Двухканальный зеркально-линзовый объектив



Двухканальный зеркально-линзовый объектив
Двухканальный зеркально-линзовый объектив
Двухканальный зеркально-линзовый объектив
Двухканальный зеркально-линзовый объектив
Двухканальный зеркально-линзовый объектив
Двухканальный зеркально-линзовый объектив

 


Владельцы патента RU 2556295:

Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" (RU)

Объектив может быть использован в космических телескопах. Объектив содержит первое зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого гиперболического зеркала, линзовый компенсатор аберраций видимого канала из плосковыпуклой и двояковыпуклой линз и отрицательного мениска, второе зеркало в виде внеосевого фрагмента сферического выпуклого зеркала и третье зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического зеркала. На первую поверхность первой линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала нанесено спектроделительное покрытие, пропускающее излучение в диапазоне 450-1000 нм и отражающее в диапазоне 1500-1700 нм. В ходе отраженных лучей введен линзовый компенсатор аберраций инфракрасного канала из трех линз в виде внеосевых фрагментов двояковыпуклой, двояковогнутой и двояковыпуклой линз, в меридиональном сечении расположенных выше оптической оси. Центры кривизны всех оптических поверхностей расположены на одной общей оси. В меридиональном сечении первое зеркало расположено ниже оптической оси, а второе и третье зеркала - выше оптической оси. Выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - повышение качества изображения в пределах углового поля 10° в широком спектральном диапазоне 450-1700 нм объектива без центрального экранирования и повышение технологичности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в космических телескопах.

Известны зеркальные и зеркально-линзовые оптические системы с тремя отражениями, отличающиеся схемным решением, габаритами и степенью коррекции аберраций. Например, объектив, описанный в патенте РФ №2327194, МПК G02B 17/06, опубликованном 27.01.2008, представляющий собой анастигматическую оптическую систему, внеосевую и децентрированную как по апертуре, так и по полевому углу, в которой первый компонент - внеосевой фрагмент зеркального гиперболоида, обращенный вогнутостью к предмету, с положительной оптической силой, близкой к силе всей системы, второй компонент - выпуклый зеркальный сфероид, симметричный относительно оптической оси системы, с отрицательной оптической силой, третий компонент - внеосевой фрагмент зеркального сплюснутого эллипсоида, обращенного вогнутостью к изображению, с положительной оптической силой. При этом все три упомянутых зеркала образованы поверхностями вращения с общей осью. Расстояние между первым и вторым зеркалами меньше фокусного расстояния первого зеркала, а центры отражающих поверхностей всех зеркал расположены в вершинах треугольника, плоскость которого включает общую ось этих зеркал, и с разных сторон относительно этой оси; вершины первого и третьего зеркал совмещены. Апертурная диафрагма расположена на втором зеркале. Наличие в объективе двух внеосевых асферических поверхностей значительно осложняет его сборку, юстировку и контроль. При этом объектив имеет малое угловое поле 2ω=2,3° и невысокое качество изображения.

