Устройство для плавного изменения увеличения

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в системах переменного увеличения с высокой скоростью изменения масштаба изображения. Цель изобретения упрощение конструкции за счет исключения возвратно-поступательного перемещения оптических компонентов. Пара одинаковых оптических клиньев 4 и 5, установленных с возможностью синхронного вращения в одну сторону, образует плоскопараллельную пластинку 1 переменной толщины, другая аналогичная пара клиньев 6 и 7 - плоскопараллельную пластинку 3. Оптический компонент 2 образует изображение предмета, находящегося на конечном расстоянии. Изменение увеличения осуществляется за счет изменения толщин плоскопараллельных пластинок 1 и 3 при повороте клиньев 4, 5 и 6, 7, Приведено математическое выражение для толщин плоскопараллельных пластинок , обеспечивающее неизменность расстояния между предметом и изображением . 1 3.п. ф-лы, 2 ил. i сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4214093/24-10 (22) 20,03 ° 87 (46) 28.02,89. Бюл, Ф 8 (72) П.Д,Иванов, Г,В.Лазарева, С,Н,Натаровский, С.В.Куприянова и М.И.Филатов (53) 771.351.76 (088,8) (56) Вычислительная оптика. Справочник,/Под общ. ред. М.M.Póñèíoâa.

Л.! Машиностроение, 1984, с.205.

Чуриловский В.Н ° Теория оптических приборов. Л.: Машиностроение, 1966, с,387, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВНОГО ИЗМЕНЕНИЯ УВЕЛИЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано в системах переменного увеличения с высокой скоростью изменения масштаба изображения, Цель изобретенияИзобретение относится к оптическим приборам, а именно к оптическим системам с плавна изменяющимся увеличением, и может быть использовано, например, в высокочастотных сканирующих системах.

Цель изобретения — упрощение кон" .струкции при сохранении расстояния от предмета до изображения.

На фиг.1 изображена принципиальная оптическая схема устройства; на °фиг,2 — схема устройства с конкретным конструктивным выполнением плоскопараллельных пластинок переменной . толщины, „,Я0„„1462224 А 1 (ц 4 С 02 В 15/00 упрощение конструкции за счет исключения возвратно-поступательного перемещения оптических компонентов.

Пара одинаковых оптических клиньев

4 и 5, установленных с воэможностью синхронного вращения в одну сторону, образует плоскапараллельную пластинку 1 переменной толщины, другая аналогичная пара клиньев 6 и 7 — плоскопараллельную пластинку 3. Оптический компонент 2 образует изображение предмета, находящегося на конечном расстоянии. Изменение увеличения осуществляется за счет изменения толщин плоскопараллельных пластинок 1 и 3 при повороте клиньев 4, 5 и 6, 7, Приведено математическое выражение для толщин плоскопараллельных пластинок, обеспечивающее неизменность расстояния между предметом и изображением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ж

Устройство плавного изменения уве- М личения состоит из плоскопараллельной ф пластинки переменной толщины 1, апти- Я ческого компонента 2, плоскопарал- Д лельной пластинки переменной толщины

3, расположенной после компонента 2.

Устройство плавного изменения увеличения работает следующим образом, Работу устройства плавного изменения увеличения рассмотрим на примере двух значений линейного увеличения и Р (р; ф 3 ) из заданного интервала изменения линейного увеличения.

Пусть при толщине плоскопараллельной пластинки 1 d« H толщине плоскопарал1462 лельной пластинки 3 d„ëèíåéíîå увеличение системы равно (3,, При линейном увеличении Р соответствующие толщины плоскопараллельных пластинок с 11 и с122

Пучок лучей от осевой точки предмета А падает на плоскопараллельную пластинку 1, затем на оптический компонент 2, После преобразсвания на оптическом компоненте 2 ггучок лучей проходит плоскопараллельную пластинку

3 и в точке А образует изображение осевой точки предмета А.

Расстояние между плоскостью предмета и плоскостью изображения для любых двух значений линейного увеличения остается постоянным при различных толщинах плоскопараллельньгх пластин 1 и 3, если расстояния от плоскости предмета (точка А) до компонента 2 и от компонента 2 до плоскости

l . изображения (точка А ) остаются постоянными, Математические выкладки, основанные на этом условии и на свойствах идеальных оптических систем, :приводят к следующему выражению, свя зывающие толщины плоскопараллельных пластинок 1 и 3 при неизменном расстоянии Iç э д, -с1ы

Знак "-" в этом выражении показывает, что при увеличении толщины пластинки 1 толщина пластинки 3 уменьшается и наоборот.

