RU2798087C1 - Mirror lens - Google Patents
Mirror lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798087C1 RU2798087C1 RU2022130509A RU2022130509A RU2798087C1 RU 2798087 C1 RU2798087 C1 RU 2798087C1 RU 2022130509 A RU2022130509 A RU 2022130509A RU 2022130509 A RU2022130509 A RU 2022130509A RU 2798087 C1 RU2798087 C1 RU 2798087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirror
- convex
- lens
- concave
- corrector
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в оптико-электронных приборах в качестве приемного объектива, работающего в широком спектральном диапазоне 0,15÷10 мкм без перефокусировки и без использования сложных асферических поверхностей.The present invention relates to the field of optoelectronic engineering and can be used in optoelectronic devices as a receiving lens operating in a wide spectral range of 0.15÷10 μm without refocusing and without the use of complex aspherical surfaces.
Известна катадиоптрическая система (патент RU 2446420 С1, опубл. 27.03.2012), состоящая из двух гиперболических зеркал и содержащая линзовый корректор в виде одной линзы из материала BaF2, установленной вблизи фокальной плоскости. Катадиоптрическая система, выполненная с использованием зеркальной схемы Ричи-Кретьена, обеспечивает высококачественное изображение в спектральном диапазоне от 0,4 до 12,0 мкм и угловое поле зрения 1° при относительном отверстии 1:3 и фокусном расстоянии 1800 мм. Коррекция аберраций выполнена для всего рабочего спектрального диапазона.Known catadioptric system (patent RU 2446420 C1, publ. 27.03.2012), consisting of two hyperbolic mirrors and containing a lens corrector in the form of a single lens of the material BaF 2 installed near the focal plane. The catadioptric system, made using a Ritchey-Chrétien mirror scheme, provides a high-quality image in the spectral range from 0.4 to 12.0 μm and an angular field of view of 1° with a relative aperture of 1:3 and a focal length of 1800 mm. Aberration correction was performed for the entire working spectral range.
Недостатком этой катадиоптрической системы является наличие двух асферических поверхностей, отсутствие УФ диапазона спектра, малое поле зрения (1°), малая светосила (1:3) и необходимость перефокусировки при переходе от одного спектрального диапазона к другому, что должно быть учтено или введением фокусирующей подвижки, или в конструкции поворотного устройства при сменных приемниках излучения. Изменение положения плоскости изображения для разных спектральных диапазонов обусловлено использованием одной линзы в сходящихся пучках лучей в качестве корректора полевых аберраций, чем также не обеспечивается равенство фокусных расстояний для разных спектральных диапазонов. Кроме того, катадиоптрическая система, выполненная с использованием зеркальной схемы Ричи-Кретьена, должна быть оснащена защитным элементом перед входной апертурой и блендами на главном и вторичном зеркалах для предотвращения паразитной засветки, что усложняет конструкцию оптической системы. Крепление вторичного (выпуклого) зеркала требует введения конструктивных элементов, частично перекрывающих световые пучки, внося тем самым дополнительное виньетирование.The disadvantage of this catadioptric system is the presence of two aspherical surfaces, the absence of the UV spectral range, a small field of view (1°), low aperture ratio (1:3) and the need for refocusing when moving from one spectral range to another, which must be taken into account either by introducing a focusing shift , or in the design of a rotary device with replaceable radiation receivers. The change in the position of the image plane for different spectral ranges is due to the use of one lens in converging beams of rays as a field aberration corrector, which also does not ensure the equality of focal lengths for different spectral ranges. In addition, a catadioptric system made using the Ritchey-Chrétien mirror scheme must be equipped with a protective element in front of the entrance aperture and hoods on the primary and secondary mirrors to prevent spurious illumination, which complicates the design of the optical system. Mounting a secondary (convex) mirror requires the introduction of structural elements that partially overlap the light beams, thereby introducing additional vignetting.
Известна оптическая система для ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного спектральных диапазонов (Владимиров В.М, Юксеев В.А., Лапухин Е.Г. Оптическая система для дистанционного зондирования в УФ-, видимом и ближнем ИК-диапазонах. Компьютерная оптика, №2, том 44, 2020), состоящая из двух гиперболических зеркал и содержащая двухлинзовый корректор в сходящихся пучках лучей, включающий в себя положительный и отрицательный элементы с равными и противоположными по знаку оптическими силами, которые изготавливаются из одной марки стекла - плавленого кварца марки КИ. Оптическая система, выполненная с использованием зеркальной схемы Ричи-Кретьена, обеспечивает фокусное расстояние 5539 мм, относительное отверстие 1:5,5 и угловое поле зрения 4° в спектральном диапазоне от 0,2 до 3,3 мкм. Двухлинзовый корректор позволяет выполнить коррекцию аберраций в одной плоскости для всего рабочего спектрального диапазона.Known optical system for ultraviolet, visible and near infrared spectral ranges (Vladimirov V.M., Yukseev V.A., Lapukhin E.G. Optical system for remote sensing in the UV, visible and near infrared ranges. Computer optics, No. 2 , volume 44, 2020), consisting of two hyperbolic mirrors and containing a two-lens corrector in converging beams of rays, which includes positive and negative elements with equal and opposite optical powers, which are made from the same brand of glass - fused quartz of the KI grade. The optical system, made using the Ritchey-Chretien mirror scheme, provides a focal length of 5539 mm, a relative aperture of 1:5.5 and an angular field of view of 4° in the spectral range from 0.2 to 3.3 μm. The two-lens corrector makes it possible to correct aberrations in one plane for the entire working spectral range.
Недостатком этой оптической системы является наличие асферических поверхностей, малое поле зрения (4°) и малая светосила (1:5,5), ограничивающая применение в дальнем ИК-диапазоне при длинах волн свыше 3,3 мкм из-за дифракционных ограничений. Оптическая система, выполненная с использованием зеркальной схемы Ричи-Кретьена, требует установки защитного элемента перед входной апертурой и наличия бленд на главном и вторичном зеркалах для предотвращения паразитной засветки, что усложняет конструкцию оптической системы. Крепление вторичного (выпуклого) должно содержать конструктивные элементы, которые частично перекроют световые пучки и внесут дополнительное виньетирование.The disadvantage of this optical system is the presence of aspherical surfaces, a small field of view (4°) and low aperture (1:5.5), which limits the use in the far IR range at wavelengths above 3.3 microns due to diffraction limitations. An optical system based on the Ritchey-Chrétien mirror scheme requires the installation of a protective element in front of the entrance aperture and the presence of hoods on the primary and secondary mirrors to prevent spurious illumination, which complicates the design of the optical system. The fastening of the secondary (convex) should contain structural elements that will partially block the light beams and introduce additional vignetting.
Известен зеркально-линзовый объектив (Добрунов С.В., Полесский А.В., Семенченко Н.А., Смирнова Е.А., Шкетов А.И. Зеркально-линзовый объектив для измерения фотоэлектрической связи в ИК диапазоне. Труды XXIII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. - М.: ОАО «НПО Орион», 2014 г), содержащий два сферических зеркала и двухлинзовый афокальный компенсатор в параллельных пучках лучей (перед входным зрачком объектива. Зеркально-линзовый объектив, выполненный с использованием зеркальной схемы Шварцшильда, обеспечивает высокую устойчивость к засветкам и не требует применения защитных бленд перед входной апертурой. Афокальный компенсатор установлен перед входной апертурой, обеспечивает коррекцию аберраций осевого пучка и служит защитным окном. Построение изображения обеспечивается в одной плоскости как для тепловизионного, так и для видимого диапазона спектра.Known mirror-lens lens (Dobrunov S.V., Polessky A.V., Semenchenko N.A., Smirnova E.A., Shketov A.I. Mirror-lens lens for measuring photoelectric coupling in the IR range. Proceedings of the XXIII International Scientific and Technical Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices - M.: JSC "NPO Orion", 2014), containing two spherical mirrors and a two-lens afocal compensator in parallel beams of rays (in front of the entrance pupil of the lens. A mirror-lens lens made with using the Schwarzschild mirror scheme, provides high resistance to flare and does not require the use of protective hoods in front of the entrance aperture.The afocal compensator is installed in front of the entrance aperture, provides correction of axial beam aberrations and serves as a protective window. visible range of the spectrum.
Недостатком этого зеркально-линзового объектива является отсутствие УФ диапазона спектра и малое поле зрения, обусловленное метрологической спецификой применения (проведено моделирование изображения диафрагмы размером 0,2 мм). Крепление главного (выпуклого) зеркала требует введения конструктивных элементов, которые частично перекроют световые пучки и внесут дополнительное виньетирование.The disadvantage of this mirror-lens objective is the absence of the UV spectral range and a small field of view due to the metrological specifics of the application (the image of a 0.2 mm aperture was simulated). Mounting the main (convex) mirror requires the introduction of structural elements that partially block the light beams and introduce additional vignetting.
Известен двухзеркальный объектив канала распознавания в оптико-электронной комплексированной системе наблюдения и распознавания, работающей в УФ, видимой и ИК областях спектра (патент RU 2305303 С2, опубл. 27.08.2007), содержащий главное зеркало, выполненное в виде кольцевого сегмента с выпуклой сферической поверхностью, апланатический корректор в виде внешней сферической зеркальной кольцевой зоны и матричный приемник излучения. Также содержится защитное окно в виде обтекателя со сферическими поверхностями и со спектральной областью прозрачности 0,235…3 мкм, которое одновременно несет на второй сферической поверхности кольцевую зону зеркального апланатического корректора. Двухзеркальный объектив канала распознавания с входным окном в виде обтекателя со сферическими поверхностями обеспечивает построение изображения в одной плоскости для всех спектральных диапазонов. При фокусном расстоянии объектива канала распознавания F=120 мм и геометрическом относительном отверстии 1:0,8 достигается поле зрения 1,5°. Вариант двухзеркального объектива канала распознавания, выполненный с использованием зеркальной схемы Шварцшильда, закрыт от внешних воздействий сферическим защитным окном, обеспечивает высокую устойчивость к засветкам и не требует применения защитных бленд.A two-mirror lens of the recognition channel is known in an optoelectronic complex observation and recognition system operating in the UV, visible and IR regions of the spectrum (patent RU 2305303 C2, publ. 27.08.2007), containing the main mirror, made in the form of an annular segment with a convex spherical surface , an aplanatic corrector in the form of an external spherical mirror annular zone, and a matrix radiation receiver. It also contains a protective window in the form of a fairing with spherical surfaces and with a spectral transparency range of 0.235 ... 3 μm, which simultaneously carries an annular zone of a mirror aplanatic corrector on the second spherical surface. A two-mirror lens of the recognition channel with an entrance window in the form of a radome with spherical surfaces ensures the construction of an image in one plane for all spectral ranges. With a focal length of the lens of the recognition channel F=120 mm and a geometric relative aperture of 1:0.8, a field of view of 1.5° is achieved. The version of the two-mirror lens of the recognition channel, made using the Schwarzschild mirror scheme, is closed from external influences by a spherical protective window, provides high resistance to flare and does not require the use of protective hoods.
Недостатком этого двухзеркального объектива канала распознавания является малое поле зрения (1,5°). Также усложняется конструктивное исполнение объектива, так как крепление главного (выпуклого) зеркала требует введения конструктивных элементов, которые частично перекроют световые пучки и внесут дополнительное виньетирование.The disadvantage of this two-mirror recognition channel lens is the small field of view (1.5°). The design of the lens also becomes more complicated, since the mounting of the main (convex) mirror requires the introduction of structural elements that partially block the light beams and introduce additional vignetting.
Наиболее близким по технической сущности является зеркально-линзовый объектив (патент RU 188678 U1, опубл. 22.04.2018), состоящий из двух сферических, выпуклого и вогнутого, концентрических зеркал, в центре кривизны которых находится апертурная диафрагма с установленным вблизи нее двухсклеенным апланатическим мениском, линзы которого выполнены из оптических материалов, с разностью показателей преломления для средней длины волны, не превышающей 0,001, и разностью коэффициентов средней дисперсии, превышающей 20. Зеркально-линзовый объектив выполнен с использованием зеркальной схемы Шварцшильда, обеспечивает высокую устойчивость к засветкам и не требует применения защитных бленд, позволяет создавать зеркально-линзовые объективы различного применения для видимой, УФ и ИК областей спектра. В варианте исполнения зеркально-линзового объектива его апланатический мениск выполнен с линзами из стекол марок СТК9 и ТФ4 и ахроматизирован в видимом диапазоне спектра. Фокусное расстояние составляет 100 мм, обеспечивается угловое поле зрения 20° при геометрическом относительном отверстии 1:2,5. Значение эффективного относительного отверстия достигает величины 1:2,8.The closest in technical essence is a mirror-lens objective (patent RU 188678 U1, published on April 22, 2018), consisting of two spherical, convex and concave, concentric mirrors, in the center of curvature of which there is an aperture diaphragm with a double-glued aplanatic meniscus installed near it, the lenses of which are made of optical materials with a difference in refractive indices for the average wavelength not exceeding 0.001, and a difference in the average dispersion coefficients exceeding 20. blend, allows you to create mirror-lens objectives for various applications for the visible, UV and IR regions of the spectrum. In the version of the mirror-lens objective, its aplanatic meniscus is made with lenses made of STK9 and TF4 glasses and achromatized in the visible range of the spectrum. The focal length is 100 mm, an angular field of view of 20° is provided with a geometric relative aperture of 1:2.5. The value of the effective relative aperture reaches a value of 1:2.8.
Недостатком этого зеркально-линзового объектива является необходимость изготовления разных вариантов объектива для разных спектральных диапазонов - УФ, видимого или ИК диапазона, что обусловлено использованием апланатического мениска в сходящихся пучках лучей в качестве корректора полевых аберраций, а также малое значение эффективного относительного отверстия. Зеркально-линзовый объектив, выполненный с использованием зеркальной схемы Шварцшильда, открыт для внешних воздействий и требует установки защитного элемента перед входной апертурой. Крепление сферического выпуклого зеркала требует введения конструктивных элементов, которые частично перекроют световые пучки и внесут дополнительное виньетирование, чем еще более понизят значение эффективного относительного отверстия.The disadvantage of this mirror lens is the need to manufacture different versions of the lens for different spectral ranges - UV, visible or IR, which is due to the use of an aplanatic meniscus in converging beams of rays as a field aberration corrector, as well as a small value of the effective relative aperture. The mirror-lens objective, made using the Schwarzschild mirror scheme, is open to external influences and requires the installation of a protective element in front of the entrance aperture. Mounting a spherical convex mirror requires the introduction of structural elements that partially block the light beams and introduce additional vignetting, which will further reduce the value of the effective relative aperture.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение построения изображения в одной плоскости изображения для УФ, видимого и ИК диапазонов спектра от 0,15 до 10 мкм, сохранение одинаковой величины фокусного расстояния в разных спектральных диапазонах, повышение величины эффективного относительного отверстия, упрощение технологического и конструктивного исполнения зеркально-линзового объектива, обеспечение защиты входной апертуры от внешних воздействий без виньетирования элементами крепления сферического выпуклого зеркала, обеспечение необходимого качества изображения и сохранение широкого поля зрения.The objective of the present invention is to ensure the construction of an image in one image plane for the UV, visible and IR spectral ranges from 0.15 to 10 μm, maintaining the same focal length in different spectral ranges, increasing the effective relative aperture, simplifying the technological and design of the mirror image. lens objective, providing protection of the input aperture from external influences without vignetting by the fastening elements of a spherical convex mirror, ensuring the required image quality and maintaining a wide field of view.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в зеркально-линзовом объективе, состоящем из двух сферических зеркал, выпуклого и вогнутого, апертурной диафрагмы и апланатического корректора, выполненного из двух линз, в отличие от известного, апертурная диафрагма расположена на сферической поверхности выпуклого зеркала, апланатический корректор выполнен в виде компенсатора, близкого к афокальному и состоящего из положительной и отрицательной линз с воздушным промежутком между ними, перед входной апертурой установлен первый коррекционный элемент, выполненный в виде отрицательного выпукло-вогнутого мениска со сферическими поверхностями, который одновременно несет на второй сферической поверхности кольцевую зону вогнутого зеркала, между сферическим вогнутым зеркалом и апланатическим корректором установлен второй коррекционный элемент в виде выпукло-вогнутого мениска со сферическими поверхностями, который одновременно несет выпуклое зеркало на первой сферической поверхности, а первый и второй коррекционные элементы и линзы апланатического корректора выполнены из материала с одинаковыми показателями преломления и дисперсии, при этом в зеркально-линзовом объективе имеют место соотношения:The technical result, due to the task, is achieved by the fact that in a mirror-lens lens consisting of two spherical mirrors, convex and concave, an aperture diaphragm and an aplanatic corrector made of two lenses, in contrast to the known one, the aperture diaphragm is located on the spherical surface of the convex mirror, the aplanatic corrector is made in the form of a compensator, close to afocal and consisting of positive and negative lenses with an air gap between them, the first correction element is installed in front of the entrance aperture, made in the form of a negative convex-concave meniscus with spherical surfaces, which simultaneously bears on the second spherical surface an annular zone of a concave mirror, between the spherical concave mirror and the aplanatic corrector a second correction element is installed in the form of a convex-concave meniscus with spherical surfaces, which simultaneously carries a convex mirror on the first spherical surface, and the first and second correction elements and lenses of the aplanatic corrector are made of material with the same refractive and dispersion indices, while in a mirror-lens objective, the following relations take place:
где: r1 - радиус кривизны выпуклого зеркала;where: r 1 - radius of curvature of the convex mirror;
r2 - радиус кривизны вогнутого зеркала;r 2 - radius of curvature of the concave mirror;
∅А.Д. - диаметр апертурной диафрагмы;∅ A.D. - aperture diaphragm diameter;
∅Вып.зерк. - диаметр выпуклого зеркала.∅ Issue DSLR is the diameter of the convex mirror.
Схема зеркально-линзового объектива показана на фиг. 1.The scheme of the mirror-lens objective is shown in Fig. 1.
Зеркально-линзовый объектив состоит по ходу лучей из первого коррекционного элемента 1, выпуклого зеркала 2, вогнутого зеркала 3, второго коррекционного элемента 4, первой линзы апланатического корректора 5, второй линзы апланатического корректора 6 и матричного приемника излучения с защитным стеклом 7. Апертурная диафрагма 8 расположена на сферической поверхности выпуклого зеркала 2.The mirror-lens objective consists along the rays of the
Конструктивные параметры зеркально-линзового объектива приведены в таблице.The design parameters of the mirror-lens objective are given in the table.
Параметры зеркально-линзового объектива следующие:The parameters of the mirror-lens lens are as follows:
- рабочий спектральный диапазон: 0,15…10,0 мкм;- working spectral range: 0.15…10.0 µm;
- фокусное расстояние:- focal length:
- для λUV=0,2 мкм: Fo6=50,099 мм;- for λ UV =0.2 µm: F o6 =50.099 mm;
- для λVis=0,6 мкм: Fоб=50,087 мм.- for λ Vis =0.6 µm: F rev =50.087 mm.
- для λMWIR=1,5 мкм: Fоб=50,080 мм.- for λ MWIR =1.5 µm: F rev =50.080 mm.
- для λMWIR=4,0 мкм: Fоб=50,06 мм.- for λ MWIR =4.0 µm: F rev =50.06 mm.
- для λLWIR=8,5 мкм: Fоб=49,91mm.- for λ LWIR =8.5 µm: F rev =49.91mm.
- угловое поле зрения: 20,3°;- angular field of view: 20.3°;
- линейное поле зрения: 18,0 мм;- linear field of view: 18.0 mm;
- геометрическое относительное отверстие: 1:2;- geometric relative aperture: 1:2;
- эффективное относительное отверстие: 1:2,4;- effective relative aperture: 1:2.4;
- дисторсия: ~0,9%;- distortion: ~0.9%;
- виньетирование: ~33%- vignetting: ~33%
- длина по оптической оси: 102,4 мм.- length along the optical axis: 102.4 mm.