Также известен объектив, описанный в патенте РФ №2461030, МПК G02B 17/08, опубликованном 10.09.2012, представляющий собой трехзеркальную систему с центрами кривизны всех оптических поверхностей, находящимися на одной общей оси, состоящую из трех последовательно по ходу луча установленных первого - внеосевого вогнутого, второго - внеосевого выпуклого, третьего - внеосоевого вогнутого фрагментов сферических зеркал, двухлинзового корректора аберраций, первая линза которого размещена между первым и вторым зеркалами и выполнена в виде фрагмента одиночного положительного мениска, вторая линза представляет собой линзу Манжена и является третьим зеркалом, апертурная диафрагма объектива расположена на втором зеркале. Данный объектив обладает малым угловым полем 2ω=3,1°.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является зеркально-линзовый объектив в соответствии с публикацией А.А. Токарева «Длиннофокусные объективы с эксцентрично расположенным полем изображения» // Известия вузов, серия «Приборостроение», том XXXI, 1988 г., №7, с.74-79. Он представляет собой трехзеркальную систему с центрами кривизны всех оптических поверхностей, находящимися на одной общей оси, состоящую из трех последовательно по ходу луча установленных первого - внеосевого вогнутого, второго - внеосевого выпуклого, третьего - внеосевого вогнутого фрагментов сферических зеркал, двухлинзового корректора аберраций из одной марки оптического стекла, размещенного между первым и вторым зеркалами, и апертурной диафрагмы, совпадающей с оправой одной из линз корректора. Первое и третье зеркала имеют положительную оптическую силу и обращены вогнутостью к плоскости предметов, второе имеет отрицательную оптическую силу, а линзовый корректор состоит из двух отрицательных менисков, обращенных вогнутой поверхностью к плоскости предметов. В данном объективе светосила в видимом и инфракрасном каналах одинакова. Однако, вследствие того что отношение сигнал/шум изменяется для оптико-электронных преобразователей пропорционально квадрату апертурного угла, а чувствительность приемников в инфракрасном диапазоне значительно ниже чувствительности приемников видимого диапазона, для получения одинаковых значений сигнал/шум светосила инфракрасного канала должна быть в 4-6 раза больше светосилы видимого канала.

Задачей данного изобретения является создание двухканального зеркально-линзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - создание двухканального зеркально-линзового объектива без центрального экранирования с повышенным качеством изображения в пределах углового поля 10° в широком спектральном диапазоне 450-1700 нм и повышенной технологичностью.

Это достигается тем, что зеркально-линзовый объектив, состоящий из последовательно установленных по ходу луча первого зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента вогнутого гиперболического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, линзового компенсатора аберраций, одна из линз которого - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к первому зеркалу, второго зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента сферического выпуклого отрицательного зеркала, обращенного выпуклостью к линзовому компенсатору аберраций, третьего зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, причем центры кривизны всех оптических поверхностей расположены на одной общей оси, при этом в меридиональном сечении объектива первое зеркало расположено ниже оптической оси, а второе и третье зеркала - выше оптической оси, в отличие от известного, линзовый компенсатор аберраций состоит из трех линз, первая из которых - плосковыпуклая, обращенная плоскостью к первому зеркалу, вторая - двояковыпуклая, а третья - отрицательный мениск, причем на первую поверхность первой линзы линзового компенсатора аберраций нанесено спектроделительное покрытие, пропускающее излучение в спектральном диапазоне 450-1000 нм видимого канала и отражающее в спектральном диапазоне 1500-1700 нм инфракрасного канала, кроме того, объектив дополнен линзовым компенсатором аберраций инфракрасного канала, установленным в ходе лучей, отраженных от первой поверхности линзового компенсатора аберраций видимого канала, линзовый компенсатор аберраций инфракрасного канала состоит из трех линз, выполненных в виде внеосевых фрагментов осесимметричных линз, в меридиональном сечении объектива расположенных выше оптической оси, причем первая линза - двояковыпуклая, вторая линза - двояковогнутая, третья линза - двояковыпуклая, апернутная диафрагма видимого канала расположена на первой по ходу луча поверхности двояковыпуклой линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала, а апертурная диафрагма инфракрасного канала расположена на плоской поверхности плосковыпуклой линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала, при этом в объективе выполняются следующие соотношения:

0,06≤|φ1ВДВД|≤0,15; 1,75≤|φ1ИКИК|≤1,85;
0,9≤|φ2ВДВД|≤1,2; 2,5≤|φ2ИКИК|≤2,6;
0,7≤|φ3ВДВД|≤0,8; 1,55≤|φ3ИКИК|≤1,7;
0,65≤n2ВД/n1ВД≤0,9; 0,87≤n2ИК/n1ИК≤0,9;
1,05≤n3ВД/n1ВД≤1,1; 0,8≤n3ИК/n1ИК≤0,82;
1,68≤ν2ВД1ВД≤1,8; 0,93≤ν2ИК1ИК≤0,98;
0,95≤ν3ВД1ВД≤0,9; 1,8≤ν3ИК1ИК≤1,85;