На фиг.2 представлен конкретный пример реализации устройства изменения увеличения, В устройстве используются плоскопараллельные пластинки переменной толщины 1 и 3 выполненные в виде двух пар клиньев, главные сечения которых лежат в параллельных плоскостях, клинья установлены с возможностью синхронного вращения в одну сторону с одинаковой скоростью вокруг своих осей, расположенных на одинаковых расстояниях от оптической оси клина, Конкретный пример выполнения устройства плавного изменения увеличения содержит два одинаковых клина 4 и 5, вращающихся в одну сторону с одинаковой скоростью и образующих плоскопараллельную пластинку переменной тол; щины 1, двояковыпуклую линзу 3 с фокусным расстоянием 15 мм и два оди.наковых клина 6 и ?, вращающихся в

Одну сторону с одинаковой скоростью

224

4 и образующих плоскопараллельную пластинку переменной толщины 3 ° Клинья а

5 и 4 развернуты на 180 вокруг своих осей по отношению к клиньям 6 и 7, 5

Это значит, что если плоскопараллельная пластинка 1, образованная клиньями 4 и 5 имеет минимальную толщину, то плоскопараллельная пластинка 3, образованная клиньями 6 и 7, имеет максимальную толщину и наоборот, Устройство плавного изменения увеличения обеспечивает плавное измене" ние увеличения в пределах от -0,9 до

-1,35 при сохранении постоянным расстояния от плоскости предмета до плоскости изображения (отрезок L на фиг,1). При линейном увеличении -0,9 толщина плоскопараллельной пластинки

20 1 равна 3 mr, плоскопараллельной пластинки 3 — 22,75 мм, расстояние от передней фокальной плоскости сис темы до осевой точки предмета Z„ =

= -16,67 мм, расстояние от задней

2 фокальной плоскости системы до осевой ( точки иэображения Z =13,5 мм. При повороте клиньев 4, 5 и 6, 7, на

180 вокруг своих осей в одну сторону толщины плоскопараллельных пластиЗ0 нок 1 и 3 примут значения

=19,27 мм и d =3 мм, Соответствующее этим значениям толщин плоскопараллельных пластинок расстояния от передней фокальной плоскости до предме" та и от задней фокальной плоскости

Зб до изображения: равны Е,,=-11,11 .мм, l

Zz=20,25 мм, а следовательно, и новая величина линейного увеличения системы

1= 1 35" Для значений углов поворота

z о клиньев от 0 до 180 увеличечие плав40 но изменяется от -0,9 дс -1,35.

При дальнейшем вращении клиньев

4, 5 и 6, 7 толщины плоскопараллельных пластинок изменяются в обратную сторону до своего первоначального

45 значения и значение линейного увеличения системы изменится от — 1,35 до -0,9.

Расстояние от плоскости предмета до плоскости изображения для двух значений линейного увеличения равны:

L, =L =68,94 мм, Формула и з о б р е т е н и я

1, Устройство для плавного изменения увеличения, содержащее оптический компонент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструк1462224

20 ции при сохранении расстояния от предмета до изображения, в него введены две плоскопараллельные пластин" ки переменной толщины из одного материала, первая из которых установлена перед оптическим компонентом, а вторая — за оптическим компонентом, при этом толщина первой d< и толщина второй Й плоскопараллельных пласти" нок связаны с увеличением Р соотношением

d а 2.маКс — Р

d1 d1ìàìñ где d - минимальная толщина пер1 мин вой плоскопараллельной . пластинки;

d — максимальная толщина втоамакс рой плоскопараллельной пластинки; — минимальное увеличение

1 ."" устройства, со о тв е тс тв ующее минимальной толщине первой плоскопараллельной пластинки d,„ и (мин максимальной толщине второй плоскопараллельной пластинки d

2 Макс

- 2i Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждая из плоскопараллельных пластинок переменной толщины выполнена в виде пары одинаковых оптических клиньев, установленных с возможностью синхрон» ного вращения в одном направлении вокруг осей вращения, параллельных оптической оси оптического компонента и смещенных относительно нее в противоположные стороны на одинаковую величину, 1462224

Составитель В.Архипов

Редактор И.Недолуженко Техред М.Дидык

Корректор Л.Патей

Заказ б71/43 Тираж 514 Подписное

ВЯ6ШЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Цроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101