Оптическая система для вращения изображения Советский патент 1980 года по МПК G02B17/00 

жателеи, лежащие на линии, соединяющем центры второго и четвертого отражателей.

На фиг. 1 приведена оптическ-ая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Первый 1 и пятый 2 отражатели выполнены, например, в виде прямоугольных призм, гипотенузные грани которых совмещены и имеют зеркальное покрытие. Отражатели 3, 4 и 5 представляют собой плоские зеркала, отражающие поверхности которых образуют в главном сечении отрезки сторон треугольника BCD. Ось 6 вращения системы размещена нормально к плоскости главного сечения и проходит через центры гипотенузных граней совмещенных первого 1 и пятого 2 отражателей под углом 45°. Точка пересечения оси вращения 6 с плоскостью главного сечения отражателей 3, 4 и 5 расположена на линии, соединяющей центры второго 3 и четвертого 5 отражателей.

Оптическая система работает следующим образом.

Световой пучок диаметром d на входе направляется по оси вращения 6 системы. Осевой луч пучка отражается от гипотенузной грани отражателя 1 под углом 90° и попадает щ отражатель 3. Поскольку главное сечение отражателей 3, 4 и 5 нормально к оси вращения, осевой луч, последовательно отраженный от этих отражателей, останется в плоскости главного сечения, затем упадет на гипотенузную грань отражателя 2 и пойдет после отражения от нее по своему первоначальному направлению.

Нечетное число отражений в такой системе в сочетании со свойством прямого зрения приводят к оборачиванию изображения в одной плоскости. Поворот такой оптической системы на некоторый угол вокруг оси падак)щего пучка вызовет поворот изображения в ту же сторону от первоначального положения на удвоенный угол, т.е. изображение будет вращаться с вдвое большей, чем сама система, скоростью.

Данная оптическая система может работать как в параллельных, так и в гомоцентрических пучках лучей. В связи с тем, что главное сечение периферийных отражателей перпендикулярно оси вращения системы, ее габаритный размер вдоль оси вращения равен диаметру светового пучка на входе в систему.

Наименьшая геометрическая длина хода лучей внутри оптической системы ограничивается габаритами отражателей 1 и 2 и

при их симметричном расположении относительно отражателей 3 и 5 равна 9,25с/.

Замена монолитных блоков стекла в иризме Пехана на зеркальные отражатели

позволяет кроме сокращения осевого габарита значительно уменьшить вес всей системы, что особенно важно в случае, когда такая система устанавливается в пучках большого светового сечения. Так, например, оптическая система, работающая в параллельном пучке с мм, позволяет (при прочих равных условиях с призмой Пехана) уменьшить вес в 1,35 раза. Для сходящегося пучка лучей с углом 12°, при

том же световом диаметре и симметричном расположении первого и пятого отражателей относительно минимального сечения светового пучка, уменьшение веса составляет примерно 1,7 раза, а при использоваНИИ для зеркал и призменных отражателей

стекол типа легких кронов-порядка 2- раз.

Кроме того, использование зеркальных

отражателей позволяет сократить длину

хода лучей внутри стекла примерно в два

раза. Это означает, что искажения волнового фронта, обусловленные оптическими неоднородностями стекла, которые прямо пропорциональны длине хода лучей в стекле, будут в два раза меньше.

Формулаизобретения

Оптическая система для вращения изображения в параллельных или гомоцентрических пучках, содержащая пять плоских

отражателей с центрами в одной плоскости и общей осью вращения, проходящей через центры первого и пятого отражателей, параллельных друг другу и наклоненных к этой оси на угол 45°, второй, третий и четвертый отражатели образуют в своем главном сечении отрезки сторон треугольника, отличающаяся тем, что, с целью увеличения светового диаметра при одновремеином уменьшении габаритного размера

вдоль оси вращения, последияя размещена нормально к плоскости главного сечения в точке, с которой совмещены центры первого и пятого отражателей, лежащей на линии, соединяющей центры второго и четвертого отражателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Чуриловский В. П. Теория оитических приборов; М.-Л., 1966, с. 34-35.

2. Авторское свидетельство СССР № 198724, кл. G 02В 17/00, 19.08.65.

3. Кругер М. Я. и др. Справочник конструктора оптико-механических ириборов Л 1968, с. 239 (прототип).