где

- φ1ВД, φ2ВД, φ3ВД - оптические силы первой, второй и третьей линз линзового компенсатора аберраций видимого канала;

- φВД - оптическая сила объектива видимого канала;

- φИК - оптическая сила объектива инфракрасного канала;

- n1ВД, n2ВД, n3ВД - показатели преломления первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала;

- ν1ВД, ν2ВД, ν3ВД - коэффициенты дисперсии первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала;

- φ1ИК, φ2ИК, φ3ИК - оптические силы первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала;

- n1ИК, n2ИК, n3ИК - показатели преломления первой, второй и третьей линзы инфракрасного канала;

- ν1ИК, ν2ИК, ν3ИК - коэффициенты дисперсии первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала.

Кроме того, перед плоскостью изображения видимого канала может быть установлена плоскопараллельная пластина, толщина dВД и показатель преломления nВД которой удовлетворяют неравенству

,

где f 0 В Д ' - фокусное расстояние объектива видимого канала.

А перед плоскостью изображения инфракрасного канала может быть установлена плоскопараллельная пластина, толщина dИК и показатель преломления nИК которой удовлетворяют неравенству

,

где f 0 И К ' - фокусное расстояние объектива инфракрасного канала.

На фиг.1 представлена принципиальная схема двухканального зеркально-линзового объектива, на фиг.2 - полихроматическая модуляционная передаточная функция МПФ видимого канала, на фиг.3 - полихроматическая МПФ инфракрасного канала.

Двухканальный зеркально-линзовый объектив (фиг.1) состоит из двух каналов. Видимый канал состоит из последовательно, по ходу луча установленных первого зеркала 1, линзового компенсатора аберраций видимого канала, выполненного из трех одиночных осесимметричных линз, первая из которых - линза 2, вторая - линза 3 и третья - линза 4, второго зеркала 5, третьего зеркала 6 и апертурной диафрагмы 7. Первое зеркало 1 выполнено в виде внеосевого фрагмента вогнутого гиперболического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов и расположенного в меридиональном сечении объектива ниже оптической оси. Линза 2 линзового компенсатора аберраций видимого канала выполнена в виде одиночной осесимметричной плосковыпуклой линзы, имеющей оптическую силу 0,06-0,15 от оптической силы объектива видимого канала, плоской поверхностью обращенной к первому зеркалу 1. На плоскую поверхность линзы 2 нанесено спектроделительное покрытие, пропускающее излучение в спектральном диапазоне 450-1000 нм и отражающее излучение в спектральном диапазоне 1500-1700 нм. Линза 3 линзового компенсатора аберраций видимого канала выполнена в виде одиночной осесимметричной двояковыпуклой линзы, имеющей оптическую силу 0,9-1,2 от оптической силы объектива видимого канала. Линза 4 выполнена в виде одиночного осесимметричного отрицательного мениска, имеющего оптическую силу 0,7-0,8 от оптической силы объектива видимого канала и обращенного выпуклой поверхностью к первому зеркалу 1. Показатель преломления линзы 3 линзового компенсатора аберраций видимого канала в 0,65…0,9 раза больше, а коэффициент дисперсии в 1,68…1,8 раза больше, чем у линзы 2 линзового компенсатора аберраций видимого канала, показатель преломления линзы 4 линзового компенсатора аберраций видимого канала в 