Зеркально-линзовый объектив Советский патент 1981 года по МПК G02B17/08 

1 , Иэо етёние относигся к зеркальнолинзовым объективам, дающим однократ-, нее увеличение. Известны зеркально-линзовые объективы, которые используются для проектирования шкал и сеток в фотоэлектрических датчиках углов поворота и датчиках линейных перемещений, работающих в жестких эксплуатационных условиях fl ОШако, у данных объективов размеры беэаберрационного поля зрения незначительны и относительно больщие хроматическве аберрации, возможности их применения ограничены, так как онисодержа мнсяО компонентов, сложны по конструкци и имеют большие габариты, а также под вержены разъюстировкам 2. В настоящее время при использовании объектнвЬв для проектирований шкал при решении некоторъос задач необходимо, бы разрешающая cnocq6HocTb в сагиттальной плоскости (перпендикулярной длине штриха) была не 1ОО лин/мм, а в меридиональной плоскости допускается до 5О лин7мм при рабочей длине волны 1.МКМ на поле 5x5 мм . Расстояние между предметом и изображением .должно быть порядка 1О мм, а габариты системы не превышали 35 мм. Наиболее близким к предложенному является зеркально-линзовый объектив, содержащий две плоскопараллельные пластины, плоско-выпуклую линзу и мениск, на выпуклую поверхность которого нанесен отражающий слой. Объектив прост по конструкции, обеспечивает разрешающую способность около 40 ЛИН/ММ для рабочей длины волны 1 мкм на поле зрения 48 мм З. Однако при расстоянии 5-10 мм между предметом и изобргэжением длина такого объективавдоль оптической оси составляет 55- 1ОО мм, что ограничивает его использование в фотоэлектрических датчиках углов. Цель изобретения - увеличение расстояния между предметом и изображением. 38 улучшение качества изображения и расширение поля арения. Эта цель досгнгаегся тем, что эеркаль но-линзовый объектив, содержащий плоско выпуклуй) линзу и мениск, на выпуклую поверхность которого нанесен отражающий сло$, снабжен расположенным между выпуклой поверхностью линзы и вогнутой поверхностью мениска дополнительным зеркалом, выполненным с радиусом кривизны . в 2-2,5 раза меньщим радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска. Илоскопараллельные пластины выполнены из материала с показателем преломления в 1,3-1,5 раза большем чем у материала плоско-выпуклой линзы. На фиг. 1 изображена: оптическая схема объектива; на фиг. 2 - вариант оптической схемы объектива. Зеркально-линзовый объектив (фиг.1) включает в себя две плоскопараллельные пластины 1,2, плоско-выпуклую линзу 3, мениск 4, зеркальнъй слой 5 и зеркало 6. Слой 5 нанесен на всю площадь выпуклой поверхности мениска 4, а зеркало 6 расположено между плоско-выпуклой линзой 3 и мениском 4, перекрывая централь ную зону, и имеет форму прямоугольника. Толщина мениска 4 по оси выбрана в пределах 1/3-2/3 радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска 4. Показатель преломления материала мениска 4 выбран больше или равным показателя преломления материала плоско-выпуклой линзы 3. Зеркало 6 выполнено с радиусом кривизнь , в 2-2,5 раза меньще радиуса кривизны выпуклой поверхности мениска 4, а площадь зеркала 6 составляет 1/3 площади вогнутой поверхности мениска 4. Размеры зеркала 6 определяют числовую апертуру объектива. Так как зеркало 6 имеет форму прямоугольника, то аПертура объектива в меридиональном сагиттальном сечениях различна В связи с этим разрешающая способность объектива в двух .направлениях также различна. Мениск 4 обращен к плоскости предмета и изображению вогнутой поверхностью. Устройство работает следующим образом. Лучи (фиг. 1) Исходящие из точки предмета 01 , проходят через плоскопараллельную пластину 1, плоско-выпукл линзу 3, мениск 4, отражаются от зер... кального слоя 5, проходят мениск 4 в обратном направлении и попадают на зеркапо Q, отражаются от него, вновь проходят мениск 4 и вторично отранйаются от слоя 5. Затем, пройдя мениск 4, плоско29выпуклую линзу 3 и плоскопараллельную пластину 2, лучи собираются в точке изображения а Расчеты одного из вариантов обьекгива показывают, что поперечные размеры .пятна рассеяния в меридиональном и сагиттальном tg о сечениях в точках поля, удаленных от оси на 2-7 мм, согставляют соответственно О,ОО4 и 0,О02мм„ В зеркально-линзовом объективе (фиг. 2) плоскопараллельные пластинки могут быть заменены двумя прямоугольными призмами 7,8 с сохранением оптической длины хода луча. В этом случае плоскости предмета и .изображения разнесены в пространстве, сохраняя параллельность, друг другу. Таким образом, зеркально-линзовый объектив при, малых габаритах (максимальный размер 35 мм) на поле 5х5мм обеспечивает разрешающую способность в сагиттальном сечении не хуже 100 лнн / /мм, а в меридиональной сечении не хуже 5О ЛИН/ММ, ипо этим параметрам превосходит известные типъг объектив9в. Формула изобретен, ия 1. Зеркально-линзовый объектив, содержащий две плоскопараллельные пластины, плоско-выпуклую линзу и мениск, на выпуклую поверхность которого нанесен отражающий слой, отличающийс я тем, что, с целью увеличения расстония между предметом и изображением, улучшения качества изображения И расщирения ноля зрения, он снабжен расположенными междувыпуклой поверхностью линзы ;и вогнутой поверхностью мениска, допол- нительным зеркалом, выполненным с радиусом кривизны в 2-2,5 раза меньщим радиуса гфивизны. выпуклой поверхности мениска. 2. Рёъектив по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я темJ что плоскопараляельные. пластины выполнены из материала с показателем преломления в 1,3-1,5 ра;за больше, чем у материала плоско-выпуклой линзы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2278089, кл. Q 02 В 17/08, опублик. 1976. 2.Автсрское свидетельство СССР № 439778 , кл. Q О2 В 17/О8, 1974. 3. Авторское свидетельство СССР N 325584, кл. Q 02 В 17/О8, 1972 (прототип).

(pug.i

(ptti.Z