RU2446420C1 - Catadioptric system - Google Patents

Catadioptric system Download PDF

Info

Publication number
RU2446420C1
RU2446420C1 RU2010152188/28A RU2010152188A RU2446420C1 RU 2446420 C1 RU2446420 C1 RU 2446420C1 RU 2010152188/28 A RU2010152188/28 A RU 2010152188/28A RU 2010152188 A RU2010152188 A RU 2010152188A RU 2446420 C1 RU2446420 C1 RU 2446420C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
lens
corrector
optical
condition
Prior art date
Application number
RU2010152188/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Анатольевич Лебедев (RU)
Олег Анатольевич Лебедев
Владимир Евгеньевич Сабинин (RU)
Владимир Евгеньевич Сабинин
Сергей Вольдемарович Солк (RU)
Сергей Вольдемарович Солк
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП)
Priority to RU2010152188/28A priority Critical patent/RU2446420C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2446420C1 publication Critical patent/RU2446420C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: system includes two hyperbolic mirrors lying on a beam path, the first facing the object space with its concave side, and the second facing the first with its convex side. The first mirror has a centre hole with diameter D1. D1≤D2, where D2 is the clear aperture of the second mirror. Near the focal plane of the lens there is a lens corrector, all of the working surfaces of which are spherical and the clear aperture D3 is such that D3≤D1. The first mirror has optical power φ1 such that -3.2≤φ1≤-3.0, with eccentricity squared ℮12 such that 1.00≤℮12≤1.26. The second mirror has optical power φ2 such that -8.0≤φ2≤-7.0, with eccentricity squared ℮22 such that 4.5≤℮22≤6.5. The distance d1-2 between the first and second mirrors is such that 0.3f≤d1-2≤-0.2f, where f is the focal length of the system. The corrector is in form of a meniscus lens whose convex surface faces the second mirror, with optical power φ3 such that -3.4≤φ3≤-2.8, and lies at a distance d2-3 from the second mirror, which is such that 0.16f≤d2-3≤0.3f. The thickness h of the meniscus of the corrector is such that 0.004f≤h≤0.006f.
EFFECT: obtaining a high-quality image in a wide spectral range, which is uniform on the field of view using standard manufacturing, assembling and adjustment techniques.
1 dwg, 5 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании объективов, предназначенных для получения изображений высокого качества, пригодных для использования в широком диапазоне оптического спектра.The present invention relates to the field of optical instrumentation and can be used to create lenses designed to produce high-quality images suitable for use in a wide range of optical spectra.

В оптическом приборостроении распространены зеркальные объективы. Они имеют ряд преимуществ, включающих относительную простоту изготовления, в том числе крупногабаритных изделий, возможность работы в широком спектральном диапазоне. Их недостатком является наличие неустранимых полевых аберраций, включающих кому, астигматизм, кривизну изображения и дисторсию. Обычно для их исправления используют афокальные корректоры из преломляющих оптических элементов. Корректор позволяет устранять полевые аберрации, но усложняет конструкцию, технологию изготовления, сборки и юстировки, уменьшает пропускание, вносит собственные искажения.In optical instrumentation, mirrored lenses are common. They have several advantages, including the relative ease of manufacture, including large-sized products, the ability to work in a wide spectral range. Their disadvantage is the presence of irreparable field aberrations, including coma, astigmatism, image curvature, and distortion. Usually, afocal correctors from refracting optical elements are used to correct them. The corrector allows you to eliminate field aberrations, but complicates the design, manufacturing technology, assembly and alignment, reduces transmission, introduces its own distortion.

