UA116225U - LENS FOR MICRO SATELLITES - Google Patents
LENS FOR MICRO SATELLITES Download PDFInfo
- Publication number
- UA116225U UA116225U UAU201612268U UAU201612268U UA116225U UA 116225 U UA116225 U UA 116225U UA U201612268 U UAU201612268 U UA U201612268U UA U201612268 U UAU201612268 U UA U201612268U UA 116225 U UA116225 U UA 116225U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- lens
- lenses
- mirror
- main
- shape
- Prior art date
Links
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 title claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Об'єктив для мікросупутників містить головне увігнуте дзеркало, вторинне сферичне дзеркало, коригуючий елемент. Головне дзеркало має еліптичну форму та діаметр 180 мм, головне та вторинне дзеркало виконано з астроситалу СО-115М. Коригувальний елемент складається з трьох лінз, виконаних з матеріалу плавлений кварц. При цьому крайні лінзи позитивні, а середня лінза має форму меніска і розташована увігнутою поверхнею до простору зображень.The lens for microsatellites contains a main concave mirror, a secondary spherical mirror, a correcting element. The main mirror has an elliptical shape and a diameter of 180 mm, the main and secondary mirrors are made of astrosital CO-115M. The correcting element consists of three lenses made of fused quartz material. The extreme lenses are positive, and the middle lens has the shape of a meniscus and is located with a concave surface to the image space.
Description
Корисна модель належить до оптичних приладів, а саме до області спостережних оптичних приладів і може бути використано для вирішення завдань виявлення, розпізнавання та ідентифікації об'єктів спостереження з космосу на поверхні Землі в спектральному діапазоні 0,45-0,75 мкм.The useful model belongs to optical devices, namely to the field of observational optical devices and can be used to solve the tasks of detection, recognition and identification of objects of observation from space on the Earth's surface in the spectral range of 0.45-0.75 μm.
Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявленого є ультрафіолетовий об'єктив (ПатентThe ultraviolet lens (Patent
РФ Мо 2154849, від 20.08.2000, МПК 502813/14, 502817/08), що містить головне увігнуте параболічне дзеркало, вторинне сферичне дзеркало і коригувальний елемент, що складається з трьох лінз з однаковим показником заломлення. Крайні лінзи негативні і виконані у вигляді менісків, звернених увігнутістю до простору зображень, а центральна -двоопуклою. Недоліками вказаного пристрою є вузький спектральний діапазон роботи, коригувальний елемент, виконаний з матеріалу непридатного для використання в умовах великого перепаду температур, невеликий діаметр головного дзеркала, параболічна форма поверхні головного дзеркала, яка складніше у виготовленні, ніж еліптична.RF Mo 2154849, dated 20.08.2000, IPC 502813/14, 502817/08), containing the main concave parabolic mirror, a secondary spherical mirror and a corrective element consisting of three lenses with the same refractive index. The extreme lenses are negative and are made in the form of menisci, facing the image space with concavity, and the central one is biconvex. The disadvantages of this device are a narrow spectral range of operation, a corrective element made of a material unsuitable for use in conditions of a large temperature difference, a small diameter of the main mirror, a parabolic shape of the surface of the main mirror, which is more difficult to manufacture than an elliptical one.
В основу корисної моделі поставлено задачу створити систему об'єктива для роботи в умовах відкритого космосу, забезпечити більш високі технічні характеристики: поліпшення якості зображення і розширення спектрального діапазону роботи.The basis of a useful model is the task of creating a lens system for working in open space, providing higher technical characteristics: improving image quality and expanding the spectral range of work.
Поставлена задача вирішується тим, що об'єктив для мікросупутників, що містить головне увігнуте дзеркало, вторинне сферичне дзеркало, коригуючий елемент, що складається з трьох лінз, згідно з корисною моделлю, головне дзеркало має еліптичну форму та діаметр 180 мм, головне та вторинне дзеркало виконано з астроситалу СО-115М, а коригувальний елемент складається з трьох лінз, виконаних з матеріалу плавлений кварц, причому крайні лінзи позитивні, а середня лінза має форму меніска і розташована увігнутою поверхнею до простору зображень.The problem is solved by the fact that a lens for microsatellites containing a main concave mirror, a secondary spherical mirror, a correction element consisting of three lenses, according to a useful model, the main mirror has an elliptical shape and a diameter of 180 mm, the main and secondary mirrors made of CO-115M astrosital, and the corrective element consists of three lenses made of fused quartz material, and the extreme lenses are positive, and the middle lens has the shape of a meniscus and is located with a concave surface to the image space.
