Зеркально-линзовая телескопическая концентрическая система Советский патент 1987 года по МПК G02B17/08 G02B23/00 G02B26/10 G02B13/26 

10

11282047

Изобретение относится к оптичес- кому приборостроению, в частности к зеркально-линзовым телеконцентрическим системам, и может быть использовано в оптических сканирующих устройствах для развертки лазерного излучения в качестве системы перено са зрачка, а также в качестве репродукционного объектива.

Цель изобретения - улучшение качества изображения и уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображена зеркально- линзовая телескопическая концентрическая система, меридиональное сечение , на фиг, 2 - то же, сагиттальное сечение.

Система состоит из двух компонентов. Первый компонент, по ходу лучей, представляет собой концентричный мениск 1, выпуклая поверхность которого имеет зеркальное покрытие с задним отражением, образующим вогнутое зеркало 2, Второй компонент - выпуклое сферическое зеркало 3, установленное на расстоянии, обеспечивающем сопряжение промежуточного изображения с центральной частью вогнутого зеркала 2, что дает телескопический ход лучей. Все оптические поверхности системы имеют общий центр кривизны. Входной зрачок 4 и сопряженный с ним в масштабе 1:1 зрачок 5 находятся в одной плоскости, проходящей через центр оптической системы перпендикулярно оптической оси.

Совмещение вогнутой поверхности зеркала с выпуклой поверхностью мениска путем нанесения на поверхность мениска зеркального покрытия с задним отражением позволяет уменьшить габариты системы, упростить конструкцию и повысить ее жесткость. Размещение выпуклого зеркала перед мениском позволяет совместить промежуточное изображение с центральной частью вогнутого зеркала, что дает тройной ход лучей в половине системы до промежуточного изображения. Это в сово30

40

45

преломления шения t R.

1,6

и следующие соотноR

20, .R 3,77D

1 ,891)

в

R

а

BY

где R - радиус вогнутой поверхност

мениска 1;

R,j - радиус вогнутого зеркала 2 R - радиус выпуклого зеркала 3

Dg .- диаметр входного зрачка; :1 - длина системы.

Остальные аберрации системы уст- . раняются автоматически: кома, астиг матизм и дисторсия - ввиду концент- 5 ричности всех поверхностей, кривизна изображения - вследствие афокаль ности (телескопичности) системы при увеличении, равном единице, I Ход лучей в оптической системе 20 следующий. Пучок лучей, исходящий и зрачка 4 и параллельный оптической оси, преломляется вогнутой поверхнос тью мениска 1, после чего становится расходящимся и падает на вогнутое сфе- рическое.зеркало 2. Отразившись от зер кала 2, пучок становится сходящимся и, пройдя мениск 1, вторично преломившись на его поверхности, падает на вер нюю половину выпуклого зеркала 3. Отразившись от зеркала 3, пучок тре тий раз преломляется поверхностью м ниска 1 и, пройдя его, фокусируется в вершине зеркала 2. Отразившись от вершины зеркала 2 и, став расходящи ся, пучок в четвертый раз преломляется вогнутой поверхностью мениска и, отраженный нижней половиной зеркала 3, в пятый раз преломляется по верхностью мениска. Пройдя мениск, отразившись от зеркала 2 и став сходящимся, пучок лучей в шестой ра преломляется поверхностью мениска 1 и параллельно оптической оси проходит через зрачок 5,

Применение предлагаемой зеркально-линзовой концентрической системы относительно известной с таким же размером входного зрачка позволяет в три раза уменьшить габариты, улуч

35

купности с выбором показателя прелом-50 шить аберрационную коррекцию, повы- ления материала мениска улучшает ить жесткость и технологичность

конструкции. Кроме того, предлагаемая телескопическая система может быть использована в качестве репро- 55 Аукционного объектива, работающего увеличением 1, когда предмет и изо ражение расположены в одной плоскости, проходящей через центр системы перпендикулярно оптической оси.

аберрационную коррекцию и дает возможность двойного исправления сферической аберрации.