Известна катадиоптрическая (катадиоптрическая - оптическая система, включающая как зеркала, так и элементы с преломляющими свет поверхностями, например зеркально-линзовая система. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983, с. 245) система [Заявка WO 2007067701, МПК G02B 17/08, опубл. 14.06.2007.], включающая двухзеркальный объектив и двухлинзовый корректор. Первый корректирующий элемент расположен в параллельном ходе лучей перед объективом и выполнен с центральным отверстием. Прошедший через него поток излучения попадает на зеркало, которое также выполнено с центральным отверстием. Второй корректирующий элемент расположен в центральной части первого корректирующего элемента в сходящемся потоке излучения, отраженного от первого зеркала и имеет заднюю отражающую поверхность, выполняющую функции второго зеркала. Поток излучения от второго корректирующего элемента собирается в фокальной плоскости. Недостатком этой системы является то, что ее габариты ограничены доступностью материала для первого корректирующего элемента, что особенно значимо в ситуациях, когда он изготовлен из кристаллических материалов. Поэтому система не может быть выполнена крупногабаритной. Соответственно, ограничен спектральный диапазон.Known catadioptric (catadioptric - optical system, including both mirrors and elements with light-refracting surfaces, such as a mirror-lens system. Physical encyclopedic dictionary. M: Soviet Encyclopedia, 1983, p. 245) system [Application WO 2007067701, IPC G02B 17/08, publ. 06/14/2007.], Including a two-mirror lens and a two-lens corrector. The first correction element is located in parallel with the rays in front of the lens and is made with a Central hole. The radiation flux passed through it falls onto a mirror, which is also made with a central hole. The second correction element is located in the Central part of the first correction element in a converging stream of radiation reflected from the first mirror and has a rear reflective surface that performs the functions of the second mirror. The radiation flux from the second correction element is collected in the focal plane. The disadvantage of this system is that its dimensions are limited by the availability of material for the first correction element, which is especially significant in situations when it is made of crystalline materials. Therefore, the system cannot be made large. Accordingly, the spectral range is limited.

Известна выбранная нами в качестве прототипа катадиоптрическая система [Небо и телескоп. Ред.-сост. В.Г.Сурдин, М.: Физматлит, 2009, с.120], включающая зеркальный объектив, выполненный из двух, имеющих форму гиперболоидов зеркал с афокальным двухлинзовым корректором. Первое (В зеркальных объективах первым считается зеркало, на которое первоначально попадает свет, т.е. первое по ходу лучей. Н.Н.Михельсон. Оптические телескопы. Теория и конструкция. М.: Наука, 1976, с.231.) по ходу лучей зеркало вогнуто в направлении пространства предметов, в центре его выполнено отверстие, диаметр которого меньше или равен диаметру второго по ходу лучей зеркала, обращенного выпуклой стороной к первому зеркалу. В сходящемся потоке излучения, отраженном от второго зеркала, расположен двухлинзовый корректор, прозрачный в рабочем спектральном диапазоне. В качестве материала корректора использовано оптическое стекло.Known for our chosen as a prototype catadioptric system [Sky and telescope. Ed. VGSurdin, M .: Fizmatlit, 2009, p.120], including a mirror lens made of two hyperboloid-shaped mirrors with an afocal two-lens corrector. The first (In mirror lenses, the first is considered to be the mirror on which the light initially hits, that is, the first along the rays. N.N. Michelson. Optical telescopes. Theory and construction. M: Nauka, 1976, p. 231.) in the direction of the rays, the mirror is concave in the direction of the space of objects, in the center of it a hole is made, the diameter of which is less than or equal to the diameter of the second along the rays of the mirror, convex side to the first mirror. In the converging radiation flux reflected from the second mirror, there is a two-lens corrector, transparent in the working spectral range. As a corrector material, optical glass was used.

К основным недостаткам системы относится малая светосила, наличие остаточных полевых аберраций, из которых наиболее значительны кривизна поля и астигматизм. Наличие в корректоре четырех оптических поверхностей предполагает необходимость нанесения просветляющих покрытий, что вносит дополнительные ограничения в рабочий спектральный диапазон, усложняет технологию изготовления, сборки и юстировки.The main disadvantages of the system include a low aperture, the presence of residual field aberrations, of which the most significant field curvature and astigmatism. The presence of four optical surfaces in the corrector implies the necessity of applying antireflection coatings, which introduces additional restrictions on the working spectral range and complicates the manufacturing, assembly, and alignment technology.

