телескопическая оптическая система типа галилея

Формула изобретения

1. Телескопическая оптическая система типа Галилея, содержащая объектив и окуляр, в которой объектив состоит из двух положительных линз, первая из которых - склеенная из двояковыпуклой и отрицательной линз, а окуляр - одиночная двояковогнутая линза, отличающаяся тем, что отрицательная линза объектива выполнена вогнутоплоской, а вторая положительная линза объектива выполнена двояковыпуклой.

2. Телескопическая оптическая система по п.1, отличающаяся тем, что коэффициент дисперсии для линии е материала линзы окуляра более 40 и менее 95.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических системах, работающих с лазерами, например в лазерных дальномерах.

Известна телескопическая система типа Галилея, предназначенная для наблюдения удаленных объектов, состоящая из объектива и окуляра. (Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем. - Л.: Машиностроение, 1975 г., с.195, рис.11.32). Объектив выполнен из последовательно расположенных положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и линзы, склеенной из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а окуляр - одиночная двояковогнутая линза. Эта система характеризуется большой длиной и малым увеличением.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является телескопическая оптическая система типа Галилея, содержащая по ходу лучей объектив, состоящий из двух положительных линз, первая из которых - склеенная из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а вторая - одиночная выпуклоплоская, а также окуляр в виде одиночной двояковогнутой линзы (Патент России № 2209455, G02B 23/00, опубл. 2003 г.). Эта оптическая система обеспечивает видимое увеличение не более 5,5 крат, имеет малый диаметр входного зрачка 22,5 мм, малый угол поля в пространстве предметов 2 30 и недостаточное качество изображения (так, угловая сферическая аберрация для точки на оси составляет 11,1 угл. сек, а аберрация широкого наклонного пучка для поля зрения 2 мин 30 сек составляет 27,9 угл. сек).

Задачей заявляемого изобретения является создание телескопической оптической системы с повышенными эксплуатационными характеристиками и повышенным качеством изображения.

Технический результат - повышение видимого увеличения, увеличение диаметра входного зрачка, увеличение угла поля в пространстве предметов и повышение качества изображения.

Это достигается тем, что в телескопической оптической системе типа Галилея, содержащей объектив и окуляр, в которой объектив состоит из двух положительных линз, первая из которых - склеенная из двояковыпуклой и отрицательной линз, а окуляр - одиночная двояковогнутая линза, в отличие от известного, отрицательная линза объектива выполнена вогнутоплоской, вторая положительная линза объектива выполнена двояковыпуклой. В системе может выполняться условие: коэффициент дисперсии для линии е линзы окуляра более 40 и менее 95.

На чертеже представлена оптическая схема предложенной телескопической системы, которая содержит последовательно расположенные по ходу лучей объектив, состоящий из двух положительных линз: первая склеена из двояковыпуклой 1 и вогнутоплоской 2 линз, вторая - одиночная двояковыпуклая линза 3, а также окуляр 4, выполненный в виде одиночной двояковыпуклой линзы.

В соответствии с предложенным решением рассчитана телескопическая оптическая система для длины волны 1067 нм, ахроматизованная для длин волн 1067 нм и 656 нм. Конструктивные параметры системы приведены в табл.1.

Характеристики рассчитанной телескопической системы

Видимое увеличение, крат	7,5
Диаметр входного зрачка, мм	32,5
Диаметр выходного зрачка, мм	4,3
Угол поля зрения	5 20
Удаление выходного зрачка, мм	36,6

Коэффициент дисперсии для линии е материала линзы окуляра - стекла СТК119 - находится в пределах от 40 до 95 (50,21).

В табл.2 приведены аберрации рассчитанной телескопической системы для =1067 нм.

Система работает следующим образом. Объектив 1-3 создает мнимое прямое промежуточное изображение объекта вблизи фокальной плоскости окуляра (на чертеже не показана), а окуляр 4 переносит изображение в бесконечность. Предлагаемая телескопическая оптическая система может работать и в обратном ходе лучей (с уменьшением).

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создана телескопическая оптическая система типа Галилея с видимым увеличением 7,52 крат, с повышенным диаметром входного зрачка 32,5 мм, с повышенным полем зрения 2W=5 20 , при повышенном качестве изображения.

Таблица 1
Конструктивные параметры телескопической оптической системы
Радиус, мм	Толщина, мм	Марка стекла	Показатель преломления ne	Коэфф. дисперсии е	Световой диаметр, мм
R1=221,3					35,3
	d1 =4,6	TK102	1,57486	57,2
R2=-96,38					35,2
	d2 =3	ТФ105	1,761712	27,32
R3=					35,1
	d3 =0,5		1
R4=104,47					35
	d4 =3,7	TK114	1,615506	60,34
R5=-2148					34,7
	d5 =123,87		1
R6=-28,71					4,7
	d6 =1	CTK119	1,747647	50,21
R7=28,71					4,6

Таблица 2
Аберрации телескопической оптической системы
Вид аберрации	Значение аберрации, не более
ближайший аналог	предложенная система
для =1540 нм	для =1067 нм
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси	11,1 угл.сек	1,2 угл.сек
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=5 20	27,9 угл.сек	16 угл.сек
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=5 20	11,1 угл.сек	0,6 угл.сек
Меридиональный астигматический отрезок Хм для поля зрения 2W=5 20	0,0146 дптр	0,0094 дптр
Сагиттальный астигматический отрезок Xs для поля зрения 2W=5 20	0,0141 дптр	0,0032 дптр