Головне дзеркало має більший діаметр - 180 мм, що дозволяє отримати дозвіл краще 1 секунди дуги і еліптичну форму поверхні, яка легше в виготовленні, ніж параболічна.The main mirror has a larger diameter - 180 mm, which allows you to get a resolution better than 1 second of arc and an elliptical surface shape, which is easier to manufacture than a parabolic one.
Коригувальний елемент складається з трьох лінз, причому крайні лінзи позитивні, а центральна виконана у вигляді меніска, зверненого увігнутістю до простору зображень. Виконання дзеркал з астроситала СО-115М, а лінз коригуючого елемента системи з плавленого кварцу - матеріалів з наднизьким коефіцієнтом теплового розширення, дає можливість отримати стабільні параметриThe corrective element consists of three lenses, and the extreme lenses are positive, and the central one is made in the form of a meniscus, facing the image space with its concavity. The performance of mirrors from CO-115M astrosital, and the lenses of the corrective element of the system from fused quartz - materials with an ultra-low coefficient of thermal expansion, makes it possible to obtain stable parameters
Зо оптичної системи при значному перепаді температур від -60С до «т 15 70.From the optical system with a significant temperature difference from -60C to 1570°C.
Виконання негативною лінзи коректора у вигляді меніска, зверненого увігнутістю до простору зображень, а наступного за ним, позитивної лінзи коректора в формі двоопуклої дає можливість зменшення залишкової сферохроматичної аберації в широкому діапазоні спектра.Making a negative corrector lens in the form of a meniscus facing the image space with a concavity, followed by a positive biconvex corrector lens makes it possible to reduce residual spherochromatic aberration in a wide range of the spectrum.
При цьому також зменшується і залишкова кома, в результаті чого підвищується якість зображення і розширюється спектральний діапазон роботи системи. Аберація "кривизна поля" мінімізована в розрахунку на застосування як світлоприймачів ССО-матриці.At the same time, the residual coma also decreases, as a result of which the image quality increases and the spectral range of the system's operation expands. Aberration "curvature of the field" is minimized in the calculation of the use of SSO-matrix as light receivers.
Невідомі оптичні системи об'єктивів, що мають ознаки, подібні ознакам, що відрізняють пропоновану систему від прототипу, тому дана оптична система має істотні відмінності.Unknown optical lens systems that have features similar to the features that distinguish the proposed system from the prototype, so this optical system has significant differences.
Запропонована корисна модель пояснюється наступними графічними матеріалами:The proposed useful model is explained by the following graphic materials:
Фіг. 1 - оптична схема об'єктива.Fig. 1 - optical scheme of the lens.
Фіг. 2 - поперечні аберації на осі і половини кута поля зору 0,47 і 0,757.Fig. 2 - transverse aberrations on the axis and half the angle of the field of view are 0.47 and 0.757.
Фіг. З - частотно-контрастна характеристика.Fig. C - frequency-contrast characteristic.
Фіг. 4 - кривизна поля.Fig. 4 - field curvature.
Фіг. 5 - оптична передавальна функція.Fig. 5 - optical transmission function.
На фіг. 1 зображена запропонована оптична система об'єктива. Система містить головне увігнуте еліптичне дзеркало 1, вторинне сферичне дзеркало 2 і коригувальний елемент, встановлений по ходу променя позаду вторинного дзеркала, що складається з трьох лінз З, 4 і 5, з яких крайні лінзи З ії 5 позитивні, а центральна лінза 4 виконана у вигляді негативного меніска, зверненого увігнутістю до простору зображень. Лінзи коректора виконані з матеріалу з однаковим показником заломлення (плавленого кварцу), що має низький коефіцієнт теплового розширення.In fig. 1 shows the proposed optical lens system. The system includes the main concave elliptical mirror 1, the secondary spherical mirror 2 and the correcting element installed along the path of the beam behind the secondary mirror, consisting of three lenses Z, 4 and 5, of which the extreme lenses Z and 5 are positive, and the central lens 4 is made in in the form of a negative meniscus facing the space of images by its concavity. Corrector lenses are made of material with the same refractive index (fused quartz), which has a low coefficient of thermal expansion.