Нами предложена светосильная катадиоптрическая система, обеспечивающая получение высококачественного изображения в широком спектральном диапазоне, равномерного по полю зрения в угле ±30'. Для системы применимы стандартные технологии изготовления, сборки и юстировки.We have proposed a high-speed catadioptric system that provides high-quality images in a wide spectral range, uniform in field of view in an angle of ± 30 '. For the system, standard manufacturing, assembly, and alignment technologies are applicable.

Такой технический результат получен нами, когда в катадиоптрической системе, включающей зеркальный объектив из двух, расположенных по ходу лучей зеркал, оптические поверхности которых выполнены гиперболическими, первое обращено вогнутой стороной к пространству предметов, второе обращено к первому выпуклой стороной, первое зеркало выполнено с центральным отверстием, диаметр D1 которого выбран из условия D1≤D2, где D2 - световой диаметр второго зеркала, на оптической оси объектива, вблизи его фокальной плоскости расположен изготовленный из материала, прозрачного в рабочем спектральном диапазоне, линзовый корректор, все рабочие поверхности которого сферические, а световой диаметр D3 выбран из условия D3≤D1, новым является то, что первое зеркало объектива имеет оптическую силу φ1, выбранную из условия -3,0≤φ1≤-3,2, с квадратом эксцентриситета e12 выбранным из условия 1,00≤e12≤1,26, второе зеркало имеет оптическую силу φ2, выбранную из условия -8,0≤φ2≤-7,0, с квадратом эксцентриситета e22, выбранным из условия 4,5≤e12≤6,5, расстояние d1-2 между первым и вторым зеркалами выбрано из условия -0,2f≤d1-2≤-0,3f, где f - фокусное расстояние оптической системы, корректор изготовлен в форме мениска, обращенного выпуклой поверхностью ко второму зеркалу, с оптической силой φ3, выбранной из условия -2,8≤φ3≤-3,4, расположен на расстоянии d2-3 от второго зеркала, выбранном из условия 0,16f≤d2-3≤0,3f, при этом толщина h мениска корректора выбрана из условия 0,004f≤h≤0,006f.This technical result was obtained by us when in a catadioptric system comprising a mirror lens of two mirrors located along the rays, the optical surfaces of which are hyperbolic, the first is turned with the concave side to the space of objects, the second is turned to the first convex side, the first mirror is made with a central hole , the diameter D 1 of which is selected from the condition D 1 ≤D 2, where D 2 - light diameter of the second mirror, on the optical axis of the lens, near its focal plane located manufacture of a material transparent in the working spectral range, the corrector lens, all the working surface of which spherical, and light diameter D 3 is selected from the condition D 3 ≤D 1, new is the fact that the first mirror has an optical lens effect φ1, selected from conditions -3 , 0≤φ1≤-3.2, with the square of the eccentricity e 1 2 selected from the condition 1.00≤e 1 2 ≤1.26, the second mirror has an optical power φ2 selected from the condition -8.0≤φ2≤-7 0, with the square of the eccentricity e 2 2, selected from the conditions 4,5≤e February 1 ≤6,5, distance d 1-2 between the first and second mirrors is chosen from the condition Ia -0,2f≤d 1-2 ≤-0,3f, where f - focal length of the optical system, an equalizer is made in the shape of the meniscus facing the convex surface of the second mirror with an optical power φ3, selected from conditions -2,8≤ φ3≤-3.4, located at a distance of d 2-3 from the second mirror selected from the condition 0.16f≤d 2-3 ≤0.3f, while the thickness h of the corrector meniscus is selected from the condition 0.004f≤h≤0.006f .

Фокусное расстояние обычно задается в мм.The focal length is usually given in mm.

Подходы к взаимному согласованию характеристик оптических элементов: их взаимному расположению на основе выбранной оптической схемы и фокусного расстояния - известны [1, 2, 3].Approaches to the mutual coordination of the characteristics of optical elements: their relative position on the basis of the selected optical scheme and focal length are known [1, 2, 3].

Авторам не известны светосильные катадиоптрические системы с использованием обладающего оптической силой одноэлементного линзового корректора, обеспечивающие возможность получение изображения высокого качества по всему полю зрения в диапазоне прозрачности материала корректора, в том числе выполненного из кристаллических оптических материалов.The authors are not aware of high-aperture catadioptric systems using a single-element lens corrector with optical power, which provides high-quality images over the entire field of view in the transparency range of the corrector material, including those made of crystalline optical materials.

