ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ТЕЛЕСКОП Российский патент 2010 года по МПК G02B23/00 G02B17/08 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при изготовлении новых типов зеркально-линзовых телескопов, изображение в которых имеет вид квадрата или прямоугольника.

Известен зеркально-линзовый телескоп, содержащий вогнутое главное зеркало, второе зеркало, систему линз и приемник изображения (см., например, патент РФ №2115942, МПК G02B 23/00, 23/12 «Космический зеркально-линзовый телескоп», опубл. 20.07.95 в БИ №20).

Недостаток известного способа заключается в том, что для его осуществления необходимо изготавливать сложный по конструкции зеркальный отражатель, имеющий форму параболоида.

Известен также зеркально-линзовый телескоп, содержащий вогнутое главное зеркало, второе зеркало, систему линз и приемник изображения (см., например, патент РФ №2004009, МПК G02B 23/00 «Способ изготовления зеркального телескопа», опубл. 30.11.93 в БИ №43-44).

Известный телескоп отличает несколько более простая конструкция.

Однако известному телескопу свойственны практически те же недостатки, что и рассматриваемому выше.

Задачей изобретения является создание телескопа, более простого по конструкции. Дополнительно решается задача по снижению веса, стоимости системы и упрощению монтажа.

Указанная задача решается за счет того, что в известном зеркально-линзовом телескопе, содержащем вогнутое главное зеркало, второе зеркало, систему линз и приемник изображения, согласно изобретению главное зеркало выполнено в виде симметричной части параболического цилиндра, включающего гребень и фокальную линию, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, на верхних и нижних торцах главного зеркала установлены полки, выполненные из жесткого материала, проходящие по внешним краям направляющих и по ребрам, в области фокальной линии установлена первая выпукло-вогнутая коллимирующая линза, которая имеет вид симметричной части поверхности трубы со стенкой переменного сечения, за первой линзой установлен второй параболический рефлектор, имеющий вид узкой полосы, расположенной в плоскости, проходящей между гребнем и фокальной линией главного зеркала, в центре первой линзы на оси ее симметрии, в области фокуса второго рефлектора установлена вторая выпукло-вогнутая коллимирующая линза, аналогичная первой, но в плане представляющая собой квадрат, на оптической оси второй коллимирующей линзы, проходящей по оси симметрии цилиндра, имеется сквозное отверстие, за которым установлен приемник изображения.

В варианте технического решения между линзой и отверстием установлен канал с непрозрачными стенками, выполненный в виде короба квадратного сечения.

Выполнение главного зеркала в виде симметричной части параболического цилиндра, а второго параболического рефлектора в виде узкой полосы позволяет существенно упростить изготовление отражающей поверхности зеркала.

Наличие параболических направляющих, расположенных вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, дает возможность упростить монтаж телескопа и способствует большей устойчивости и упрочнению конструкции.

Выполнение первой и второй выпукло-вогнутых коллимирующих линз, имеющих вид симметричной части трубы со стенками переменного сечения способствует упрощению технологии их изготовления.

Жесткий каркас, выполненный из ребер, придает конструкции телескопа дополнительную прочность.

Наличие полок, закрывающих верхнюю и нижнюю плоскости зеркала, способствует устранению бликов при рассмотрении объекта.

Наличие канала, выполненного в виде короба квадратного сечения с непрозрачными стенками, позволяет снизить оптические помехи при наблюдении изображения.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлена аксонометрическая конструкция телескопа.

Фиг.2 демонстрирует телескоп при виде сбоку.

На фиг.3 показано сечение коллимирующих линз.

Общие элементы на всех фигурах имеют одинаковое обозначение.

Зеркально-линзовый телескоп с прямоугольным изображением устроен следующим образом. Главное зеркало 1 (фиг.1, 2) выполнено в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень 2 и фокальную линию 3. Фокальная линия 3 проходит по фокусам парабол, полученных сечением параболического цилиндра параллельными плоскостями, перпендикулярными его поверхности. Гребень 2 представляет собой линию, проходящую по вершинам парабол, полученных сечением параболического цилиндра параллельными плоскостями, перпендикулярными его поверхности. Зеркало 1 размещено в параболические направляющие 4, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра. Направляющие представляют собой желоба, изогнутые по параболе. Направляющие 4 заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер 5, соединяющих края направляющих 4. Эти ребра 5 сочленены между собой по верхним и нижним краям фокальной линии 3 ребрами-связками 6. На верхних и нижних торцах главного зеркала установлены полки 7, проходящие по внешним краям направляющих 4 и по ребрам 6, выполненные из жесткого материала и закрывающие зеркало от внешнего воздействия сверху и снизу. Несколько впереди фокусной линии, т.е. ближе к гребню 2, установлена первая коллимирующая линза 8. Первая коллимирующая линза 4 выполнена в виде выпукло-вогнутой, вытянутой вдоль фокальной линии линзы, которая имеет вид симметричной части поверхности трубы со стенкой переменного сечения (фиг.3). За линзой 8 установлен узкий параболический рефлектор 9, имеющий вид узкой полосы, расположенной в плоскости, проходящей между гребнем и фокальной линией. Вогнутой стороной рефлектор 5 повернут к линзе 8 и его фокус расположен в области центральной части линзы 8.