Условием исправления и двойной коррекции сферической аберрации с точностью до 2 -3 являются условные вьшолнения мениска 1 с показателем

ения

1,6

и следующие соотно

20, .R 3,77D

1 ,891)

в

R

а

BY

где R - радиус вогнутой поверхности

мениска 1;

R,j - радиус вогнутого зеркала 2; R - радиус выпуклого зеркала 3;

Dg .- диаметр входного зрачка; :1 - длина системы.

Остальные аберрации системы уст- раняются автоматически: кома, астигматизм и дисторсия - ввиду концент- ричности всех поверхностей, кривизна изображения - вследствие афокаль- ности (телескопичности) системы при увеличении, равном единице, I Ход лучей в оптической системе следующий. Пучок лучей, исходящий из зрачка 4 и параллельный оптической оси, преломляется вогнутой поверхностью мениска 1, после чего становится расходящимся и падает на вогнутое сфе- рическое.зеркало 2. Отразившись от зеркала 2, пучок становится сходящимся и, пройдя мениск 1, вторично преломившись на его поверхности, падает на верхнюю половину выпуклого зеркала 3. Отразившись от зеркала 3, пучок третий раз преломляется поверхностью мениска 1 и, пройдя его, фокусируется в вершине зеркала 2. Отразившись от вершины зеркала 2 и, став расходящим ся, пучок в четвертый раз преломляется вогнутой поверхностью мениска и, отраженный нижней половиной зеркала 3, в пятый раз преломляется поверхностью мениска. Пройдя мениск, отразившись от зеркала 2 и став сходящимся, пучок лучей в шестой раз преломляется поверхностью мениска 1 и параллельно оптической оси проходит через зрачок 5,

Применение предлагаемой зеркально-линзовой концентрической системы относительно известной с таким же размером входного зрачка позволяет в три раза уменьшить габариты, улуч

шить аберрационную коррекцию, повы- ить жесткость и технологичность

конструкции. Кроме того, предлагаемая телескопическая система может быть использована в качестве репро- Аукционного объектива, работающего с увеличением 1, когда предмет и изображение расположены в одной плоскости, проходящей через центр системы перпендикулярно оптической оси.

Формула изобретения

Зеркально-линзовая телескопическая концентрическая система, содержащая концентрический мениск, обра- щенньй вогнутостью к предмету, вогнутое и выпуклое сферические зеркала, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества изображения и уменьшения габаритов, вогнутое сферическое зеркало вьтолнено в

виде отражающего покрытия, нанесенного на выпуклую поверхность мениск выпуклое сферическое зеркало выполнено в виде отдельного компонента и установлено перед концентрическим мениском на расстоянии 0,03R от него, толщина мениска равна 0,47R, где R - радиус вогнутого зеркала, при этом мениск выполнен из материала с показателем преломления 1,6,

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к зеркально-линзовым телеконцентрическим системам, и может быть использовано в оптических сканирующих устройствах для развертки лазерного излучения, в качестве системы переноса зрачка, а также в качестве репродукционного объектива. Цель изобретения - улучшение качества изображения и уменьшение габаритов. Система содержит два компонента. Первый компонент, по ходу луча, представляет собой концентрический мениск 1, вьтук- лая поверхность которого имеет зеркальное покрытие с задним отражением, образующим вогнутое зеркало 2. Второй компонент - выпуклое сферическое зеркало 3, установленное перед мениском 1 на расстоянии, обеспечивающем сопряжение промежуточного изображения с центральной частью зеркала 2. Мениск выполняется из материала с коэффициентом преломления 1,60. Это позволяет осуществить двойную коррек- g цию сферической аберрации. Входной зрачок 4 и сопряженный с ним в масштабе 1:1 зрачок 5 находятся в одной плоскости, проходящей через центр кривизны оптических поверхностей системы перпендикулярно оптической оси. 2 ил. OD to О 4

«.5

Редактор М.Бланар Заказ 7263/44

Составитель В.Архипов Техред И. Попович

Корректор Л.

Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(flU8.2.

Корректор Л.Пилипенко