На фигуре представлена оптическая схема предложенной системы, где первое по ходу лучей зеркало - 1, второе по ходу лучей зеркало - 2, корректор - 3;The figure shows the optical scheme of the proposed system, where the first along the rays of the mirror is 1, the second along the rays of the mirror is 2, the corrector is 3;

F' - фокальная плоскость оптической системы;F 'is the focal plane of the optical system;

d1-2 - расстояние от первого зеркала до второго;d 1-2 is the distance from the first mirror to the second;

d2-3 - расстояние от второго зеркала до корректора;d 2-3 is the distance from the second mirror to the corrector;

h - толщина мениска корректора.h is the thickness of the corrector meniscus.

→ - ход лучей.→ - the course of the rays.

Объектив работает следующим образом.The lens works as follows.

Оптическое излучение, идущее от удаленного объекта, отражаясь последовательно от зеркал 1, 2 и преломляясь в линзовом корректоре 3, фокусируется в плоскости F' изображения оптической системы. После последовательного отражения от первого и второго зеркал формируется осесимметричный сходящийся поток излучения. Традиционно, при построении оптических систем формирования изображения в качестве узла, строящего изображение, применяется зеркальный узел. Коррекционный узел выполняет вспомогательную функцию исправления остаточных полевых аберраций изображения.Optical radiation coming from a distant object, reflected successively from mirrors 1, 2 and refracted in the lens corrector 3, is focused in the image plane F 'of the optical system. After successive reflection from the first and second mirrors, an axisymmetric converging radiation flux is formed. Traditionally, when constructing optical imaging systems, a mirror assembly is used as an image-building assembly. The correction unit performs the auxiliary function of correcting the residual field aberrations of the image.

Нами предложен иной подход для решения задачи. В предложенной нами катодиоптрической системе изображение строится одновременно двумя узлами, как зеркальным, так и корректирующим линзовым. Специально подобранные оптические силы обоих зеркал φ1, φ2, расстояния между ними d1-2 и значения квадратов эксцентриситета e12, e22 только исправляют сферическую аберрацию, дисторсию и частично - кому. Нами впервые выбран одноэлементный, специальной конструкции линзовый корректор, с оптической силой, который в совокупности с зеркальным узлом специальной конструкции, с одной стороны принимает участие в построении изображения, а с другой стороны исправляет остаточные полевые аберрации: кому, астигматизм и кривизну изображения, которые полностью исправить традиционным подходом не удается. Заметим, что вносимые таким одноэлементным линзовым корректором собственные хроматические аберрации и дисторсия малы. В частности, для линзового корректора, выполненного из фтористого бария, в спектральном диапазоне Δλ=0.4-0.8 мкм, остаточный продольный хроматизм, вносимый корректором, составляет 8 мкм. Остаточный хроматизм увеличения для угла поля зрения до ±30' составляет 16 мкм, остаточная дисторсия не превышает 1%. Эффективное исправление всех перечисленных выше аберраций позволило увеличить световые диаметры при минимальной длине оптической системы, что в свою очередь повысило светосилу и относительное отверстие объектива при существенно расширенном угле поля зрения, что ранее было недостижимо. Выбранный нами одноэлементный линзовый корректор позволяет обойтись без просветляющих оптических покрытий, что обеспечивает его повышенную устойчивость к внешним воздействиям и высокое значение пропускания объектива в широком рабочем спектральном диапазоне, который, например, для фтористого бария составляет 0,2-12,0 мкм.We have proposed a different approach to solving the problem. In the cathodioptric system we proposed, the image is built simultaneously by two nodes, both mirror and corrective lens. The specially selected optical forces of both mirrors φ1, φ2, the distances between them d 1-2, and the values of the squared eccentricity e 1 2 , e 2 2 only correct spherical aberration, distortion, and partially - coma. For the first time, we have chosen a single-element, specially designed lens corrector, with optical power, which together with a special-purpose mirror unit, on the one hand takes part in image construction, and on the other hand corrects residual field aberrations: coma, astigmatism and image curvature, which are completely fix the traditional approach fails. Note that the intrinsic chromatic aberrations and distortion introduced by such a single-element lens corrector are small. In particular, for a lens corrector made of barium fluoride in the spectral range Δλ = 0.4-0.8 μm, the residual longitudinal chromatism introduced by the corrector is 8 μm. The residual chromaticity of the increase for the angle of view up to ± 30 'is 16 μm, the residual distortion does not exceed 1%. Effective correction of all the above aberrations made it possible to increase the light diameters with a minimum length of the optical system, which in turn increased the aperture ratio and the relative aperture of the lens with a significantly expanded angle of view, which was previously unattainable. Our single-element lens corrector allows us to do without antireflective optical coatings, which ensures its increased resistance to external influences and a high transmittance of the lens in a wide operating spectral range, which, for example, for barium fluoride is 0.2-12.0 μm.