В центральной части линзы 8 на оси ее симметрии установлена выпукло-вогнутая коллимирующая линза 10. Линза 10 практически аналогична линзе 8, но в плане представляет собой квадрат (фиг.3). Линза 10 расположена несколько впереди фокуса рефлектора 9. На оптической оси линзы 10 на оси симметрии цилиндра 1 имеется сквозное отверстие 11. За отверстием 11 на пути следования лучей, прошедших через линзу 10, установлен приемник 12. Телескоп снабжен также устройством юстировки 13 для поворота линзы 8 и 14 для поворота рефлектора 9. Котировочные устройства расположены соосно и имеют подпятник 15.

В варианте технического решения между линзой 10 и отверстием 11 установлен канал 16, выполненный в виде короба квадратного сечения с непрозрачными стенками.

Телескоп установлен на треноге 17 и допускает изменение своей ориентации в вертикальном и горизонтальном направлениях в шарнирах соответственно 18 и 19.

Зеркально-линзовый телескоп с прямоугольным изображением действует следующим образом. Лучи «а» (фиг.1), идущие от объекта наблюдения (не показан), отражаются от зеркальной поверхности 1. Лучи, отраженные от зеркальной поверхности, обозначены буквой «b». Эти лучи расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных зеркальной поверхности 1, и сходятся на фокальной линии 3 этой зеркальной поверхности. Этот сходящийся пучок пропускают через вытянутую вдоль пучка коллимирующую линзу 8, после которой они образуют узкий плоский пучок параллельных лучей «с». Эти лучи попадают на узкий параболоидный рефлектор 9. Отражаясь от зеркальной поверхности рефлектора 9, лучи «d» сходятся в его фокусе, где расположена вторая коллимирующая выпукло-вогнутая линза 10. После прохождения линзы 10 лучи «е» собираются в общий жгут, представляющий собой пучок лучей, сечение которого имеет вид квадрата. Этот пучок пропускают через канал 16 в центральное отверстие 11, имеющееся в зеркальной поверхности параболического цилиндра 1 в приемник изображения 12. Центральное отверстие 11 расположено на оси симметрии цилиндра 1. В результате наблюдатель будет иметь изображение в виде квадрата или прямоугольника. Для того чтобы искажение было минимальным, необходимо, чтобы кривизна поверхностей цилиндра 1 и рефлектора 9 были идентичными.

Выполнение главного зеркала 1 в виде симметричной части параболического цилиндра, содержащего гребень 2 и фокальную линию 3, размещенного в параболические направляющие 4, расположенные вдоль верхних и нижних кромок упомянутого цилиндра, позволяет существенным образом упростить изготовление телескопа, а также упростить его установку.

Наличие направляющих 4, заключенных в жесткий каркас, выполненный из ребер 6, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии, а также установка на верхних и нижних ребрах полок дает возможность повысить жесткость конструкции в целом и обеспечить большую остойчивость системы. Кроме того, подобная конструкция исключает появление бликов, мешающих изображению. Установка телескопа на треноге, допускающей изменение его ориентации, упрощает работу оператора по наведению устройства на тот или иной объект наблюдения.

Наличие канала 16, выполненного в виде короба квадратного сечения с непрозрачными стенками, позволяет снизить оптические помехи при наблюдении изображения.

Выполнение канала 16 из стекловолокна упрощает конструкцию канала.

Телескоп содержит вогнутое главное зеркало в виде симметричной части параболического цилиндра, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль кромок упомянутого цилиндра. Направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии ребрами-связками. На торцах главного зеркала установлены полки, выполненные из жесткого материала и проходящие по внешним краям направляющих и упомянутых ребер. В области фокальной линии главного зеркала, вдоль нее, установлена первая коллимирующая линза в виде выпукло-вогнутой линзы. За ней установлен второй параболический рефлектор, имеющий вид узкой полосы. В центре первой линзы на оси ее симметрии в области фокуса второго рефлектора установлена вторая выпукло-вогнутая коллимирующая линза, в плане представляющая собой квадрат. На оптической оси второй коллимирующей линзы и на оси симметрии цилиндра имеется сквозное отверстие, за которым установлен приемник изображения. Между второй линзой и сквозным отверстием установлен канал, выполненный в виде короба квадратного сечения с непрозрачными стенками. Технический результат - упрощение конструкции, снижение веса и упрощение монтажа. 3 ил.

Зеркально-линзовый телескоп, содержащий вогнутое главное зеркало, второе зеркало, систему линз и приемник изображения, причем главное зеркало выполнено в виде симметричной части параболического цилиндра, имеющего гребень и фокальную линию, размещенного в параболические направляющие, расположенные вдоль кромок упомянутого цилиндра, направляющие заключены в жесткий каркас, выполненный из ребер, соединяющих края направляющих и сочлененных между собой по верхним и нижним краям фокальной линии ребрами-связками, на торцах главного зеркала установлены полки, выполненные из жесткого материала и проходящие по внешним краям направляющих и упомянутых ребер, далее в области фокальной линии вдоль нее установлена первая коллимирующая линза в виде выпукло-вогнутой линзы, которая имеет вид симметричной части поверхности трубы со стенкой переменного сечения, за первой линзой установлен второй параболический рефлектор, имеющий вид узкой полосы, в центре первой линзы на оси ее симметрии, в области фокуса второго рефлектора установлена вторая выпукло-вогнутая коллимирующая линза, в плане представляющая собой квадрат, на оптической оси второй коллимирующей линзы и на оси симметрии цилиндра имеется сквозное отверстие, за которым установлен приемник изображения, при этом между второй линзой и сквозным отверстием установлен канал, выполненный в виде короба квадратного сечения с непрозрачными стенками.