close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9631

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 9631
(13) C1
(19)
(46) 2007.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
(21) Номер заявки: a 20050109
(22) 2005.02.04
(43) 2006.09.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Кунделева Наталия Ефимовна; Анохина Людмила Васильевна (BY)
BY 9631 C1 2007.08.30
G 02B 17/08
G 02B 13/16
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Пеленг" (BY)
(56) RU 2047201 C1, 1995.
SU 934432, 1982.
JP 5648609 A, 1981.
(57)
1. Оптическая система, включающая зеркально-линзовый объектив, содержащий расположенные по ходу луча положительную линзу, зеркало Манжена, вторичное сферическое зеркало, совмещенное со второй поверхностью положительной линзы, и линзовый
компенсатор из четырех компонентов, первый и третий компоненты которого отрицательные, а второй и четвертый - положительные, при этом первый компонент выполнен в
виде мениска, а второй - в виде двояковыпуклой линзы, отличающаяся тем, что содержит установленный на оптической оси зеркально-линзового объектива в центральном отверстии положительной линзы встроенный четырехкомпонентный объектив, первый
компонент которого выполнен в виде отрицательной линзы, склеенной из двояковогнутой
линзы и положительного мениска, второй компонент выполнен в виде положительного
мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, третий компонент выполнен в виде отрицательной линзы, склеенной из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, причем
расстояние между первым и вторым компонентами встроенного объектива составляет не
менее 0,27 его фокусного расстояния, а расстояние между его третьим и четвертым компонентами - не менее 0,09 фокусного расстояния встроенного объектива, первый компонент
Фиг. 1
BY 9631 C1 2007.08.30
компенсатора обращен вогнутой поверхностью к пространству изображений, его третий и
четвертый компоненты выполнены в виде плоско-вогнутой и плосковыпуклой линз, соответственно, и с суммарной оптической силой не более 0,0005 мм-1, а фокусные расстояния
его первого и второго компонентов составляют -0.9 и 0,34 фокусного расстояния зеркально-линзового объектива соответственно.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что четвертый компонент компенсатора выполнен с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси.
Изобретение относится к оптическим системам и может использоваться в оптических
приборах, работающих с ПЗС-матрицей, например, для приема энергии.
Известна оптическая система из зеркально-линзового объектива [1], содержащая расположенные по ходу луча линзовый компонент в виде одиночной положительной линзы,
зеркало Манжена, вторичное зеркало, совмещенное со второй поверхностью линзового
компонента, и линзовый компенсатор, выполненный из одиночных отрицательной и положительной линз, и мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов и склеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз.
Наиболее близкой к изобретению является оптическая система [2] из зеркальнолинзового объектива, содержащего расположенные по ходу луча положительную линзу,
зеркало Манжена, вторичное сферическое зеркало, совмещенное со второй поверхностью
положительной линзы, и компенсатор, включающий отрицательный мениск, обращенный
вогнутой поверхностью к пространству предметов, положительную линзу, отрицательный
мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, и двояковыпуклую линзу.
Указанные оптические системы не позволяют получить угол поля зрения более 6°,
эффективное относительное отверстие более 1:2.5 при центральном экранировании, не
превышающем 40 % от площади входного зрачка, и одновременно высокое качество изображения, позволяющее обеспечить прием энергии на матричную структуру приемника.
Задачей данного изобретения является создание оптической системы, обеспечивающей два поля зрения и увеличение относительного отверстия при одновременном сохранении высокого качества изображения.
Оптическая система включает зеркально-линзовый объектив, содержащий расположенные по ходу луча положительную линзу, зеркало Манжена, вторичное сферическое
зеркало, совмещенное со второй поверхностью положительной линзы, и линзовый компенсатор из четырех компонентов, первый и третий компоненты которого отрицательные,
а второй и четвертый - положительные, при этом первый компонент выполнен в виде мениска, а второй - в виде двояковыпуклой линзы, в отличие от прототипа, содержит установленный на оптической оси зеркально-линзового объектива в центральном отверстии
положительной линзы встроенный четырехкомпонентный объектив, первый компонент
которого выполнен в виде отрицательной линзы, склеенной из двояковогнутой линзы и
положительного мениска, второй компонент выполнен в виде положительного мениска,
обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, третий компонент выполнен в виде отрицательной линзы, склеенной из двояковогнутой и двояковыпуклой
линз, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, причем расстояние
между первым и вторым компонентами встроенного объектива составляет не менее 0.27
его фокусного расстояния, а расстояние между третьим и четвертым компонентами - не
менее 0.09 фокусного расстояния встроенного объектива, первый компонент компенсатора обращен вогнутой поверхностью к пространству изображений, его третий и четвертый
компоненты выполнены в виде плоско-вогнутой и плоско-выпуклой линз, соответственно,
и с суммарной оптической силой не более 0.0005 мм-1, а фокусные расстояния его первого
2
BY 9631 C1 2007.08.30
и второго компонентов составляют -0.9 и 0.34 фокусного расстояния зеркально-линзового
объектива соответственно.