Геометрические характеристики объектива, нормированные на величину фокусного расстояния, равного 1, при относительном отверстии 1:3 приведены в таблице 1.The geometric characteristics of the lens, normalized to a focal length of 1, with a relative aperture of 1: 3 are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 № оптического элемента на рисункеOptical element number in the figure Оптическая сила φOptical power φ Промежутки между оптическими элементами, ммGaps between optical elements, mm Относительный световой диаметрRelative light diameter 1one φ1=-3.103φ1 = -3.103 d1-2=-0.233d 1-2 = -0.233 1,01,0 22 φ2=-7.420φ2 = -7.420 d2-3=0.217d 2-3 = 0.217 0,30.3 33 φ3=-3.118φ3 = -3.118 -- 0,0870,087

Пример конкретного исполнения.An example of a specific implementation.

Исходя из выбранного спектрального диапазона, требуемого угла поля зрения, размера фотоприемного устройства и качества изображения определяют исходные требования к фокусному расстоянию, относительному отверстию, габаритным размерам объектива и величине остаточных аберраций. По известным зависимостям между оптическими характеристиками и формой оптических элементов выбирают принципиальную оптическую схему оптической системы и проводят оптический расчет. Характеристики светосильного зеркального объектива с одноэлементным линзовым корректором, выполненным из фтористого бария, в котором входной зрачок расположен на поверхности первого зеркала, пригодного для работы в спектральном диапазоне от 0,4 до 12,0 мкм, для диаметра входного зрачка, равного 600 мм, приведены в таблицах 2, 3, 4 и 5. Выбор материала линзового корректора объектива обусловлен необходимостью требуемого пропускания и исправления хроматической аберрации в рабочем спектральном диапазоне, а также доступностью монокристалла с нужными габаритами.Based on the selected spectral range, the required angle of view, the size of the photodetector and image quality, the initial requirements for the focal length, relative aperture, overall dimensions of the lens and the amount of residual aberration are determined. Based on the known dependencies between the optical characteristics and the shape of the optical elements, a principle optical scheme of the optical system is selected and optical calculation is performed. The characteristics of a high-speed mirror lens with a single-element lens corrector made of barium fluoride, in which the entrance pupil is located on the surface of the first mirror, suitable for operation in the spectral range from 0.4 to 12.0 μm, for the diameter of the entrance pupil of 600 mm, are given in tables 2, 3, 4 and 5. The choice of material of the lens corrector of the lens is due to the need for the required transmission and correction of chromatic aberration in the working spectral range, as well as the availability of a single crystal with bubbled dimensions.

Таблица 2table 2 Фокусное расстояние, ммFocal length mm 18001800 Относительное отверстиеRelative hole 1:31: 3 Угловое поле зрения, градAngular field of view, hail 1one Линейное поле изображения по диагонали, ммDiagonal linear field of the image, mm 31,831.8 Коэффициент экранирования первого зеркала вторымScreening coefficient of the first mirror by the second 0.30.3 Отражающий материал зеркалMirror Reflective Material алюминийaluminum Задний отрезок от линзового корректора объектива до фокальной плоскости, ммThe rear segment from the lens corrector lens to the focal plane, mm 72.0472.04

