Афокальный телескоп-рефрактор с двойным увеличением Советский патент 1993 года по МПК G02B23/00 G02B15/04 

Изобретение относится к области опти- .ческого приборостроения, а именно к теле- скопическим . . системамс дискретно-изменяемым увеличением для инфракрасной области спектра, и может быть применено в тепловизионной и лазерной технике.

Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение веса и повышение технологичности изготовления телескопической системы при сохранении качества аберрационной коррекции.

На фиг. 1 представлена принципиальная оптическая схема телескопической системы большого увеличения; на фиг. 2 - принципиальная оптическая схема телескопической системы малого увеличения; на фиг. 3 и фиг. 4 - графики аберраций телескопической системы для двух значений увеличения - 8,55х и 2.72х.

Телескопическая система большого увеличения (фиг, 1) состоит из ахроматического объектива 1, в котором первый компонент 2 положительный, второй компонент

00

К)

ел

-N

GO

3 - отрицательный, выполненные из германия и ИКС-34 соответственно, на первой (плоской) поверхности второго компонента нанесен киноформный оптический элемент (КОЭ) 4 оптической силой, 0,002-0,01 оптической силы объектива, и из системы коллимации, состоящей из одной положительной линзы 5, выполненной из германия и установленной на оптической оси объектива, и из системы большого увеличения, состоящей из двух положительных линз 6 и 7, выполненных из германия и установленных на общей оптической оси с возможностью вывода из хода лучей, причем мениск 7 обращен выпуклостью к пространству изображений. За линзой 5 расположен выходной зрачок 8. Характеристическое уравнение КОЭ имеет вид

х Aiy2 + Asy4 + Азу6 + A/iy8,

где Ai, A2, Аз, Ад - коэффициенты;

у - высота на поверхности КОЭ, причем коэффициент Ai пропорционален оптической силе КОЭ, а значения коэффициентов А2, Аз, Аз и конфигурация линзы 7 выбраны так, что позволяют компенсировать остаточные аберрации всей системы.

Телескопическая система малого увеличения (фиг. 2) состоит из ахроматического объектива 1, коллимирующей линзы 5 и из системы малого увеличения, состоящей из двух положительных линз 9 и 10, выполненных из германия и установленных на общей оптической оси с возможностькГвывода из хода.лучей. Линза 9 имеет оптическую силу, 1,5-2,2 оптической силы второго компонента объектива, и устанавливается отлинзы 10 на расстоянии, составляющем не менее 0,3- 0,4 фокусного расстояния объектива 1. На второй (плоской) поверхности линзы 9 нанесен киноформный оптический элемент 11 оптической силой, 0,1-0,2 оптической силы линзы. Характеристическое уравнение КОЭ имеет вид:

х A iy2 + Агу1 + Азу6 + Алу8,

где At. А2. Аз, Аз-коэффициенты у - высота на поверхности КОЭ,

причем коэффициент Ai пропорционален оптической силе киноформного оптического элемента, а коэффициенты А2, Аз, А4 пропорциональны остаточным аберрациям всей системы. Введение КОЭ значительной оптической силы позволило исправить хроматические аберрации в широком спект- ральном диапазоне, например от 8,5 до 11,5 мкм, как для точки на оси, так и по полю.

В представленной оптической системе афокального телескопа-рефрактора с двойным увеличением (фиг. 1, фиг. 2) сменная линзовая система большого увеличения, состоящая из двух положительных линз б и 7, устанавливается вблизи коллиматорной линзы, которая действует как часть двухком- понентного окулятора, создавая определенное фокусное расстояние окулярной части

0 телескопа и тем самым обеспечивая получение большого увеличения.

Для получения телескопической системы с малым увеличением, после вывода сменной линзовой системы большого увели5 чения, вводится сменная линзовая система малого увеличения, состоящая из двух положительных линз 9 и 10, причем первая устанавливается вблизи второго компонента объектива, изменяя его фокусное расстоя0 ние, а вторая линза устанавливается вблизи коллиматорной линзы, создавая определенное фокусное расстояние окулярной части телескопа и тем самым обеспечивая получение малого увеличения.

5 Таким образом, в данном телескопе по сравнению с прототипом число линз уменьшено на одну, а сферические поверхности заменены на сферические, что упростило конструкцию, уменьшило вес телескопа и

0 повысило технологичность изготовления. Формула изобретения Афокальный телескоп-рефрактор с двойным увеличением, содержащий ахроматический объектив, в котором первый

5 компонент положительный, а второй - отрицательный, смстему коллимации из одной положительной линз и две линзовые системы с большим и малым увеличением, выполненные с возможностью попеременной

0 установки их на оптической оси между объективом и системой коллимации, при этом линзовая система большого увеличения состоит из-двух положительных линз, первая из которых выполнена в виде мениска, об5 ращенного выпуклостью к изображению, линзовая система малого увеличения включает две положительные линзы, при этом все линзовые элементы телескопа, кроме второго компонента объектива, выполнены

0 из материала с показателем преломления не менее 4,0, а второй компонент объектива выполнен из материала с показателем преломления не менее 2,5, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции,

5 уменьшения массы телескопа и повышения технологичности изготовления при сохранении качества аберрационной коррекции, первый компонент объектива выполнен сферическим, на первой поверхности второго компонента объектива, выполненного

плоско-вогнутым, нанесен киноформный оптический элемент низкой пространственной частоты оптической силой 0,002-0.01 оптической силы объектива, в сменной линзовой системе малого увеличения первая линза выполнена выпукло-плоской с оптической силой 1,5-2,2 оптической силы второго компонента объектива и на плоской ее поверхности нанесен киноформный оптический элемент низкой пространственной частоты оптической силой 0,1-0,2 оптической силы линзы, вторая линза установлена от первой на расстоянии, составляющем 0,3-0,4 фокусного расстояния объектива, а в сменной линзовой системе большого увеличения вторая линза выполнена и виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению.

Использование: изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к телескопическим системам с дискретно-изменяемым увеличением для инфракрасной области спектра. Сущность изобретения: телескопическая система с двойным увеличением содержит ахроматический объектив, в котором первый компонент положительный, а второй - отрицательный, систему коллимации, и две. линзовые системы с большим и малым увеличением, устанавливаемые попеременно между объективом и системой коллимации. На первой поверхности второго компонента объектива нанесен киноформный оптический элемент оптической силой, 0,002-0,01 оптической силы объектива. Сменная линзовая система большого увеличения состоит из двух положительных менисков, обращенных выпуклостью к пространству изображений, а система малого увеличения состоит также из двух положительных линз, причем первая линза выполнена оптической силой, 1,5-2,2 оптической силы второго компонента объектива, и на ее второй плоской поверхности нанесен киноформный оптический элемент оптической силой, 0,1-0,2 оптической силы линзы, и вторая линза установлена от первой на расстоянии, составляющем 0,3-0,4 фокусного расстояния объектива. Все линзовые элементы телескопа, кроме второго компонента объектива, выполнены из материала с показателем преломления не менее 4,0, а второй компонент объектива выполнен из материала с показателем преломления не менее 2,5. 4 ил. СО С

./

1812543

// jOts/a/ Ж/паг/гг / #&/ /оач/1/и fa fsse/ At . ..