1,05…1,1 раза больше, а коэффициент дисперсии в 0,95…1,0 раза больше, чем у линзы 2 линзового компенсатора аберраций видимого канала. Второе зеркало 5 выполнено в виде внеосевого фрагмента выпуклого сферического отрицательного зеркала, обращено выпуклостью к первому зеркалу 1 и расположено в меридиональном сечении объектива выше оптической оси. Третье зеркало 6 выполнено в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического положительного зеркала, обращено вогнутой поверхностью к плоскости предметов и расположено в меридиональном сечении объектива выше оптической оси. Инфракрасный канал состоит из последовательно по ходу луча установленных первого зеркала 1, плоского зеркала, выполненного в виде первой по ходу луча поверхности первой линзы 2 линзового компенсатора аберраций ВД канала с нанесенным на нее спектроделительным покрытием, отражающим излучение в спектральном диапазоне 1500-1700 нм, и линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала, выполненного из трех одиночных осесимметричных линз. Первая линза линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала выполнена в виде двояковыпуклой линзы 9, вторая линза выполнена в виде двояковогнутой линзы 10, третья линза выполнена в виде двояковыпуклой линзы 11, причем части линз линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала, расположенные в меридиональном сечении объектива инфракрасного канала ниже и чуть выше оптической оси, удалены, и таким образом образуются внеосевые сегментные линзы. Первое зеркало 1 является общим для двух каналов. Первая линза линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала выполнена в виде двояковыпуклой линзы 9, имеющей оптическую силу 1,75-1,85 от оптической силы объектива инфракрасного канала. Вторая линза линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала выполнена в виде двояковогнутой линзы 10, имеющей оптическую силу 2,5-2,6 от оптической силы всего объектива. Третья линза линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала выполнена в виде двояковыпуклой линзы 11, имеющей оптическую силу 1,55-1,7 от оптической силы объектива инфракрасного канала. Показатель преломления линзы 10 линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала в 0,87…0,9 раза больше, а коэффициент дисперсии в 0,93…0,98 раза больше, чем у линзы 9 линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала, показатель преломления линзы 11 линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала в 0,8…0,82 раза больше, а коэффициент дисперсии в 1,8…1,85 раза больше, чем у линзы 9 линзового компенсатора аберраций объектива инфракрасного канала. Центры кривизны всех оптических поверхностей лежат на одной общей оси. Апертурная диафрагма 7 видимого канала располагается на первой по ходу луча поверхности линзы 3 линзового компенсатора аберраций видимого канала. Апертурная диафрагма 12 инфракрасного канала располагается на первой по ходу луча поверхности линзы 2 линзового компенсатора аберраций видимого канала. Также в объективе перед плоскостями изображений могут быть установлены плоскопараллельная пластина 8 в видимом канале и плоскопараллельная пластина 13 в инфракрасном канале, толщины dВД и dИК и показатели преломления nВД и nИК которых удовлетворяют неравенствам