В частности, четвертый компонент компенсатора выполнен с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси.
Размещение в центральной части положительной линзы встроенного объектива обеспечило получение второго поля зрения 2W = 12° при работе этого объектива совместно с
линзовым компенсатором зеркально-линзового объектива.
Конструкция первого компонента встроенного объектива в виде отрицательной двусклеенной линзы, состоящей из двояковогнутой линзы и положительного мениска, позволяет исправить сферическую аберрацию.
Конструкция второго компонента в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, третьего компонента, выполненного в
виде отрицательной двусклеенной линзы, состоящей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и четвертого компонента в виде двояковыпуклой линзы позволяет исправить
полевые аберрации широких наклонных пучков.
Выбор расстояния между первым и вторым компонентами объектива не менее 0.27
фокусного расстояния встроенного объектива, а между третьим и четвертым компонентами объектива не менее 0.09 его фокусного расстояния позволил исправить кому и сферическую аберрацию.
В результате встроенный объектив совместно с линзовым компенсатором зеркальнолинзового объектива обеспечивает качество изображения, позволяющее получить концентрацию энергии в диаметре кружка 0.025 мм не менее 91 % для точки на оси и не менее
86 % для края поля зрения 2W = 12°.
Конструкция зеркально-линзового объектива, содержащая расположенные по ходу
луча положительную линзу, зеркало Манжена, вторичное сферическое зеркало, совмещенное со второй поверхностью положительной линзы, и линзовый компенсатор из четырех компонентов, первый отрицательный компонент которого выполнен в виде мениска,
обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй компонент
компенсатора выполнен в виде двояковыпуклой линзы, третий компонент компенсатора
отрицателен и выполнен в виде плоско-вогнутой линзы, четвертый компонент компенсатора выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, причем фокусное расстояние отрицательного мениска компенсатора составляет - 0.9 фокусного расстояния зеркально-линзового
объектива, фокусное расстояние двояковыпуклой линзы компенсатора составляет 0.34
фокусного расстояния зеркально-линзового объектива, что позволяет увеличить эффективное относительное отверстие зеркально-линзового объектива до 1:2.3 при центральном
экранировании, не превышающем 40 % от площади входного зрачка, и обеспечивает высокое качество изображения, позволяющее получить концентрацию энергии в диаметре
кружка 0.025 мм не менее 95 % для точки на оси и не менее 94 % для края поля зрения
2W = 2°.
Суммарная оптическая сила третьего и четвертого компонентов компенсатора не превышает 0.0005 мм-1, что позволяет использовать эти компоненты для стабилизации изображения при амплитуде колебаний в пределах ±2.5 мрад, при этом четвертый компонент
линзового компенсатора установлен с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси.
На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемой оптической системы.
На фиг. 2 приведены конструктивные параметры предлагаемой оптической системы,
где R - радиусы кривизны поверхностей линз, D - расстояния между поверхностями линз,
ne - показатель преломления стекол линз для линии е (λ = 546 нм), ν - число Аббе для линии е.
На фиг. 3 приведены конструктивные параметры встроенного объектива.
