Высокоапертурный фокyсирующий объектив

 

Изобретение может быть использовано в системах оптической обработки информации и позволяет увеличить спектральную полосу и светопропускание объектива. Пучок света от объекта 1 собирается дифракционной линзой 2 в слабо сходящийся пучок, ограничиваемый апертурной диафрагмой 3. Плосковыпуклая рефракционная линза 4 образует высокоапертурный сходящийся пучок , формирующий точку 5 изображения. Фокусное расстояние рефракционной линзы 4 составляет не более 1,5 фокусного расстояния объектива. Частота структуры дифракционной линзы 2 регулируется подбором величины ее оптической силы. 2 ил. & (Л со со СП ( puz. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1335910 A 1 (51) 4 G 02 В 27/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лосу и светопропускание объектива. Пучок света от объекта 1 собирается дифракционной линзой 2 в слабо сходящийся пучок, ограничиваемый апертурной диафрагмой 3.

Плосковыпуклая рефракционная линза 4 образует высокоапертурный сходящийся пучок, формирующий точку 5 изображения.

Фокусное расстояние рефракционной линзы

4 составляет не более 1,5 фокусного расстояния объектива. Частота структуры дифракционной линзы 2 регулируется подбором величины ее оптической силы. 2 ил. (21) 3988393/24-10 (22) 12. 12. 85 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (72) С. Т. Бобров (53) 535.328 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2608035, кл. G 11 В 7/08, 1976. (54) ВЫСОКОАПЕРТУРНЫЛ ФОКУСИРУЮЩИЙ ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение может быть использовано в системах оптической обработки информации и позволяет увеличить спектральную по1335910

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение в системах оптической обработки информации.

Целью изобретения является увеличение спектральной полосы и светопропускания объектива при сохранении величины поля высококачественного изображения, не уменьшая при этом размера структуры дифракционной линзы.

На фиг. 1 и 2 показана схема хода лучей в двух вариантах предлагаемого объектива.

На схеме обозначены объектив 1, дифракционная линза 2, апертурная диафрагма 3, рефракционная линза 4, изображение 5.

Рефракционная линза 4 расположена со стороны изображения 5, а дифракционная линза 2 расположена между рефракционной линзой 4 и объектом 1. Слабо расходящийся (или параллельный при работе с бесконечно удаленным объектом) пучое световых лучей, исходящих из точки объекта 1, собирается в слабо сходящийся пучок дифракционной линзой 2, ограничивается апертурной диафрагмой 3 и плосковыпуклой рефракционной линзой 4 превращается в высокоапертурный сходящийся пучок, формирующий точку изображения 5. При этом рефракционная линза может быть расположена к изображению как выпуклой (фиг. 1) так и плоской поверхностью (фиг; 2)

Основным силовым элементом в предлагаемом объективе является положительная плосковыпуклая рефракционная линза 4, тогда как слабая положительная дифракционная линза 2 выполняет роль корректора аберраций. При этом коррекция сферической аберрации осуществляется за счет введения этой аберрации в дифракционную линзу 2 (которая аналогична в этом смысле асферической поверхности), коррекция комы — за счет взаимного расположения и соотношения оптических сил рефракционной

4 и дифракционной 2 линз, коррекция хроматизма — за счет разного знака хроматических аберраций положительной рефракционной линзы и положительной дифракционной линзы.

При расположении рефракционной линзы выпуклой поверхностью к изображению (фиг. 1) дифракционную линзу оказывается возможным поместить в плоскость, проходящую через действительное изображение центра этой выпуклой поверхности. В этом случае кроме сферической аберрации и комы компенсируется также и астигматизм объектива, поэтому поле изображения в этом варианте предлагаемого устройства больше.

С другой стороны, при таком расположении рефракционная линза обладает очень большой сферической аберрацией и компенсация последней в объективе требует сравнительно высокочастотной дифракционной линзы. При

Формула изобретения

Высокоапертурный фокусирующий объектив, содержащий дифракционную линзу на плоскопараллельной подложке, рефракционную линзу и апертурную диафрагму, отли50 вдающийся тем, что, с целью увеличения спектральной полосы и светопропускания, рефракционная линза выполнена плосковыпуклой и расположена за дифракционной линзой в пространстве изображений, причем ее

55 фокусное расстояние составляет не более

1,5f, где f — фокусное расстояние объектива, а дифракционная линза расположена перед рефракционной линзой.

40 расположении рефракционной линзы плоской поверхностью к изображению (фиг. 2) центр кривизны выпуклой поверхности находится с той же стороны, что и точка фокусировки сходящегося пучка лучей в плоскости изображения, а этс значительно снижает сферическую аберрацик рефракционной линзы и позволяет уменьшить частоту структуры дифракционной линзы, следовательно, увеличить светопропускание объектива.

Частоту структуры дифракционной линзы в обоих вариантах предлагаемого объектива можно регулировать за счет подбора величины ее оптической силы, поскольку сферическая аберрация имеет другой знак и как бы вычитается из положительной оптической силы, что способствует уменьшению частоты (в оптимальном случае дифракционная линза у оптической оси является положительной в соответствии со знаком своей оптической силы, а на краю, где превалирует сферическая аберрация, становится отрицательной). В первом варианте предлагаемого объектива, когда рефракционная линза обращена к изображеник выпуклой поверхностью, оптическую силу дифракционной линзы приходится определять из условия минимизации частоты ее структуры, тогда как во втором варианте есть возможность подобрать оптическую силу дифракционной линзы, оптимальную с точки зрения компенсации хроматизма, поэтому во втором варианте объектива, как правило, шире спектральная полоса.

Апертурная диафрагма 3 в предлагаемом объективе может располагаться в любом месте, но, как правило, помещается в плоскости дифракционной линзы 2, что максимально ограничивает частоту последней.

Подложка дифракционной линзы 2 также может помещаться как в промежутке между линзами объектива, так и в промежутке между дифракционной линзой 2 и объективом 1, поскольку в обоих указанных промежутках пучки лучей близки к параллельным и плоскопараллельная пластина почти не вносит аберраций.

/ иг. 2

Составитель Г. Воробьева

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор А. Зимокосо в

Заказ 3800 39 Тираж 52! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4