сканирующее устройство
Классы МПК: | G02B26/10 сканирующие системы |
Автор(ы): | Бабинцев В.Ф., Кощавцев Н.Ф., Соловьева Т.Г. |
Патентообладатель(и): | Специальное конструкторское бюро техники ночного видения Научно-производственного объединения "Орион" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-01-15 публикация патента:
20.02.1997 |
Использование: в оптических приборах, применяемых в ИК области спектра. Сущность изобретения: сканирующая система содержит афокальную насадку из двух компонентов, систему сканирования, выполненную в виде вращающегося зеркального барабана, и объектив из трех менисков, обращенных вогнутостью к изображению. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Сканирующее устройство, содержащее двухкомпонентную афокальную систему, в выходном зрачке которой установлен сканирующий элемент, за которым установлен объектив, отличающееся тем, что первый компонент афокальной системы выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к изображению, второй компонент выполнен из двух положительных менисков, обращенных выпуклостью друг к другу, объектив выполнен из трех менисков, обращенных вогнутостью к изображению, причем первый и третий мениски положительные, а второй отрицательный, при этом фокусные расстояния линз афокальной системы удовлетворяют соотношениям0,8f" < f1" < 0,9f"
-5,6f" < f2" < -5,5f"
0,1f" < f3" < 0,2f"
0,2f" < f4" < 0,3f"
где f1", f2", f3", f4" фокусные расстояния линз афокальной системы;
f" фокусное расстояние всего устройства.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в оптических приборах, применяемых в ИК-области спектра. Известен объектив с системой сканирования на входе [1] Системы сканирования расположена в параллельном пучке лучей и содержит два клиновидные призмы, каждая из которых соединена с механизмом вращения и приспособлением для периодического возвратно-поступательного поворота призм на определенный угол относительно оси вращения. Объектив содержит четыре линзы, из которых первая, третья и четвертая положительные мениски, обращенные вогнутостью к изобретению, а вторая линза отрицательная двояковогнутая. Наиболее близким техническим решением является сканирующее устройство, содержащее двухкомпонентную афокальную систему, в выходном зрачке которой установлен сканирующий элемент, а за ним объектив [2]Однако оптические характеристики указанного устройства не высоки. Техническим результатом от использования изобретения является улучшение оптических характеристик устройства. Указанный результат достигается тем, что в сканирующее устройство, содержащее двухкомпонентную афокальную систему, в выходном зрачке которой установлен сканирующий элемент, за которым установлен объектив. При этом первый компонент афокальной системы выполнен из положительного и отрицательного менисков обращенных вогнутостью к изобретению, второй компонент выполнен из двух положительных менисков, обращенных выпуклостью друг к другу, объектив выполнен из трех менисков, обращенных вогнутостью к изобретению, причем первый и третий мениски положительные, а второй отрицательный, при этом фокусные расстояния линз афокальной системы удовлeтворяют соотношениям:
где фокусные расстояние линз афокальной насадки;
f1 фокусное расстояние всего объектива. Повышение физической светосилы достигается за счет выполнения афокальной системы, увеличивающей размер входного зрачка всего объектива в несколько раз. Одновременно ее введение позволяет уменьшить габариты системы сканирования, а выполнение ее в вид вращающегося барабан значительно упрощает конструкцию последней. На фиг. 1 представлена оптическая схема ИК-объектива с системой сканирования. На фиг.2 представлены графики аберраций ИК-объектива. Сканирующее устройство содержит:
1 положительный мениск первого компонента афокальной системы,
2 отрицательный мениск первого компонента афокальной насадки,
3 первый положительный мениск второго компонента афокальной насадки,
4 второй положительный мениск второго компонента афокальной насадки;
5 систему сканирования. 6 первый положительный мениск объектива,
7 отрицательный мениск объектива,
8 второй положительный мениск объектива. ИК-объектив с системой сканирования выполнен из афокальной насадки, которая содержит положительный мениск 1, обращенный вогнутостью в сторону изображения, отрицательный мениск 2, обращенный вогнутостью в сторону изображения, двух положительных менисков 3 и 4, обращенных выпуклостью друг к другу, системы сканирования 5, выполненной в виде вращающегося зеркального барабана, смежные грани которого имеют углы наклона, отличающиеся на 1o-3o, и объектива, который содержит два положительных мениска 6, 8 и отрицательный мениск 7, причем все три вогнутости направлены в сторону изображения. В данном ИК-объективе световой поток, пройдя через афокальную насадку, содержащую мениски 1, 2, 3, 4, системой сканирования 5 отклоняется на различные углы в пределах 10o-15o в одной плоскости с шагом 1o-3o в другой и фокусируется объективом, содержащим мениски 6, 7, 8 на приемнике излучения. По изобретению разработан ИК-объектив, который обеспечивает большую светосилу и высокое качество коррекции аберраций (фиг.2) при следующих его оптических характеристиках:
диаметр входного зрачка 110 нм
фокусное расстояние 230 мм
угол поля зрения 0,4o
угол поля обзора за счет сканирования 4,8o. Таким образом, введение афокальной насадки и выполнение всех оптических элементов и их взаимное расположение по изобретению позволяет повысить светосилу по крайней мере в 1,5 раза, уменьшить размеры сканирующего элемента по крайней мере в 2 раза по сравнению с прототипом, что подтверждается на примере разработанного ИК-объектива.
Класс G02B26/10 сканирующие системы