Габаритные характеристики оптической системы приведены в таблице 3. Уравнение гиперболы поверхности первого зеркала: F(z,y)=y2+2320z-0,11z2=0, где y - положение точки по оси абсцисс, z - положение по оси ординат. Радиус при вершине поверхности R0=-1160 мм. Квадрат эксцентриситета e12=1,11. Уравнение гиперболы поверхности второго зеркала: F(z,y)=y2+970,23z-4,53z2=0. Радиус при вершине поверхности R0=-485.15 мм. Квадрат эксцентриситета e22=5,53.The overall characteristics of the optical system are shown in Table 3. The hyperbola equation for the surface of the first mirror is: F (z, y) = y 2 + 2320z-0.11z 2 = 0, where y is the position of the point along the abscissa axis, z is the position along the ordinate axis. The radius at the top of the surface is R 0 = -1160 mm. The squared eccentricity e 1 2 = 1.11. The hyperbola equation for the surface of the second mirror is F (z, y) = y 2 + 970.23z-4.53z 2 = 0. The radius at the top of the surface is R 0 = -485.15 mm. The square of the eccentricity e 2 2 = 5.53.

Таблица 3Table 3 Наименование оптического элементаThe name of the optical element Порядковый номер
поверхности
Serial number
surface
Световой диаметр, ммLight diameter mm Воздушные промежутки, ммAir gaps, mm
ЗеркалоMirror 1one 600600 di.2=- 420.0di.2 = - 420.0 ЗеркалоMirror 22 180180 d2.3=390.4d2.3 = 390.4 МенискMeniscus 33 51.551.5 толщина мениска h=8.8meniscus thickness h = 8.8 4four 45.545.5

Коэффициент экранирования первого зеркала вторым составляет 0,3, что обеспечивает допустимые потери падающего излучения по пропусканию и высокий контраст изображения. Распределение энергии в кружках рассеяния по полю для видимого спектрального диапазона от 0,4 до 0.8 мкм для различных углов наблюдения ω в сопоставлении с теоретически возможными, определяемыми дифракционными пределами, приведено в таблице 4.The screening coefficient of the first mirror by the second is 0.3, which ensures acceptable transmission losses of incident radiation and high image contrast. The energy distribution in the scattering circles over the field for the visible spectral range from 0.4 to 0.8 μm for various viewing angles ω in comparison with theoretically possible determined by diffraction limits is shown in Table 4.

Таблица 4Table 4 Концентрация энергииEnergy concentration Диаметр кружков рассеяния, ммDiameter of scattering circles, mm пределlimit ω=0°00'ω = 0 ° 00 ' ω=±0°15'ω = ± 0 ° 15 ' ω=±0°30'ω = ± 0 ° 30 ' 80%80% 0.0060.006 0.0090.009 0.0140.014 0.0270.027 83.8%83.8% 0.0070.007 0.0110.011 0.0150.015 0.0310.031 90%90% 0.0090.009 0.0160.016 0.0180.018 0.0430.043

Распределение энергии в кружках рассеяния по полю для «дальнего» спектрального диапазона от 8,0 до 12,0 мкм приведено в таблице 5.The energy distribution in the scattering circles over the field for the “far” spectral range from 8.0 to 12.0 μm is shown in Table 5.

Таблица 5Table 5 Концентрация энергииEnergy concentration Диаметр кружков рассеяния, ммDiameter of scattering circles, mm пределlimit ω=0°00'ω = 0 ° 00 ' ω=±0°15'ω = ± 0 ° 15 ' ω=±0°30'ω = ± 0 ° 30 ' 80%80% 0.0900.090 0.0900.090 0.0920.092 0.0960.096 83.8%83.8% 0.0980.098 0.0980.098 0.1000.100 0.1060.106 90%90% 0.1320.132 0.1340.134 0.1340.134 0.1590.159

Достоинствами заявленной катадиоптрической системы являются высокое качество изображения, сопоставимое с дифракционным, его равномерность по полю в видимом, «среднем» и «дальнем» ИК спектральном диапазонах при высокой светосиле и значительном угле поля зрения, возможность изготовления крупногабаритных изделий, доступность стандартных технологий изготовления, сборки и методик юстировки.The advantages of the claimed catadioptric system are high image quality comparable with diffraction, its uniformity across the field in the visible, "average" and "far" IR spectral ranges at high aperture and a significant field of view angle, the ability to manufacture large products, the availability of standard manufacturing techniques, assembly and alignment techniques.

