Репродукционный объектив когерентного процессора Советский патент 1986 года по МПК G02B27/46 

/ L/

lf,c,-f, I ti I -i2 Y fi N9

Cd

sl

00 00 CO

фие.2

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании когерентных оптических процессоров для обработки изображений на основе пространствен- но-частотной фильтрации их Фурьеспектров,

Целью изобретения является увеличение линейного поля зрения объектива. .

На фиг. 1 изображена оптическая схема репродукционного объектива; на фиг. 2 - оптическая схема когерентного процессора, поясняющая условия работы репродукционного объектива,

Репродукционный объектив содержит два компонента 1 и 2, первый (1) из которых выполнен из плосковьшуклых линз 3 и 4, а второй (2) - из плоско выпуклых линз 5 и 6. За вторым компонентом установлена вогнуто-плоская линза 7. Первый 1 и второй 2 компоненты симметричны относительно апертурной диафрагмы 8 объектива, расположенной в задней фокальной плоскости первого компонента 1, совмещенной с передней фокальной плоскостью второго компонента 2, В передней фокальной плоскости первого компонента 1 установлена его апертурная диарфгма 9.

Оптическая система когерентного процессора, представленная на фиг.2, содерясит когерентный источник света

10,микрообъектив 11, точечную диафрагму 12, расположенную в задней фокальной плоскости микрообъектива

11,совмещенной с передней фокальной плоскостью осветительного объектива 13. Кадровое окно транспаранта расположено в передней фокальной плоскости первого компонента 1 репродукционного объектива, кадровое окно пространственно-частотного фильтра расположено в задней фокальной плоскости второго компонента 2 репродукционного объектива.

Работа когерентного процессора с предлагаемым репродукционным объективом осуществляется следующим образом.

Транспарант, помещенный в плоскость апертурной диафрагмы 9, освещается параллельным пучком лучей. В результате дифракции света на транспаранте и преобразования Фурье, осуществляемого первым компонентом

1, в его задней фокальной плоскости формируется Фурье-спектр транспаранта.

Пространственно-частотный фильтр, установленный в плоскости апертурной диафрагмы 8 осуществляет требуемую фильтрацию пространственных частот Фурье-спектра. Второй компонент 2 репродукционного объектива, выполняя второе (обратное) преобразование Фурье от трансформированного Фурьеспектра, формирует реставрированное изображение транспаранта.

Как видно из хода лучей, показанного на фиг. 1, формирующих Фурьеспектр (сплолшая линия) и изображение (пунктир), для обеспечения высокого качества Фурье-спектра и изображения должны быть исправлены аберрации первого компонента при работе из - 00 в заднюю фокальную плоскость и аберрации объектива в целом.

Вследствие небольшого углового поля зрения первого компонента его полевые аберрации малы.

Увеличение размера транспаранта

I (при том же фокусном расстоянии), т.е. размера входного зрачка первого компонента, приводит к увеличению аберрации в плоскости Фурье-спектра в первую очередь за счет сферической аберрации и комы, вклад которьпс в

суммарную аберрацию пропорционален третьей и второй степени диаметра

входного зрачка соответственно. I

При проектировании оптической системы репродукционного объектива может быть использован метод компенсации аберраций отдельных компонентов когерентного процессора, а именно сферическая аберрация первого компонента репродукционного объектива может быть компенсирована сферической аберрацией осветительного объектива.

При компенсации сферической аберрации первого компонента разрешение с частотной плоскости будет определяться в основном комой первого компонента и в меньшей степени - его астигматизмом, кривизной поля и дисторсией.

Поле зрения всего репродукционного объектива ограничивается диафрагмой 9, а апертурной диафрагмой является диафрагма 8, ограничивающая пучки лучей, формирующих изображение транспаранта. Поскольку апертурная диафрагма 8 расположена в совмещенных задней и передней фокальных плоскостях компонентов, входной и выходной зрачки репродукционного объектива расположены в - 00 и + 00 , соответственно Аберрации репродукционного объектива суммируются из аберраций первого компонента в обратном ходе лучей и второго компонента в прямом ходе лучей. В предлагаемом объективе для фокусного расстояния 500 мм и размере транспаранта 100 мм кружок рассеяния не превышает 0,02 мм. В частотной плоскости волновые аберрации не превышают 0,5 длины волны. Формула изобретения Репродукционный объетив когерентного процессора, содержащий два компонента расположенных симметрично относительно апертурной диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости первого компонента, совмещенной с передней фокальной плоскостью второго компонента, причем каждый из компонентов вьтолнен из двух одинаковых линз, а апертурная диафрагма первого компонента расположена его передней фокальной плоскости, отличающийся тем, что, с целью увеличения линейного поля зрения, он снабжен установленной за вторым компонентом вогнутоплоской линзой, а каждый из компонентов выполнен из плосковыпуклых линз, обращенных выпусклостями друг к другу, при этом в первом компоненте выпуклая поверхность первой линзы вьтолнена концентричной центру апертурной диафрагмы первого компонента, а выпуклая поверхность второй линзы выполнена апланатичной заднему фокусу первой линзы.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и лозволяет увеличить линейность поля зрения объектива.Устройство содержит два компонента 1 и 2, каждый из которых выполнен из обращенных выпуклостями друг к другу плосковыпуклых линз 3, 4 и 5,6, соответственно. Выпуклая поверхность линзы 3 концентрична центруапертурной диафрагмы 9, а линзы 4 - апланатична заднему фокусу линзы 3. В задней фокальной плоскости компонента 1 формируется Фурьеспектр транспаранта, помещенного в плоскость апертурной диафрагмы 9. Установленный в плоскости апертурной диафрагмы 8 пространственно-частотньй фильтр осуществляет требуемую . фильтрацию пространственных частот . § Фурье-спектра. С помощью компонента 2 и вогнуто-плоской линзы 7 формиру(Л ется реставрированное изображение транспаранта. 2 ил.

9 34

5 6.

Фи.1