркало с центральным отверстием, третье выпуклое зеркало и четвертое вогнутое зеркало с центральным отверстием. Радиусы кривизны зеркал подобраны так, что лучи на первое зеркало проходят через отверстие второго зеркала, а от четвертого зеркала лучи проходят за внешними границами третьего зеркала за пределы размещения зеркал. Первое зеркало выполнено с центральным отверстием. Лучи на третье зеркало проходят через отверстие первого зеркала или за внешними его границами. Лучи проходят за пределы размещения зеркал на многоканальный узел приемников. Зеркала расположены друг относительно друга в последовательности второе, четвертое, первое, третье или четвертое, второе, первое, третье. Технический результат - увеличение поля зрения, увеличение светосилы, получение изображения за пределами размещения зеркал, обеспечение изображения с малыми аберрациями без применения асферических поверхностей. 2 ил.

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может найти применение как короткофокусный светосильный зеркальный объектив с широким полем зрения и высоким угловым разрешением, обеспечивающим высокое качество изображение по всему полю.

Наиболее близким к предложенному изобретению является зеркальный объектив, содержащий четыре зеркала, первое из которых выпуклое гиперболическое, второе - вогнутое эллиптическое, третье - плоское, четвертое - вогнутое параболическое, причем оптические оси первого, второго и четвертого зеркал совмещены (SU 551591 А, 20.04.77).

- Однако этот объектив имеет целый ряд недостатков - малое поле зрения, невысокая светосила. Изображение строится внутри объектива в неудобном для установки приемника месте, что, кроме всего, затрудняет установку схем для обеспечения приема одновременно в нескольких диапазонах. В объективе три зеркала асферические, что делает проблематичным изготовление зеркал с качеством, достаточным для использования в УФ-диапазоне.

Техническим результатом изобретения является:

- увеличение поля зрения;

- появление места между зеркалами и плоскостью изображения, достаточного для установки многодиапазонного узла приемников, в том числе с охлаждением;

- обеспечение изображения с малыми аберрациями без применения асферических поверхностей, что важно для получения качества, требуемого для УФ оптики.

Технический результат достигается тем, что зеркальный объектив, характеризующейся тем, что на одной оптической оси размещены два вогнутых сферических зеркала с центральными отверстиями и два выпуклых сферических зеркала, одно из которых выполнено с центральным отверстием, причем по ходу луча установлены выпуклое зеркало с центральным отверстием, вогнутое зеркало с центральным отверстием, выпуклое зеркало и вогнутое зеркало с центральным отверстием, при этом радиусы кривизны зеркал подобраны так, что лучи на первое зеркало проходят через отверстие второго зеркала, лучи на третье зеркало проходят через отверстие первого зеркала или за внешними его границами, а от четвертого зеркала лучи проходят за внешними границами третьего зеркала за пределы размещения зеркал на многоканальный узел приемников.

На фиг.1 представлена принципиальная оптическая схема описываемого объектива. На фиг.2 - вариант расположения зеркал друг относительно друга.

Схема содержит выпуклое с центральным отверстием зеркало 1, вогнутое с центральным отверстием зеркало 2, выпуклое зеркало 3 и вогнутое с центральным отверстием зеркало 4. Пройдя через отверстие зеркала 2, пучок лучей падает на зеркало 1, которое направляет его в обратном направлении на зеркало 2, отразившись от которого лучи через отверстие в зеркале 1 или за его внешними границами падают на зеркало 3. Зеркало 3 направляет пучок лучей в обратном направлении на зеркало 4, которое направляет его за периметром зеркала 3 и фокусирует излучение на требуемом удалении от границ зеркала 3.

При такой последовательности выпуклых и вогнутых зеркал и сочетании зеркал с пропусканием излучения в центре и за внешними границами удается найти соотношения между кривизнами сферических поверхностей зеркал и их расположением, при которых обеспечиваются высокие качества изображения.

Фиг.1 и 2 представляют варианты расположения зеркал друг относительно друга, а также схемы прохождения и отражения лучей для объективов с двумя различными фокусными расстояниями.

Фиг.1 соответствует рассчитанному варианту объектива с фокусным расстоянием f=50 мм. Объектив имеет:

- диаметр входного зрачка D=36,25 мм (эквивалентный диаметр входного зрачка 25 мм);

- относительное отверстие 1:1,4 (эквивалентное относительное отверстие 1:2);

- поле зрения 2β=23°;

- разрешение не менее 100 шт/мм. При этом максимальный диаметр зеркал (зеркало 4) не превышает 120 мм.

- Длина всего объектива (расстояние от входного отверстия до приемника) составляет ˜220мм.