Промені світла, відбиваючись від головного і вторинного дзеркала 1 і 2, проходять через лінзи коректора 3, 4 і 5, утворюючи зображення об'єкта спостереження в площині зображення 6, яка розташована позаду головного дзеркала 1.Rays of light, reflecting from the main and secondary mirrors 1 and 2, pass through the corrector lenses 3, 4 and 5, forming an image of the observation object in the image plane 6, which is located behind the main mirror 1.
Конструктивні параметри запропонованого об'єктива наведені в таблиці, де: і - номер поверхні; її - радіуси кривизни поверхонь; й; - товщини лінз і повітряні проміжки; п; - показники заломлення;, - світлові діаметри поверхонь; й - ексцентриситет. Ексцентриситетом, відмінним від нуля має тільки головне дзеркало 1, всі інші оптичні поверхні сферичні. Всі лінійні параметри системи наводяться в мм. (510)The design parameters of the proposed lens are listed in the table, where: i - surface number; her - radii of curvature of surfaces; and; - lens thicknesses and air gaps; n; - refractive indices;, - light diameters of surfaces; and - eccentricity. Only the main mirror 1 has an eccentricity different from zero, all other optical surfaces are spherical. All linear parameters of the system are given in mm. (510)
Таблиця 7717711 п | матерал | й | є 1 -7200 | 230 | щ-.КМ- | Ю.- | л80 | -0,71363 2 | 467,64 | 186855 | - | - | 73 | 0 3 | 546,067 | 70 | 1460077 | кварц. | 40 | 0 4 | -58559 | 204 | - |! - | 4 | 0 | 144867 | 10 | 1460077 | кварц. | 32 | 0 6 | зпе98 | 3525 | - | - | з | 0 7 | 86279 | 57 | 1460077 | кварц. | 30 | 0 і 8 | 90986 | з47Йй | - | - / з Ї о0 |і "- Задній фокальний відрізок (відстань від другої поверхні лінзи 5 коригуючого елемента до площини зображення)Table 7717711 p | material | and | is 1 -7200 | 230 | sh-.KM- | Yu.- | l80 | -0.71363 2 | 467.64 | 186855 | - | - | 73 | 0 3 | 546,067 | 70 | 1460077 | quartz. | 40 | 0 4 | -58559 | 204 | - |! - | 4 | 0 | 144867 | 10 | 1460077 | quartz. | 32 | 0 6 | zpe98 | 3525 | - | - | with | 0 7 | 86279 | 57 | 1460077 | quartz. | 30 | 0 and 8 | 90986 | from 47th | - | - / z Y o0 |i "- Back focal segment (distance from the second surface of the lens 5 of the corrective element to the image plane)
Еквівалентний фокус системи 900 мм, відносний отвір 1/5. Загальна довжина системи при товщині вторинного дзеркала 8-310 мм.Equivalent system focus 900mm, relative aperture 1/5. The total length of the system with a secondary mirror thickness of 8-310 mm.
На фіг. 2 показані зображення точки для різних кутів поля зору в кутовій мірі м/ і в міліметрах 5 Ї для чотирьох довжин хвиль. У лівому верхньому кутку масштаб в мікронах. Відлік кутів ведеться від оптичної осі, таким чином, повне поле зору складе 2м/-1,5 градуса дуги або в лінійній мірі 21 -23,9 мм.In fig. 2 shows the images of the point for different angles of the field of view in angular measure m/ and in millimeters 5 Й for four wavelengths. In the upper left corner, the scale is in microns. Angles are counted from the optical axis, so the full field of view will be 2m/-1.5 degrees of arc or in linear measure 21-23.9 mm.
На фіг. 3 зображений графік частотно-контрастної характеристики. Лінією, яка є верхньою, на графіку позначено теоретичну межу для оптичної системи з таким же діаметром головного дзеркала, світлосилою і екрануванням. Верхню лінію практично затуляють лінії реальної системи, що говорить про те, що розрахована система знаходиться близько до теоретичної межі.In fig. 3 shows a graph of the frequency-contrast characteristic. The upper line on the graph marks the theoretical limit for an optical system with the same diameter of the main mirror, luminous intensity and shielding. The upper line is almost obscured by the lines of the real system, which indicates that the calculated system is close to the theoretical limit.
