зеркальный объектив телескопа
Классы МПК: | G02B17/06 с использованием только зеркал |
Автор(ы): | Кочетова Л.г., Крупнова Л.П., Лебедева Г.И., Лустберг Э.А., Любарский С.В. |
Патентообладатель(и): | Лустберг Эрик Антонович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-01 публикация патента:
30.03.1994 |
Использование: создание телескопов , звездных датчиков. Сущность изобретения: объектив состоит из первичного вогнутого и вторичного выпуклого сферических зеркал и третьего вогнутого, поверхность которого нанесена на общую подложку с первичным. При этом группе, включающей в себя первичное и вторичное зеркала, придана отрицательная оптическая сила, третьему зеркалу придана оптическая сила, в 1,5 - 2 раза превосходящая оптическую силу первичного зеркала, которому придана форма ретушированного гиперболоида. Поверхность третьего зеркала также может быть ретуширована, а апертурная диафрагма совмещена с вторичным зеркалом. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. ЗЕРКАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ ТЕЛЕСКОПА , содеpжащий пеpвичное вогнутое и втоpичное выпуклое гипеpболоидальные зеpкала, тpетье вогнутое зеpкало, pабочая повеpхность котоpого pасположена на общей подложке с пеpвичным зеpкалом, и апеpтуpную диафpагму, отличающийся тем, что пеpвичное и втоpичное зеpкала выполнены с отpицательной эквивалентной оптической силой, а тpетье зеpкало - с оптической силой, в 1,5 - 2 pаза пpевышающей оптическую силу пеpвичного зеpкала, пpи этом pасстояние между веpшиной сфеpы, ближайшей к повеpхности пеpвичного зеpкала, и веpшиной тpетьего зеpкала составляет 0,002 - 0,015 величины фокусного pасстояния объектива, а пpофиль повеpхности пеpвичного зеpкала опpеделен уpавнением видаy2+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6= 0,
в котоpом хотя бы один из коэффициентов ai пpи члене x в степени выше втоpой не pавен 0. 2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что пpофиль повеpхности тpетьего зеpкала опpеделен уpавнением вида
y2+a1x+a2x2= 0 при значении коэффициента a*2, лежащего в пределах
0 < a2 < 1. 3. Объектив по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что апеpтуpная диафpагма объектива совмещена с втоpичным зеpкалом.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к зеркальным объективам, и может быть использовано при создании телескопов, когда предъявляются требования обеспечения в жестких эксплуатационных условиях хорошего качества изображения в широкой спектральной области на поле величиной в несколько градусов, при высоких относительных отверстиях. Известны трехзеркальные объективы, построенные по оптической схеме Пауля [1] . Объектив по схеме Пауля может иметь сравнительно высокое значение относительного отверстия (А= 1: 3-1: 4), но из-за неисправленной кривизны изображения не может обеспечить хорошее качество на плоском поле, превосходящем несколько десятков минут. Известный трехзеркальный объектив Рамзеля [2] , являющийся наиболее близким к заявленному решению, состоит из первичного вогнутого, вторичного выпуклого и третьего вогнутого гиперболоидальных зеркал, причем вершина третьего зеркала совмещена с вершиной первичного зеркала и они выполнены в виде единой поверхности на общей подложке. При этом оптическая сила третьего зеркала равна оптической силе первичного зеркала. В объективе Рамзея группе, состоящей из первичного и вторичного зеркал, придана положительная оптическая сила. В этой схеме исправлена кривизна изображения, поэтому поле зрения объектива Рамзея существенно превосходит поле зрения объектива Пауля. Но и этот объектив обеспечивает высокое качество изображения на поле не большем, чем 2![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010045/969.gif)
- увеличение поля зрения и уменьшение аберрации астигматизма;
- уменьшение влияния смещения плоскости анализа изображения относительно фокальной плоскости на изменение масштаба изображения;
- придание кружку рассеяния размера, превосходящего в несколько раз диаметр дифракционного кружка, при сохранении возможности осуществления контроля децентрировки зеркал с высокой точностью. Сущность изобретений, позволяющих достигнуть указанные дополнительные цели одновременно с первоначальной, заключается соответственно в следующем:
- поверхность третьего зеркала ретуширована, ей придана асферическая форма;
- апертурная диафрагма объектива совмещена с вторичным зеркалом. На фиг. 1 изображены объектив и ход лучей осевого пучка; на фиг. 2 приведены конструктивные параметры факультативного объектива; на фиг. 3 изображены графики аберраций объектива, параметры которого приведены на фиг. 2. Аберрации приведены с учетом введения в ход лучей защитного стекла фотоприемника (плоскопараллельной пластины толщиной d= 2 мм и показателем преломления n = 1,518294); на фиг. 4 приведены конструктивные параметры объектива, третьему зеркалу которого придана асферическая форма; на фиг. 5 изображены графики аберраций объектива, параметры которого приведены на фиг. 4. Объектив включает в себя рабочие поверхности трех зеркал: первичного вогнутого 1, вторичного выпуклого 2 и третьего вогнутого 3. Первичному вогнутому зеркалу 1 придана форма ретушированного гиперболоида, профиль которого определен уравнением y2+a1x+a2x2+a3x3+a4x4++a5x5+a6x6= 0, в котором хотя бы один коэффициент аi при члене Х в степени выше второй не равен нулю. Вторичному зеркалу 2 придана форма гиперболоида. В центральной части зеркала 2 выполнено отверстие, диаметр которого не превосходит 0,6 диаметра вторичного зеркала. Группе, состоящей из первичного и вторичного зеркал, придана отрицательная оптическая сила, по своему абсолютному значению лежащая в пределах от 0,15 до 0,25 оптической силы объектива. Третьему зеркалу придана оптическая сила не менее, чем в полтора и не более чем в два раза превосходящая оптическую силу первичного зеркала. Рабочая поверхность третьего зеркала нанесена на общей подложке с поверхностью первичного зеркала. Между вершиной сферы, являющейся ближайшей к асферической поверхности первичного зеркала, и вершиной третьего зеркала выдержано расстояние, лежащее в пределах 0,002 до 0,015 величины фокусного расстояния объектива. Для предотвращения засветки изображения объектив снабжен светозащитными блендами 5, устраняющими попадание в фокальную плоскость пучков лучей, отраженных от зеркал 1 и 3 и не попавших на зеркало 2. Пучки лучей бесконечно удаленного предмета после отражений последовательно от 1, 2 и 3 зеркал и прохождения через отверстие во вторичном зеркале строят изображение предмета в фокальной плоскости 4. На фиг. 2 приведены конструктивные параметры факультативного выполнения объектива, обладающего фокусным расстоянием 800 мм, геометрическим относительным отверстием 1: 2 и угловым полем зрения 2
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010045/969.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010045/969.gif)
у2+а1х+а2х2 = 0
при значении коэффициента а2, лежащего в пределах 0 < а2 < 1, то высокое качество изображения может быть получено в пределах поля 2
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010045/969.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010045/969.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010001/8776.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010108/948.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010108/948.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010020/955.gif)
![зеркальный объектив телескопа, патент № 2010272](/images/patents/463/2010020/955.gif)
Класс G02B17/06 с использованием только зеркал