Оптическая система (фиг. 1) содержит расположенные по ходу луча положительную
линзу 1, выполненную двояковыпуклой, зеркало Манжена 2, вторичное сферическое зер3
BY 9631 C1 2007.08.30
кало, совмещенное со второй поверхностью положительной линзы 1, линзовый компенсатор 3 из четырех компонентов, встроенный объектив 4. Линзовый компенсатор 3 состоит
из одиночных линз 5, 6, 8, 9 и светофильтров 7 и 10, служащих для выделения рабочей области спектра (790…910) нм. Первый компонент компенсатора представляет собой отрицательный мениск 5, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений,
его фокусное расстояние составляет -0.9 фокусного расстояния зеркально-линзового объектива. Второй компонент компенсатора выполнен в виде двояковыпуклой линзы 6 и имеет фокусное расстояние, составляющее 0.34 фокусного расстояния зеркально-линзового
объектива. Третий компонент компенсатора выполнен в виде плосковогнутой линзы 8,
четвертый компонент компенсатора выполнен в виде плоско-выпуклой линзы 9. Суммарная оптическая сила линз 8 и 9 равна 0.00042 мм-1, что позволяет использовать эти линзы
для стабилизации изображения без ухудшения качества всего объектива при перемещении
линзы 9 перпендикулярно оптической оси.
В отверстии центральной части положительной линзы 1 установлен на оптической оси
зеркально-линзового объектива встроенный объектив 4, первый компонент которого содержит отрицательную двусклеенную линзу 11, состоящую из двояковогнутой линзы и
положительного мениска, второй компонент - положительный мениск 12, обращенный
вогнутой поверхностью к пространству предметов, третий компонент - отрицательная
двусклеенная линза 13, состоящая из двояковогнутой и двояковыпуклых линз, четвертый
компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 14. Расстояние между линзами 11 и 12
составляет не менее 0.27 фокусного расстояния встроенного объектива, а расстояние между линзами 13 и 14 - не менее 0.09 его фокусного расстояния.
Зеркально-линзовый объектив имеет следующие характеристики:
фокусное расстояние
332 мм
эффективный световой диаметр
140 мм
угол поля зрения
2 град.
Встроенный объектив имеет фокусное расстояние 54,3 мм.
Встроенный объектив совместно с линзовым компенсатором имеет следующие характеристики:
фокусное расстояние объектива
44.6 мм
диаметр входного зрачка
8.2 мм
угол поля зрения
12 град.
Оптическая система работает следующим образом: при работе встроенного объектива вся поверхность зеркально-линзового объектива, кроме центральной части, закрывается шторкой, при этом параллельный пучок света с углом поля зрения 2W = 12°
проходит через входной зрачок встроенного объектива 4 и, преломившись через поверхности линз 11, 12, 13 и 14, попадает на линзовый компенсатор 3, после прохождения которого фокусируется в плоскости изображения, где расположена ПЗС-матрица. При
работе зеркально-линзового объектива встроенный объектив 4 закрывается заслонкой,
при этом параллельный пучок лучей с углом поля зрения 2W = 2° проходит положительную линзу 1 и, отразившись от зеркала Манжена 2, попадает на вторичное зеркало, совмещенное со второй поверхностью линзы 1, после отражения от которого попадает на
линзовый компенсатор 3, и после его прохождения фокусируется в той же плоскости
изображения, что и при работе встроенного объектива с компенсатором. Перемещение
линзы 9 компенсатора 3 в направлении, перпендикулярном оптической оси, позволяет
стабилизировать изображение.
Таким образом, предлагаемая оптическая система, состоящая из зеркальнолинзового объектива, в центральном отверстии положительной линзы которого встроен
четырехкомпонентный объектив, обеспечивает два поля зрения, большое эффективное
относительное отверстие зеркально-линзовой части при сохранении высокого качества
изображения по сравнению с прототипом.
4
BY 9631 C1 2007.08.30
Источники информации:
1. A.c. СССР 711519, МПК G 02B 17/08, 1980.
2. Патент RU 2047201, МПК G 02B 17/08, 1995.
R
375
-905.7
-357.3
-586.1
31.12
25.53
83.4
-182.39
0
0
0
40.93
36.64
0
0
0
D
20
110
13
99.3
5
5
5
3
3
5
2
2
3.5
5.0
5.7
nе
1.5183
1.
1.8138
1.
1.8138
1.
1.5183
1.
1.5183
1
1.7462
1
1.6155
1
1.5183
1
ν
63.83
nе
1.6152
1.7462
1
1.7476
1
1.7462
1.6152
1.
1.7476
1
ν
58.09
27.95
25.17
25.17
63.83
63.83
27.95
60.34
63.83
Фиг. 2
R
-31.19
90.57
25.23
-51.4
-25.23
-21.09
73.47
-27.23
550.8
-38.99
D
2
3
15
5
1
2
5
5
5.9
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
50.21
27.95
58.09
50.21
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
97 Кб
Теги
by9631, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа