Телескопическая оптическая система типа галилея

 

Телескопическая система относится к оптическому приборостроению. Система состоит из объектива и окуляра. Объектив выполнен из двух положительных линз, первая из которых склеена из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а вторая - одиночная плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к изображению, при этом окуляр - двояковогнутая линза. Обеспечивается создание телескопической системы с видимым увеличением 5,5 крат с высоким качеством изображения при малой длине. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических системах, работающих с лазерами.

Известна телескопическая система Галилея, предназначенная для наблюдения удаленных объектов, состоящая из объектива и окуляра. Объектив выполнен из последовательно расположенных положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и склеенной линзы из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а окуляр - одиночная двояковогнутая линза. Однако она характеризуется большой длиной и малым увеличением (Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем. - Л.: Машиностроение, 1975, с. 195, рис. 11.32).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является зрительная труба Галилея, содержащая положительный объектив, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и положительный двусклеенный компонент из положительных менисков, обращенный выпуклостью к предмету, а также окуляр в виде отрицательного мениска, обращенный выпуклостью к предмету (а.с. СССР 1597832, МПК G 02 B 23/00, публ. 1990). Эта оптическая система обеспечивает увеличение не более 2,5 крат, имеет большую длину 45,1 мм, угол поля зрения 22^o14' в пространстве предметов и 52^o в пространстве изображения. Пересчитанная на видимое увеличение 5,5 крат система не обеспечивает необходимого качества изображения и имеет большие габариты, так как фокусное расстояние при этом увеличивается более чем в 2 раза, соответственно и продольные габариты примерно тоже в 2 раза.

Задачей заявляемого изобретения является создание телескопической оптической системы с видимым увеличением 5,5 крат с высоким качеством изображения при малой длине.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием телескопической оптической системы типа Галилея, состоящей из объектива и окуляра, причем объектив состоит из двух положительных линз, первая из которых - двусклеенная из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а окуляр - одиночная отрицательная линза, в отличие от известного вторая линза объектива выполнена в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к изображению, а окуляр в виде двояковогнутой линзы.

На чертеже представлена оптическая схема предложенной телескопической оптической системы. Она состоит из последовательно расположенных положительной линзы, склеенной из двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, одиночной плосковыпуклой линзы 3, обращенной плоскостью к изображению. Линзы 1, 2 и 3 образуют объектив, а окуляр выполнен в виде одиночной двояковогнутой линзы 4.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный вариант телескопической оптической системы для длин волн 1540 нм и 589 нм. Конструктивные параметры приведены в таблице.

Характеристики рассчитанной телескопической системы Видимое увеличение, крат - 5,5 Диаметр выходного зрачка, мм - 4,1 Угол поля зрения - 2'30" Удаление выходного зрачка, мм - 7 Длина, мм - 45,89 В предложенном варианте телескопическая оптическая система имеет следующие аберрации для λ=1540 нм: Угловая сферическая аберрация для точки на оси, угл. сек - не более 11,1 Аберрация широкого наклонного пучка для поля зрения 2'30" в меридиональном сечении, угл. сек - не более 27,9 В сагиттальном сечении, угл. сек - не более 11,1
Меридиональный астигматический отрезок x_m ^l, дптр - Не более 0,0146
Сагиттальный астигматический отрезок x_s ^l, дптр - Не более 0,0141
Оптическая система работает следующим образом. Объектив 1-3 создает мнимое прямое промежуточное изображение объекта вблизи фокальной плоскости окуляра (на чертеже не показана), а окуляр 4 переносит изображение в бесконечность.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создана телескопическая оптическая система с видимым увеличением 5,5 крат с высоким качеством изображения при малой длине.

Формула изобретения

Телескопическая оптическая система типа Галилея, состоящая из объектива и окуляра, причем объектив состоит из двух положительных линз, первая из которых - склеенная из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а окуляр - одиночная отрицательная линза, отличающаяся тем, что вторая линза объектива выполнена в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к изображению, а окуляр - в виде двояковогнутой линзы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2