Фиг.2 соответствует рассчитанному варианту объектива с фокусным расстоянием f=20 мм. Объектив имеет:

- диаметр входного зрачка D=16,6 мм (эквивалентный диаметр входного зрачка 12 мм);

- относительное отверстие 1:1,2 (эквивалентное относительное отверстие 1:1,7);

- поле зрения 2β=57°;

- разрешение не менее 100 шт/мм. При этом максимальный диаметр зеркал (зеркало 4) не превышает 130 мм;

- длина всего объектива (расстояние от входного отверстия до приемника) составляет ≤160 мм.

В различных вариантах последовательность расположения зеркал может меняться. Например, в варианте с f=50 мм зеркала располагаются в последовательности от входа к выходу: 2-4-1-3. В варианте с f=20 мм зеркала располагаются в последовательности от входа к выходу: 4-2-1-3.

Преимуществами предложенного изобретения являются:

- выполнение объектива только из зеркальных элементов исключает хроматические аберрации и делает возможным его применение в областях от крайнего УФ до ИК, субмиллиметровой и даже миллиметровой области спектра;

- выполнение объектива только из зеркал со сферической формой поверхностей делает его высокотехнологичным и дает возможность обеспечения высокого качества поверхностей, способной работать в УФ-области спектра;

- плоскость изображения находится за пределами границ размещения зеркал на расстоянии, достаточном для установки нескольких приемников для одновременного приема в 3-х и более диапазонах, в том числе и для размещения охлаждаемых ИК-приемников и более длинноволновых диапазонов.;

- объектив обеспечивает плоское поле изображения с аберрациями не более 10 μ;

- высокая светосила ≥1:1,5;

- широкое поле зрения до 90°;

- относительно малый максимальный диаметр;

- все элементы располагаются на одной оптической оси, что обеспечивает простоту сборки и малые массогабаритные свойства.

Предложенное изобретение может быть применено в спектральном и оптическом приборостроении, при создании гиперспектральных оптико-электронных систем смотрящего типа, а также при создании медицинских диагностических систем.

Зеркальный объектив, содержащий размещенные на одной оптической оси два вогнутых сферических зеркала с центральными отверстиями и два выпуклых сферических зеркала, причем по ходу луча установлены первое выпуклое зеркало, второе вогнутое зеркало с центральным отверстием, третье выпуклое зеркало и четвертое вогнутое зеркало с центральным отверстием, при этом радиусы кривизны зеркал подобраны так, что лучи на первое зеркало проходят через отверстие второго зеркала, а от четвертого зеркала лучи проходят за внешними границами третьего зеркала за пределы размещения зеркал, отличающийся тем, что первое зеркало выполнено с центральным отверстием, лучи на третье зеркало проходят через отверстие первого зеркала или за внешними его границами, а лучи проходят за пределы размещения зеркал на многоканальный узел приемников, при этом зеркала расположены относительно друг друга в последовательности второе, четвертое, первое, третье или четвертое, второе, первое, третье.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для юстировки составных сферических зеркал телескопов в процессе их сборки и эксплуатации.

Изобретение относится к технике телевизионных видеодисплеев, в которых используется активная матрица жидких кристаллов совместно с проекционной оптикой. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания объективов, в частности на основе металлооптических элементов, работающих в различных температурных режимах.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а точнее к оптическим системам с отражающими поверхностями. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим светолокационным системам для определения координат космических аппаратов. .

Изобретение относится к фотометрии и спектрофотометрии и может использоваться для фотометрирования малых объемов газов или малых образцов в газоанализаторах, в нагреваемых или охлаждаемых системах, лазерной технике, ударных трубах и т.д.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к классу полностью зеркальных оптических систем без центрального экранирования, и может быть использовано в фотографии, проекционной технике, Фурье-спектрометрах и другой аппаратуре, работающей с различными приемниками излучения, которые требуют увеличенного заднего фокального отрезка, хода лучей, близкого к телецентрическому, высокой коррекции аберраций в спектральном диапазоне, ограниченном лишь свойствами отражающих покрытий зеркал, и высокой радиационно-оптической устойчивости, например, при использовании в составе космической аппаратуры, работающей вблизи радиационных поясов в условиях воздействия космического излучения с высокой мощностью

Изобретение относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано в оптической промышленности, и, в частности, в астрономических телескопах и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов и т.д

Изобретение относится к космическим радиотелескопам и предназначено для управления формой поверхности космического радиотелескопа

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано на транспортных средствах, в частности, автомобилях для отображения путевой, навигационной информации, а также информации о состоянии транспортного средства в поле прямого зрения водителя

