Объектив типа Кассегрена Советский патент 1992 года по МПК G02B17/08 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к зеркально- линзовым объективам, которые находят применение в астрономии.

Известны системы, в которых линзовые компенсаторы расположены в сходящихся пучках лучей после зеркальной части.

Применение этой схемы рационально в длиннофокусных системах с фокусными расстояниями в несколько метров и относительными отверстиями 1:7. 1:5,

Но указанные системы имеют сравнительно невысокое качество изображения.

Наиболее близким к изобретению является объектив типа Кассегрена с двумя двух- линзовыми компенсаторами, состоящий из вогнутого первичного и выпуклого вторичного сферических зеркал.

Первый двухлинзовый компенсатор состоит из отрицательного мениска, обращен- ного вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Второй двухлинзовый компенсатор состоит также из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению.

Но данный объектив имеет малый задний фокальный отрезок, чтобы расположить кассетную часть вблизи большого зеркала, недостаточно хорошее качество изображения.

Целью изобретения является увеличение заднего фокального отрезка и повышение качества изображения.

XJI

; КЗ

-...«&

Поставленная цель достигается тем, что объектив типа Кассегрена, содержащий вогнутое первичное и выпуклое вторичное сферические зеркала и два двухлинзовых компенсатора, первый из которых состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, второй включает в себя отрицательную линзу и положительный мениск, расстояние между первичным и вторичным зеркалами не превышает 0,2 фокусного расстояния объектива, отрицательная линза второго компенсатора выполнена двояковогнутой, а положительный мениск второго компенсатора обращен вогнутостью к предмету, при этом расстояние между первым и вторым компенсаторами не более 0,1 фокусного расстояния объектива, при этом разность показателей преломления положительных и отрицательных линз компенсаторов не более 0,005, а разность их коэффициентов средних дисперсий не менее 5.

Расстояние между первичным и вторичным зеркалами выбрано экспериментально и не превышает 0,2 фокусного расстояния объектива, исходя из уменьшения габаритов системы и уменьшения центрального экранирования, Второй компенсатор состоит из двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету для лучшей коррекции кривизны изображения, комы и астигматизма, а также для увеличения заднего фокального отрезка.

Исследуя наличие стекол для исправления хроматических аберраций, приходим к выводу, что разность показателей преломления положительных линз и отрицательных линз компенсаторов не более 0,005, а разность их коэффициентов средних дисперсии не менее 5,

Общая компоновка всего объектива обеспечивает идеальное качество изображения в пределах 1/2 поля зрения, что подтверждается значением среднеквадратической волновой аберрации по спектральному интервалу, полю и зрачку без учета кривизны и дисторсии 0.031Я , без учета дисторсии 0,031 Я.

В приведенном варианте расчета зеркально-линзового объектива типа Кзссегре- ча имеет следующие аберрации.

Поперечная сферическая аберрация для точки на оси не превышает 0,0044 мм по всему зрачку по всем спектральном диапазоне.

Волновая аберрация для точки на оси для основной длины волны на краю зрачка равна 0,07 А , а на зоне 0,06 Я . Волновая аберрация для точки на оси во всем слект- ральном диапазоне не превышает 0,23 L Коэффициент нейзопланазии равен: край зрачка 0,05%, зона 0,009%. Кривизна изображения и астигматизм равны: край поля (ir 30, Z t 1,74, Z s 0,21, Z s-Z t -1,53: зона , Z t -0,057, Z s -0,056, z s-z t 0.001.

Оценка качества изображения для объективов телескопов производится по половине поля.

В предлагаемом объективе для телеско- па угол поля равен 1°,

Значение среднеквадрагической по спектральному интервалу, полю и зрачку волновой аберрации для половины поля равно: без учета дисторсии -0,043 Я. без учета расфокусировки и дисторсии -0,031л. , без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения -0,031 Я .

Оic ода следует, что предлагаемый объектив типа Кассегрена обладает дифракци- онным качеством изображения.

На чертеже приведена схема объектива Кассегрена,

Схема содержит первичное вогнутое сферическое зеркало 1, вторичное выпуклое сферическое зеркало 2. Первый двухлинзо- еый компенсатор состоит из отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к предмету, и положительного мениска 4, обращенного вогнутостью к изображению. Второй двухлинзовый компенсатор состоит из двояковогнутой линзы 5 и положительного мениска 6, обращенного вогнутостью У предмету.

Объект находится в бесконечности, по- этому на первичное зеркало объектива падает параллельный пучок лучей. Апертурная диафрагма совпадает с первым зеркалом. После прохождения всех компонентов объектива 2-8, в задней фокальной плоскости объектива, расположенной на расстоянии S1 230,53 мм, получается изображение объекта

Пример. Рассчитан объектив типа Кассегрена со следующими оптическими ха- рактерисшками:

фокусное расстояние f 2000 мм, задний

фокальный отрезок S 230,53 мм, диаметр

входного зрачка DBx 250 мм, угловое поле 2

о 1°, центральное экранирование 0,37, расстояние между зеркалами d 400 мм.

Преимуществом предлагаемого объектива является увеличенный фокальный отрезок, что обеспечит удобную компоновку объектива в приборе, улучшенное качество изображения, практически дифракционное качество на 1 /2 части поля, что дает возможность с помощью этого объектива не только рассматривать звездное небо, но производить его фотографирование.

Формула изобретения Объектив типа Кассегрена, содержащий вогнутое первичное и выпуклое вторичное сферические зеркала и два двухлинзовых компенсатора, первый из которых состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, второй включает в себя отрицательную линзу и положительный мениск, отличающийся тем, что, с целью увеличения заднего фокального отрезка и повышения качества изображения, отрицательная линза второго компенсатора выполнена двояковогнутой, а положительный мениск второго компенсатора обращен вогнутостью к предмету, расстояние между первичным и вторичным зеркалами не превышает

0,2 фокусного расстояния объектива, э между первым и вторым компенсаторами не более 0,1 фокусного расстояния объектива, при этом разность показателей преломления материалов положительных и отрицательных линз компенсаторов не более 0,005, а разность их коэффициентов средних дисперсий не менее 5.

Использование: оптическое приборостроение, а именно в зеркально-линзовых объективах, которые находят применение в астрономии. Сущность изобретения: объектив содержит вогнутое первичное и выпуклое вторичное сферические зеркала и два двухсклеенных компенсатора, первый из которых состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, а второй включает в себя отрицательную линзу и положительный мениск. Расстояние между первичным и вторичным зеркалами не превышает 0,2 фокусного расстояния объектива, отрицательная линза второго компенсатора выполнена двояковогнутой, а положительный мениск второго компенсатора обращен вогнутостью к предмету. При этом расстояние между первым и вторым компенсаторами не более 0,1 фокусного расстояния объектива. 1 ил. СЛ С

7

fr

7/

-Иг

F