,

где f 0 В Д ' - фокусное расстояние объектива видимого канала.

,

где f 0 И К ' - фокусное расстояние объектива инфракрасного канала.

Включение плоскопараллельных пластин 8 и 13 в оптическую схему объектива обусловлено необходимостью учета защитного стекла приемника излучения при расчете объектива.

Объектив работает следующим образом. Свет от источника излучения попадает на первое зеркало 1, затем, отразившись от него, попадает на первую поверхность линзы 2, на которую нанесено спектроделительное покрытие. На этой поверхности происходит разделение излучения по спектральным диапазонам. Излучение со спектральным диапазоном 450-1000 нм проходит последовательно через линзу 2, линзу 3 и линзу 4, отражается на втором зеркале 5 и третьем зеркале 6, проходит через плоскопараллельную пластину 8 и фокусируется в плоскости изображения видимого канала. Излучение со спектральным диапазоном 1500-1700 нм отражается от первой поверхности линзы 2, проходит последовательно через линзу 9, линзу 10, линзу 11, через плоскопараллельную пластину 13 и фокусируется в плоскости изображения инфракрасного канала.

В соответствии с предложенным техническим решением рассчитан объектив, конструктивные параметры которого приведены в таблице 1.

Таблица 1
Видимый канал Инфракрасный канал
Радиус, мм Толщина, мм Показатель преломления Радиус, мм Толщина, мм Показатель преломления
r1=-3004,3 1,0 r1=-3004,3 1,0
d1=-525,5 -1,0 d1=-525,5 -1,0
r2=∞ r2=∞
d2=-16,0 N-SK2 d2=325,71 1,0
r3=10014,0 r3=1091,47
d3=60,0 S-LAH59
d3=-3,2 -1,0 r4=-566,08
r4=-563,3 d4=2,08 1,0
d4=-12,0 S-FPL53 r5=-442,468
r5=4794,33 d5=21,0 N-KZFS4
d5=-13,0 -1,0 r6=382,736
r6=-2357,528 d6=18,12 1,0
d6=-13,0 N-LAK14 r7=371,514
r7=-781,49 d7=76,0 N-FK51A
d7=-183,07 -1,0 r8=-758,33
r8=-929,6 d8=258,22 1,0
d8=401,1 1,0 r9=∞
r9=-1100,8 d9=5,0 К8
r10=∞
d9=-581,1 -1,0 d10=10,0 1,0
r10=∞
d10=-5,0 К8
r11=∞
d11=-10,0 -1,0

Объектив имеет характеристики, указанные в таблице 2.

Таблица 2
Видимый канал Инфракрасный канал
Фокусное расстояние, мм 1260 878
Относительное отверстие 1:9,5 1:4
Угловое поле в меридиональном направлении ωy0=9,0°, ωymax=11,2° ωy0=9,0°, ωymax=10,9°
Угловое поле в сагиттальном направлении x=10° x=10°

Объектив имеет аберрации, указанные в таблице 3.

Таблица 3
Видимый канал Инфракрасный канал
Длина волны, нм 656,3 1620
Поперечная сферическая аберрация широких наклонных пучков в пределах всего углового поля не более, мм 0,02 0,08
Меридиональный астигматический отрезок не более, мм 0,165 0,087
Сагиттальный астигматический отрезок не более, мм 0,1 0,3
Дисторсия не более, % 0,2 0,1
Хроматизм положения в спектральном диапазоне (0,45÷1,0) мкм 0,04 -
Хроматизм положения в спектральном диапазоне (1,5÷1,7) мкм - 0,02

Таким образом, создан двухканальный зеркально-линзовый объектив без центрального экранирования, имеющий относительное отверстие 1:9,5 в видимом канале и 1:4 в инфракрасном канале, имеющий хорошее качество изображения в пределах углового поля 10° в широком спектральном диапазоне 450-1000 нм и 1500-1700 нм, в котором центрального экранирования удается избежать за счет использования эксцентричного поля изображения, внеосевых фрагментов осесимметричных зеркал и специального расположения апертурных диафрагм.

1. Двухканальный зеркально-линзовый объектив, состоящий из последовательно установленных по ходу луча первого зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента вогнутого гиперболического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, линзового компенсатора аберраций, одна из линз которого - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к первому зеркалу, второго зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента сферического выпуклого отрицательного зеркала, обращенного выпуклостью к линзовому компенсатору аберраций, третьего зеркала, выполненного в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического положительного зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, причем центры кривизны всех оптических поверхностей расположены на одной общей оси, при этом в меридиональном сечении объектива первое зеркало расположено ниже оптической оси, а второе и третье зеркала - выше оптической оси, отличающийся тем, что линзовый компенсатор аберраций состоит из трех линз, первая из которых плосковыпуклая, обращенная плоскостью к первому зеркалу, вторая - двояковыпуклая, а третья - отрицательный мениск, причем на первую поверхность первой линзы линзового компенсатора аберраций нанесено спектроделительное покрытие, пропускающее излучение в спектральном диапазоне видимого канала 450-1000 нм и отражающее в спектральном диапазоне инфракрасного канала 1500-1700 нм, кроме того, объектив дополнен линзовым компенсатором аберраций инфракрасного канала, установленным в ходе лучей, отраженных от первой поверхности линзового компенсатора аберраций видимого канала, линзовый компенсатор аберраций инфракрасного канала состоит из трех линз, выполненных в виде внеосевых фрагментов осесимметричных линз, в меридиональном сечении объектива расположенных выше оптической оси, причем первая линза - двояковыпуклая, вторая линза - двояковогнутая, третья линза - двояковыпуклая, апертурная диафрагма видимого канала расположена на первой по ходу луча поверхности двояковыпуклой линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала, а апертурная диафрагма инфракрасного канала расположена на плоской поверхности плосковыпуклой линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала, при этом в объективе выполняются следующие соотношения:

