Зеркально-линзовый объектив

 

О П И С А Н И Е (и)822129

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сеюв Севетсиик

Социалистических

Реслтубими

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18,06.79 (2l ) 2781444/18 10 с присоединением заявки Рй{23) Приорнтет .—

3 (53)M. Кл.

Cj 02 В 17/08

@аудврстаепвй ваатат

СССР ев делаю лааарааааа в аткрютай

Опубликовано 15.04.81. Бюллетень М 14 (53) УДК, 5З5,824..2(088.8) Дата опубликования описания 17 04.81

1 (72) Авторы изобретения

Э. А, Лустберг и Г. А. Горбач (54) ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ

Изобретение относится к зеркальнолинзовым объективам, дающим однократ ное увеличение.

Известны зеркально-линзовые объективы, которые используются для проектирования шкал и сеток. в фотоэлектрических

5 . датчиках углов поворота и датчиках линейных перемещений, работающих в жестких эксплуатационных условиях (1J.

Однако, у данных объективов размеры л.о безаберрационного поля зрения незначительны и относительно большие хромати- ческие аберрации, возможности их применений ограничены, так как они содержат много компонентов, сложны по конструкции, и имеют большие габариты, а. также подвержены разъюстировкам (2J.

В настоящее время при использовании объективов для проектирований шкал при решении некоторых задач необходимо, чтобы разрешающая способность в сагиттальной плоскости (перпендикулярной длйне штриха) была не хуже 100 линlмм, а в меридиональной плоскости допускается до

50 лин/мм при рабочей длине волны

1,мкм Hà поле 5х5 мм . Расстояние ме2 жду предметом н изображением .должно быть порядка 10 мм, а габариты системы не превышали 35 мм.

Наиболее близким к предложенному является зеркально-линзовый объектив, содержащий две плоскопараллельные пластины, плоско-выпуклую линзу и мениск, на выпуклую поверхность которого нанесен отражающий слой. Объектив прост по конструкции, обеспечивает разрешающую способность около 40 лин/мм для рабочей длины волны 1 мкм на поле зрения 48 мм (З .

Однако при расстоянии 5-10 мм между предметом и изображением длина такого объектива вдоль оптической оси составляет 55-100 мм, что ограничивает его использование в фотоэлектрических датчиках углов.

Цель изобретения — увеличение расстояния между предметом и иэображением, з 82 уЛучшение качества иэображения и расширение поля зрения.

Эта цель достигается тем, что зеркально-линзовый объектив, содержащий плосковыпуклу10 линзу и мениск, йа выпуклую поверхность которого нанесен отражающий слсф, снабжен расположенным между выпуклой поверхностью линзы и вогнутой поверхностью мениска дополнительным зеркалом, выполненным с радиусом кривизны . в 2-2,5 раза меньшим радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска.

11лоскопараллельные пластины выпол нены иэ материала с показателем преломления в 1,3-1,5 раза большим, чем у материала плоско-выпуклой линзы.

На фиг. 1 изображена: оптическая схема объективами на фиг. 2 — вариант оптической схемы объектива.

Зеркально-линзовый объектив (фиг.1) включает ь себя две плоскопараллельные . пластины 1,2, плоско-выпуклую линзу 3, мениск 4, зеркальный слой 5 и зеркало

6. Слой 5 нанесен на всю площадь выпуклой поверхности мениска 4, а зеркало 6 г расположено между плоско-выпуклой линзой 3 и мениском 4, перекрывая центральную зону, и имеет форму прямоугольника.

Толщиаа мениска 4 по оси выбрана в пределах 1/3-2/3 радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска 4. Показатель преломления материала мениска 4 выбран . больше или равным показателя преломления материала плоско-выпуклой линзы 3.

Зеркало 6 выполнено с радиусом кривизны в 2-2,5 раза меньше радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска 4, а площадь зеркала 6 составляет 1/3 плошади вогнутой поверхности мениска 4. Размеры зеркала 6 определяют числовую апертуру объектива. Так как зеркало 6 имеет фор. му прямоугольника, то апертура объектива . в меридиональном сагнттальном сечениях различна. В связи с этим разрешающая способность объектива в двух .направлениях также различна. Мениск 4 обращен к плоскости предмета и изображению вогнутой поверхностью.

Устройство работает следующим образом.

Лучи (фиг. 1) исходящие из точки предмета О, проходят через плоскопараллельную пластину 1, плоско-выпуклую линзу 3, мениск 4, отражаются от зер . кального слоя 5, проходят мениск 4 в обратном направлении и попадают на зеркало 6, отражаются or него, вновь проходят мениск 4 и вторично отражаются or слоя 5. Затем, пройдя мениск 4, плоско1

2129

Формула изобретения

1. Зеркально-линзовый объектив, содержащий две плоскопараллельные пластины, плоско-выпуклую линзу и мениск, на выпуклую поверхность которого нанесен отражающий слой, о т л и ч а ю щ и й35 с я ем ч о. с IIeabIo уве ичен я расстояния между предметом и изображением, улучшения качества изображения и расширения поля зрения, он снабжен расположенными междувынуклой поверхностью линзы

40 и вогнутой поверхностью мениска дополнительным зеркалом, выполненным с радиусом кривизны в 2-2,5 раза меньшим радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска.

2. Обьективпоп. 1,отличаю— щ. и и G я тем что плоскопараллельные. пластины выполнены из материала с показателем преломления в 1,3-1,5 раза больше, чем у материала плоско-выпуклой линзы.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции ¹ 2278089, кл. Cj 02 В 17/08, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

55 № 439778, кл. q 02 В 17/08, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 325544, кл. С 02 В 17/08, 1972 (прототип) .

4 выпуклую линзу 3 и плоскопараллельную пластину 2, лучи собираются в точке изображения а. (Расчеты одного из вариантов объектива показывают, что поперечные размеры .пятна рассеяния в меридиональном tg б и сагиттальном $g 8 g сечениях в точках поля, удаленных от оси на 2-7 мм. со,— ставляют соответственно 0,004 и 0,002мм,, 10 В зеркально-линзовом объективе (фиг. 2) плоскопараллельные пластинки могут быть заменены двумя прямоугольными призмами 7,8 с сохранением оптической длины хода луча. В этом случае

I5 плоскости предмета и изображения разнесены в пространстве, сохраняя параллельность. apyr другу

Таким образом, зеркально-линзовый объектив при. малых габаритах (максиу0 мальный размер 35 мм) на поле 5х5мм

2 обеспечивает разрешающую способность в сагиттальном сечении не хуже 100 лин /

/мм, а в мерициональной сечении не хуже 50 лин/мм, и по этим параметрам

25 превосходит известные типы объективов.

" 822120

Составитель М, Лебедеа

Редактор М. Хома . Техрей А.Савка Ксрректор Н. Швыдкая

Закаэ 1849/72 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открыткой

113035, Москва, ЖЗВ, Раулсиаи иаб„л. 4/3

Филиал ППП Патент., г. Ужгесоа, ул., Пвоеитлаа, 4