Принцип действия зеркально-линзового объектива заключается в следующем:The principle of operation of a mirror-lens lens is as follows:
Параллельные пучки света проходят через первый коррекционный элемент 1, выполненный в виде отрицательного мениска, и попадают на сферическое выпуклое зеркало 2, после отражения от которого попадают на сферическое вогнутое зеркало 3, которое является кольцевой зоной на второй сферической поверхности первого коррекционного элемента 1. Сферическое вогнутое зеркало 3 образует сходящийся пучок, в котором установлен второй коррекционный элемент 4 со сферическими поверхностями, центральная зона первой сферической поверхности которого является выпуклым зеркалом 2. После второго коррекционного элемента 4 пучки света проходят через апланатический корректор из положительной линзы 5 и отрицательной линзы 6 и окончательно сформированное изображение попадает на матричный приемник излучения с защитным стеклом 7. Апертурная диафрагма 8 расположена на сферической поверхности выпуклого зеркала, что позволяет минимизировать центральное экранирование и обеспечить высокое значение эффективного относительного отверстия. Первый и второй коррекционные элементы 1 и 2, совместно с апланатическим корректором 5 и 6, минимизируют значения хроматических аберраций в широком спектральном диапазоне от 0,5 до 10 мкм за счет того, что они выполнены из материала с одинаковыми показателями преломления и дисперсии, а выпуклое 2 и вогнутое 3 сферические зеркала формируют необходимую оптическую силу, при этом в зеркально-линзовом объективе имеют место соотношения:Parallel beams of light pass through the
где: r1 - радиус кривизны выпуклого зеркала;where: r 1 - radius of curvature of the convex mirror;
r2 - радиус кривизны вогнутого зеркала;r 2 - radius of curvature of the concave mirror;
∅А.Д. - диаметр апертурной диафрагмы;∅ A.D. - aperture diaphragm diameter;
∅Вып.зерк. - диаметр выпуклого зеркала.∅ Issue DSLR is the diameter of the convex mirror.
Расположение кольцевой зоны вогнутого зеркала 3 на второй сферической поверхности первого коррекционного элемента 1 позволяет элементу 1 служить также защитным окном, чем обеспечивается защита входной апертуры от внешних воздействий. Расположение выпуклого зеркала 2 на первой сферической поверхности второго коррекционного элемента 4 исключает любое дополнительное виньетирование, так как при этом отсутствуют какие либо механические элементы крепления выпуклого зеркала 2, перекрывающие световые пучки.The location of the annular zone of the
Такой зеркально-линзовый объектив обеспечивает построение изображения в одной плоскости для УФ, видимого и ИК диапазонов спектра от 0,15 до 10 мкм, сохраняет одинаковую величину фокусного расстояния в разных спектральных диапазонах, повышает величину эффективного относительного отверстия, упрощает технологическое и конструктивное исполнение зеркально-линзового объектива, обеспечивает защиту входной апертуры от внешних воздействий без виньетирования элементами крепления сферического выпуклого зеркала, обеспечивает необходимое качество изображения и сохраняет широкое поле зрения.Such a mirror-lens objective provides imaging in one plane for the UV, visible and IR spectral ranges from 0.15 to 10 μm, maintains the same focal length in different spectral ranges, increases the effective relative aperture, simplifies the technological and design of the mirror image. lens objective, provides protection of the input aperture from external influences without vignetting by the fastening elements of a spherical convex mirror, provides the required image quality and maintains a wide field of view.