ЛитератураLiterature

1. В.Н.Чуриловский. Теория хроматизма и аберраций третьего порядка. Л.: Машиностроение, 1968, с.291-304.1. V.N. Churilovsky. Theory of chromatism and third-order aberrations. L .: Mechanical engineering, 1968, p. 291-304.

2. Г.Г.Слюсарев. Расчет оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975, с.322-360.2. G. G. Slyusarev. Calculation of optical systems. L .: Mechanical engineering, 1975, p. 322-360.

3. Н.Н.Михельсон. Оптические телескопы. Теория и конструкция. М.: Наука, 1976, с.343-359.3. N.N. Michelson. Optical telescopes. Theory and construction. M .: Nauka, 1976, p. 343-359.

Claims (1)

Катадиоптрическая система, включающая зеркальный объектив из двух расположенных по ходу лучей зеркал, оптические поверхности которых выполнены гиперболическими, первое обращено вогнутой стороной к пространству предметов, второе обращено к первому выпуклой стороной, первое зеркало выполнено с центральным отверстием, диаметр D1 которого выбран из условия D1≤D2, где D2 - световой диаметр второго зеркала, на оптической оси объектива вблизи его фокальной плоскости расположен изготовленный из материала, прозрачного в рабочем спектральном диапазоне, линзовый корректор, все рабочие поверхности которого сферические, а световой диаметр D3 выбран из условия D3≤D1, отличающаяся тем, что первое зеркало объектива имеет оптическую силу φ1, выбранную из условия -3,2≤φ1≤-3,0, с квадратом эксцентриситета e12, выбранным из условия 1,00≤e12≤1,26, второе зеркало имеет оптическую силу φ2, выбранную из условия -8,0≤φ2≤-7,0, с квадратом эксцентриситета е22, выбранным из условия 4,5≤e22≤6,5, расстояние d1-2 между первым и вторым зеркалами выбрано из условия -0,3f≤d1-2≤-0,2f, где f - фокусное расстояние оптической системы, корректор изготовлен в форме мениска, обращенного выпуклой поверхностью ко второму зеркалу, с оптической силой φ3, выбранной из условия -3,4≤φ3≤-2,8, расположен на расстоянии d2-3 от второго зеркала, выбранном из условия 0,16f≤d2-3≤0,3f, при этом толщина h мениска корректора выбрана из условия 0,004f≤h≤0,006f. A catadioptric system, comprising a mirror lens of two mirrors located along the rays, the optical surfaces of which are hyperbolic, the first is turned with the concave side to the space of objects, the second is facing the first convex side, the first mirror is made with a central hole, the diameter D 1 of which is selected from condition D 1 ≤D 2, where D 2 - light diameter of the second mirror, on the optical axis of the lens near its focal plane is made of material transparent in the working spectral Range, the corrector lens, all of which spherical seating surfaces, and the effective diameter D 3 is selected from the condition D 1 ≤D 3, characterized in that the first mirror has an optical lens effect φ1, selected from conditions -3,2≤φ1≤-3, 0, with the squared eccentricity e 1 2 selected from the condition 1.00≤e 1 2 ≤1.26, the second mirror has the optical power φ2 selected from the condition -8.0≤φ2≤-7.0, with the squared eccentricity e 2 2 selected from the condition 4.5≤e 2 2 ≤6.5, the distance d 1-2 between the first and second mirrors is selected from the condition -0.3f≤d 1-2 ≤ -0.2f, where f is the focal optical distance Coy system corrector is made in the form of a meniscus facing a convex surface of the second mirror with an optical power φ3, selected from conditions -3,4≤φ3≤-2,8, located at a distance d 2-3 of the second mirror, is selected from the condition 0.16f≤d 2-3 ≤0.3f, and the corrector meniscus thickness h is selected from the condition 0.004f≤h≤0.006f.
RU2010152188/28A 2010-12-20 2010-12-20 Catadioptric system RU2446420C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152188/28A RU2446420C1 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Catadioptric system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152188/28A RU2446420C1 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Catadioptric system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2446420C1 true RU2446420C1 (en) 2012-03-27