На фіг. 4 зображений графік кривизни поля. З графіка видно, що глибина всіх різких зображень відхиляється від ідеальної площини не більше ніж на 0,1 мм. Таким чином представлена оптична система ідеально підходить для роботи спільно з ССО-матрицею як світлонакопичувальний елемент.In fig. 4 shows the field curvature graph. The graph shows that the depth of all sharp images deviates from the ideal plane by no more than 0.1 mm. In this way, the presented optical system is ideally suited to work together with the SCO-matrix as a light-accumulating element.
На фіг. 5 зображено розподіл енергії від точкового джерела. Видно, що центральний максимум займає в лінійній мірі менше З мікрон, а концентрація енергії в ньому перевищує 90 9о (число Штреля більше 0,9, вісь Х).In fig. 5 shows the distribution of energy from a point source. It can be seen that the central maximum occupies in a linear measure less than 3 microns, and the energy concentration in it exceeds 90 9o (the Strehl number is greater than 0.9, X axis).
Запропонований об'єктив може бути використаний для вирішення завдань виявлення, розпізнавання та ідентифікації об'єктів спостереження в атмосфері і за її межами. При використанні як об'єктива мікросупутника спільно з ССО-матрицею з розміром пікселя 6 мікрон і вікном 24 х 24 мм, отримане зображення матиме 4000 х 4000 елементів і охопить з висоти 400 км площу 10,4 х 10,4 км. Розміру одного пікселя на матриці буде відповідати 2,6 м на поверхніThe proposed lens can be used to solve the tasks of detection, recognition and identification of observation objects in the atmosphere and beyond. When used as a microsatellite lens together with a SSO-matrix with a pixel size of 6 microns and a window of 24 x 24 mm, the resulting image will have 4000 x 4000 elements and cover an area of 10.4 x 10.4 km from an altitude of 400 km. The size of one pixel on the matrix will correspond to 2.6 m on the surface
Землі. В разі використання матриці з розміром пікселя З мікрони роздільна здатність об'єктива збільшиться вдвічі.Earth In the case of using a matrix with a pixel size of 2 microns, the resolution of the lens will double.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201612268U UA116225U (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | LENS FOR MICRO SATELLITES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201612268U UA116225U (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | LENS FOR MICRO SATELLITES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA116225U true UA116225U (en) | 2017-05-10 |
Family
ID=74306761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201612268U UA116225U (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | LENS FOR MICRO SATELLITES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA116225U (en) |
-
2016
- 2016-12-02 UA UAU201612268U patent/UA116225U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8867140B2 (en) | Low distortion athermalized imaging lens | |
CN203981958U (en) | A kind of large zoom ratio medium wave infrared continuous zoom lens | |
CN103823294B (en) | There is the continuous vari-focus medium-wave infrared optical system of overlength focal length | |
Marks et al. | Gigagon: a monocentric lens design imaging 40 gigapixels | |
JP6722195B2 (en) | Reflection telescope with wide field of view | |
CN110989152A (en) | Common-path flexible off-axis four-inverse focal length optical system | |
NO157635B (en) | AFOCALLY, DOUBLE-BREAKING REFRACTOR TELESCOPE. | |
KR20180023010A (en) | Flat wedge-shaped lens and image processing method | |
FR2484657A1 (en) | "ZOOM" AFOCAL SCREEN | |
CN109239897A (en) | A kind of off-axis three anti-non-focus optical system | |
CN102253479B (en) | Principal focus type refracting-reflecting optical system | |
RU2642173C1 (en) | Athermalised wideangle lens for ir spectral region | |
CN203965714U (en) | A kind of long-focus long-wave infrared continuous zoom lens | |
US20210278639A1 (en) | Optical imaging module having a hyper-hemispherical field and controlled distortion and compatible with an outside environment | |
UA116225U (en) | LENS FOR MICRO SATELLITES | |
RU2446420C1 (en) | Catadioptric system | |
RU163268U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
RU162339U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
RU162318U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
Gebgart | Design features of some types of ultrawide-angle objectives | |
RU2650055C1 (en) | Catadioptric telescope | |
RU2415451C1 (en) | Reflector lens | |
Wolf et al. | On the determination of aspheric profiles | |
RU2385475C1 (en) | High-aperture wide-angle lens for infrared spectrum (versions) | |
GB2085184A (en) | Afocal dual magnification refractor telescopes |