Спектрометр состоит из входной щели, расположенной в фокальной плоскости объектива и смещенной в меридиональной плоскости относительно его оптической оси, объектива и диспергирующего устройства. Объектив состоит из первого вогнутого зеркала с положительной оптической силой, обращенного вогнутостью к входной щели, второго выпуклого зеркала с отрицательной оптической силой, расположенного между входной щелью и первым зеркалом и обращенного выпуклостью к первому зеркалу, третьего вогнутого зеркала с положительной оптической силой, расположенного за вторым зеркалом и обращенного вогнутостью к входной щели. Диспергирующее устройство включает диспергирующий элемент и плоское зеркало, расположенное под углом 80…90° к падающим на него лучам. Оптические поверхности по крайней мере двух зеркал являются асферическими. Центры кривизны всех зеркал расположены на оптической оси объектива. Первое и второе зеркала - внеосевые фрагменты зеркал. Третье зеркало расположено на оптической оси. Диспергирующий элемент - призма с преломляющим углом 5…30° из материала с показателем преломления 1,4…1,7 и коэффициентом дисперсии для линии е, равным 20…70. Плоское зеркало выполнено в виде отражающего покрытия на второй по ходу луча грани призмы. Технический результат - повышение технологичности, уменьшение габаритов и массы, упрощение юстировки, повышение качества изображения и исправление кривизны спектральных линий. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Телескоп включает корпус (1) с размещенной в нем оптической системой, содержащей главное вогнутое гиперболическое зеркало (2) с центральным отверстием (3), вторичное выпуклое гиперболическое зеркало (4) и фотоприемное устройство (5), установленное в фокальной плоскости телескопа. Корпус (1) снабжен полуцилиндрической солнцезащитной блендой (7), установленной на входном зрачке (6) телескопа с возможностью вращения приводом (8) вокруг оптической оси телескопа. На краях внутренней поверхности полуцилиндрической солнцезащитной бленды (7) установлены солнечные фотоэлементы для подачи сигнала на ее привод (8). Длина L полуцилиндрической солнцезащитной бленды (7) удовлетворяет соотношению: L=D/tgα, см; 7°≤α≤70°; где D - диаметр входного зрачка телескопа, см; α - угловое расстояние между направлениями на центр диска Луны и на ближайший к Луне край диска Солнца. Технический результат - обеспечение систематических высокоточных измерений временных вариаций поверхностных яркостей одновременно темной части лунного диска и светлого узкого серпа Луны. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение мощности. Осветительное устройство (1) включает в себя несколько источников (4) света и одну отражательную систему, при этом источники (4) света расположены перед отражательной поверхностью отражательной системы и включают в себя несколько средств освещения, которые расположены вокруг выходного отверстия (10) отражательной системы. Луч света от источников (4) света за счет отражения отклоняется в основном направлении излучения осветительного устройства (1) посредством отражательной системы. Осветительное устройство снабжено первым отражательным участком (2) и выполненным выпуклым вторым отражательным участком (5), первый и второй отражательные участки согласованы друг с другом таким образом, что основной световой луч может создаваться за счет того, что свет от источников (4) света сначала падает на второй отражательный участок (5), а затем на первый отражательный участок (2) и выходит из осветительного устройства в основном направлении излучения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.

Объектив может быть использован в космических телескопах. Объектив содержит первое зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, второе зеркало в виде выпуклого сферического отрицательного зеркала, обращенного выпуклостью к первому зеркалу, третье зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого положительного асферического зеркала, обращенного вогнутостью к четвертому зеркалу, четвертое зеркало в виде фрагмента вогнутого положительного асферического зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, и апертурную диафрагму. Центры кривизны всех оптических поверхностей расположены на одной общей оси. В меридиональном сечении второе зеркало симметрично относительно оптической оси, первое зеркало расположено ниже оптической оси, третье зеркало выше оптической оси, а четвертое зеркало - выше третьего зеркала. Апертурная диафрагма совпадает с оправой второго зеркала. Технический результат - отсутствие центрального экранирования, повышение качества изображения в пределах углового поля 13° в спектральном диапазоне 450-1700 нм и повышение технологичности. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и касается зеркального спектрометра. Спектрометр состоит из входной щели, первого зеркала, дифракционной решетки, второго зеркала, фотоприемного устройства. Входная щель смещена относительно оптической оси. Первое и второе зеркала выполнены в виде внеосевых фрагментов вогнутых сферических зеркал, обращенных вогнутостью к входной щели. Дифракционная решетка является выпуклой сферической и расположена осесимметрично на оптической оси. Штрихи дифракционной решетки параллельны длинной стороне входной щели. Фотоприемное устройство смещено с оптической оси и расположено со стороны, противоположной входной щели. Входная щель и фотоприемное устройство наклонены в меридиональном сечении на небольшие углы. Центры кривизны сферических поверхностей лежат на одной общей оси, являющейся оптической осью спектрометра. Технический результат заключается в увеличении относительного отверстия, улучшении качества изображения, уменьшении размеров и массы и упрощении юстировки спектрометра. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может найти применение как короткофокусный светосильный зеркальный объектив с широким полем зрения и высоким угловым разрешением, обеспечивающим высокое качество изображение по всему полю

Наверх