0,06≤|φ1ВДВД|≤0,15; 1,75≤|φ1ИКИК|≤1,85;
0,9≤|φ2ВДВД|≤1,2; 2,5≤|φ2ИКИК|≤2,6;
0,7≤|φ3ВДВД|≤0,8; 1,55≤|φ3ИКИК|≤1,7;
0,65≤n2ВД/n1ВД≤0,9; 0,87≤n2ИК/n1ИК≤0,9;
1,05≤n3ВД/n1ВД≤1,1; 0,8≤n3ИК/n1ИК≤0,82;
1,68≤ν2ВД1ВД≤1,8; 0,93≤ν2ИК1ИК≤0,98;
0,95≤ν3ВД1ВД≤1,0; 1,8≤ν3ИК1ИК≤1,85;

где
- φ1ВД, φ2ВД, φ3ВД - оптические силы первой, второй и третьей линз линзового компенсатора аберраций видимого канала;
- φВД - оптическая сила объектива видимого канала;
- φИК - оптическая сила объектива инфракрасного канала;
- n1ВД, n2ВД, n3ВД - показатели преломления первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала;
- ν1ВД, ν2ВД, ν3ВД - коэффициенты дисперсии первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций видимого канала;
- φ1ИК, φ2ИК, φ3ИК - оптические силы первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала;
- n1ИК, n2ИК, n3ИК - показатели преломления первой, второй и третьей линзы инфракрасного канала;
- ν1ИК, ν2ИК, ν3ИК - коэффициенты дисперсии первой, второй и третьей линзы линзового компенсатора аберраций инфракрасного канала.

2. Двухканальный зеркально-линзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что перед плоскостью изображения видимого канала установлена плоскопараллельная пластина, толщина dВД и показатель преломления nВД которой удовлетворяют неравенству
,
где f 0 В Д ' - фокусное расстояние объектива видимого канала.

3. Двухканальный зеркально-линзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что перед плоскостью изображения инфракрасного канала установлена плоскопараллельная пластина, толщина dИК и показатель преломления nИК которой удовлетворяют неравенству
,
где f 0 И К ' - фокусное расстояние объектива инфракрасного канала.



 

Похожие патенты:

Объектив может быть использован в космических телескопах. Объектив содержит первое зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, линзовый корректор аберраций, выполненный в виде трех одиночных осесимметричных линз из разных оптических материалов: двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, второе зеркало в виде внеосевого фрагмента выпуклого зеркала, обращенного выпуклостью к линзовому корректору аберраций, третье зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого сферического зеркала, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, и апертурную диафрагму, совпадающую с оправой первой поверхности второй линзы корректора аберраций.

Объектив может использоваться для работы в видимом и ближнем ИК-диапазоне длин волн. Объектив коллиматора содержит первичное зеркало, на первую по ходу лучей поверхность которого нанесено зеркальное покрытие, вторичное зеркало с зеркальным покрытием на кольцевой периферийной части, причем отражающие поверхности зеркал обращены друг к другу, двухлинзовый оптический элемент, установленный за первичным зеркалом со стороны пространства изображений и состоящий по ходу лучей из одиночной отрицательной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству изображений, и одиночной двояковыпуклой линзы.

Изобретение относится к формирующей изображение оптической системе, датчику для проверки ценных документов с такой оптической системой и к способу отображения точки предмета.

Оптический элемент (2) для коллимирования света из источника (3) света выполнен из единого куска материала и содержит: впускную сторону (5), выполненную с возможностью приема света, выпускную сторону (6), выполненную с возможностью обеспечения излучения коллимированного света, и тело элемента, продолжающееся от впускной стороны (5) до выпускной стороны (6).

Система может быть использована при исследовании свойств газовых сред, в том числе, с химическими реакциями, в малых объемах, методами спектроскопии рассеяния или поглощения света.