Family

ID=46030953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152188/28A RU2446420C1 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Catadioptric system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2446420C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570055C1 (en) * 2014-12-30 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Infrared catadioptric lens
CN108254859A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 株式会社腾龙 Catadioptric optical system and photographic device
RU2670237C1 (en) * 2017-08-03 2018-10-19 Акционерное общество "ЛОМО" Reflector lens
RU220310U1 (en) * 2023-06-06 2023-09-06 Акционерное общество "ЛОМО" MIRROR LENS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101195A (en) * 1977-07-29 1978-07-18 Nasa Anastigmatic three-mirror telescope
RU2010272C1 (en) * 1992-04-01 1994-03-30 Лустберг Эрик Антонович Reflecting lens of telescope
DE19640327A1 (en) * 1996-09-19 1998-03-26 Frank Gallert Catadioptric lens with low central obstruction
WO2007067701A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 Meade Instruments Corporation Catadioptric telescopes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101195A (en) * 1977-07-29 1978-07-18 Nasa Anastigmatic three-mirror telescope
RU2010272C1 (en) * 1992-04-01 1994-03-30 Лустберг Эрик Антонович Reflecting lens of telescope
DE19640327A1 (en) * 1996-09-19 1998-03-26 Frank Gallert Catadioptric lens with low central obstruction
WO2007067701A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 Meade Instruments Corporation Catadioptric telescopes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Небо и телескоп. /Под ред. Сурдина В.Г. - М.: Физматлит, 2009, с.120. *
Попов Г.М. Современная астрономическая оптика. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.лит., 1988, с.163, 164. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570055C1 (en) * 2014-12-30 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") Infrared catadioptric lens
CN108254859A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 株式会社腾龙 Catadioptric optical system and photographic device
CN108254859B (en) * 2016-12-28 2022-04-15 株式会社腾龙 Catadioptric optical system and imaging apparatus
RU2670237C1 (en) * 2017-08-03 2018-10-19 Акционерное общество "ЛОМО" Reflector lens
RU220310U1 (en) * 2023-06-06 2023-09-06 Акционерное общество "ЛОМО" MIRROR LENS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9651763B2 (en) Co-aperture broadband infrared optical system
CN105759410B (en) The big view field imaging system of refraction-reflection type heavy caliber
US9507153B2 (en) Night vision devices and methods
CN110488394B (en) Long-wave infrared composite optical system
KR100932850B1 (en) Fisheye lens
KR101807414B1 (en) Long Range Oblique Photography Camera Optical System for Simultaneous Shooting of Triple Band Wavelength Image
JP6722195B2 (en) Reflection telescope with wide field of view
US8488237B2 (en) Wide spectral coverage Ross corrected Cassegrain-like telescope
US8965193B1 (en) Mirrored lens for wide field of view and wide spectrum
CN109239897A (en) A kind of off-axis three anti-non-focus optical system
RU2446420C1 (en) Catadioptric system
CN112034605A (en) Catadioptric Golay3 sparse aperture optical system
CN111367042B (en) Large-caliber long-focus infrared bicolor optical lens and imaging device
CN103913840A (en) Large-caliber refractive and reflective three-component continuous zooming optical system
CN113341558A (en) Reflective eyepiece optical system and head-mounted near-to-eye display device
RU2650055C1 (en) Catadioptric telescope
CN103487923B (en) Total reflection optical imaging system
Seppala Improved optical design for the large synoptic survey telescope (lsst)
CN114236798A (en) Catadioptric afocal optical system
CN108700681A (en) Aspherical cemented lens
RU2521249C1 (en) Reflecting autocollimating spectrometer
RU2415451C1 (en) Reflector lens
KR102043283B1 (en) Meniscus cassegrain lens
RU2785224C1 (en) Objective of a mirror-lens telescope
RU2472190C1 (en) Catadioptric telescope

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20121224