Зеркально-линзовый объектив состоит по ходу луча из плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, на центральную часть плоской поверхности которой нанесено зеркальное покрытие, зеркала Манжена, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, в центре которого выполнено отверстие, и положительного склеенного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов.

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам коллиматора, работающим в среднем ИК-диапазоне длин волн (для спектрального диапазона от 3 до 5 мкм), и может быть использовано в тепловизионных коллиматорах или в приемных тепловизионных объективах (в обратном ходе лучей) в различных приборах.

Способ может быть использован для наблюдения Земли из космоса с использованием матричной телевизионной системы для измерения ориентации визирной оси телекамеры по изображению горизонта Земли с помощью построения местной вертикали.

Объектив может быть использован для визуального наблюдения, фото и видео регистрации. Объектив содержит расположенные по ходу лучей четыре компонента: главное зеркало, вторичное зеркало с внутренним отражением, расположенный вблизи плоскости промежуточного изображения третий компонент и оборачивающую систему, состоящую из двух линз, одна из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутой стороной ко второй двояковыпуклой линзе.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и касается зеркального автоколлимационного спектрометра. Спектрометр состоит из входной щели, объектива и плоской отражательной дифракционной решетки. Входная щель расположена в фокальной плоскости объектива и смещена относительно его оптической оси. Объектив состоит из трех зеркал. Первое зеркало выполнено внеосевым в виде эллипсоида с положительной оптической силой, в 1,5-2,5 раза большей, чем у третьего зеркала. Второе зеркало выполнено сферическим с отрицательной оптической силой, в 2,5-3,5 раза большей, чем у третьего зеркала. Третье зеркало выполнено в виде внеосевого гиперболического фрагмента с положительной оптической силой, близкой к силе всего объектива. Расстояния между первым, вторым и третьим зеркалами в 1,5…2 раза меньше фокусного расстояния всего объектива. Оптические оси зеркал совмещены с оптической осью объектива. Перед плоскостью изображения расположена плоскопараллельная пластина с показателем преломления 1,4-1,6 и толщиной 0,005-0,02 от фокусного расстояния объектива. Дифракционная решетка выполнена с углом блеска, рассчитанным для спектра первого порядка. Технический результат заключается в повышении качества и однородности изображения. 3 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах на основе охлаждаемых матричных приемников излучения. Объектив состоит из расположенных по ходу лучей первого компонента, содержащего два асферических зеркала, из которых первое имеет центральное отверстие и выполнено вогнутым, а второе - выпуклым, и второго компонента, содержащего первую отрицательную, вторую положительную и третью отрицательную выпукло-вогнутые линзы, при этом оптическая сила второго компонента в целом - положительная. Между первым и вторым компонентами формируется промежуточное изображение. Выходной зрачок расположен между вторым компонентом и плоскостью изображения. Технический результат - повышение качества изображения путем повышения разрешающей способности за счет увеличения относительного отверстия, а также путем улучшения освещенности и контраста изображения за счет оптимального сопряжения объектива с охлаждаемым матричным приемником излучения. 1 ил., 3 табл.

Изобретение может использоваться в оптических системах, работающих в широком спектральном диапазоне. Зеркально-линзовый объектив содержит на входе афокальный компенсатор с близкой к нулю оптической силой, состоящий из обращенного вогнутостью к предмету отрицательного мениска и положительной линзы, выполненных из одного материала, а на выходе - второй отрицательный двухлинзовый компенсатор, содержащий обращенный вогнутостью к изображению отрицательный мениск, являющийся выходным элементом объектива, и расположенный перед ним мениск, выпуклость которого обращена к выпуклости выходного мениска. Оба мениска изготовлены из того же материала, что и линзы первого компенсатора. Между компенсаторами расположены последовательно по ходу распространения лучей два зеркала, первое из которых выполнено вогнутым с отверстием в центральной части, а второе - выпуклым. Технический результат - расширение спектрального диапазона за счет уменьшения вторичного спектра при сохранении дифракционного качества изображения по всему полю изображения. 3 ил.
Наверх