Расчет качества изображения зеркально-линзового объектива проведен для применения с матричным фотоприемником, который имеет диаметр фотокатода ∅18 мм, разрешающую способность 40 штр/мм в спектральном диапазоне 0,15÷5,5 мкм и 20 штр/мм в спектральном диапазоне 7,5÷10,0 мкм. Расчетные значения контрастных характеристик -коэффициентов передачи контраста (КПК) зеркально-линзового объектива в одной плоскости изображения следующие: - для Δλ=0,15÷5,5 мкм:The calculation of the image quality of a mirror-lens objective was carried out for use with a matrix photodetector, which has a photocathode diameter of ∅18 mm, a resolution of 40 lines/mm in the spectral range of 0.15÷5.5 μm and 20 lines/mm in the spectral range of 7.5 ÷10.0 µm. The calculated values of the contrast characteristics - contrast transfer coefficients (CPC) of a mirror-lens objective in one image plane are as follows: - for Δλ=0.15÷5.5 µm:
- для точки на оси (дифракционное качество): КПК=66,9%;- for a point on the axis (diffraction quality): CPC=66.9%;
- для точки на оси (аберрационное качество): КПК=57,8%;- for a point on the axis (aberration quality): CPC=57.8%;
- для крайней точки поля ∅18 мм: КПКМ=16,6%, КПКС=23,4%. - для Δλ=7,5÷10,0 мкм:- for the extreme point of the field ∅18 mm: PDA M = 16.6%, PDA C = 23.4%. - for Δλ=7.5÷10.0 µm:
- для точки на оси (дифракционное качество): КПК=22,0%;- for a point on the axis (diffraction quality): CPC=22.0%;
- для точки на оси (аберрационное качество): КПК=12,5%;- for a point on the axis (aberration quality): CPC=12.5%;
- для точки поля ∅6 мм: КПКМ=9,8%; КПКС=8,7%.- for a field point ∅6 mm: PDA M = 9.8%; CPC C = 8.7%.
Поле зрения 20,3° соответствует конструктивному исполнению электронно-оптического преобразователя с алмазным фотокатодом ∅18 мм с областью чувствительности от 0,15 до 5,5 мкм, а в перспективе до дальнего ИК диапазона от 7,5 до 10,0 мкм. В варианте фотоприемника со спектральным диапазоном Δλ=7,5÷10,0 мкм возможна перефокусировка с подвижкой плоскости фотокатода на минус 0,1 мм, при этом показатели качества изображения повышаются до дифракционного уровня и составят следующие значения:A field of view of 20.3° corresponds to the design of an image intensifier tube with a diamond photocathode ∅18 mm with a sensitivity range from 0.15 to 5.5 µm, and in the long term to the far IR range from 7.5 to 10.0 µm. In the version of the photodetector with the spectral range Δλ=7.5÷10.0 µm, refocusing is possible with the photocathode plane moving by minus 0.1 mm, while the image quality indicators increase to the diffraction level and will be the following values:
- для точки на оси (дифракционное качество): КПК=22,0%;- for a point on the axis (diffraction quality): CPC=22.0%;
- для точки на оси (аберрационное качество): КПК=19,8%;- for a point on the axis (aberration quality): CPC=19.8%;
- для точки поля ∅6 мм: КПКМ=17,2%; КПКС=16,8%.- for a field point ∅6 mm: PDA M = 17.2%; CPC C = 16.8%.
Как видно из расчетов, зеркально-линзовый объектив, при простоте его конструкции, эффективной светосиле 1:2,4 и достаточном угловом поле зрения (20°) обеспечивает приемлемый уровень качества изображения в УФ, видимом, коротковолновом ИК, средневолновом ИК и в дальнем ИК диапазонах спектра в одной плоскости изображения без перефокусировки.As can be seen from the calculations, the mirror-lens objective, with its simple design, effective aperture of 1:2.4, and sufficient angular field of view (20°), provides an acceptable level of image quality in UV, visible, shortwave IR, midwave IR, and far IR. ranges of the spectrum in one image plane without refocusing.
Claims (7)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798087C1 true RU2798087C1 (en) | 2023-06-15 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2305303C2 (en) * | 2005-08-22 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "ТКС-оптика" | Electro-optical complexed watching and identifying system for uv, visible and ir spectrum ranges |
DE102006059434A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Catadioptric objective e.g., for microscope, has first lens positioned between two mirror surfaces and further lens, made from same material as first lens |
RU188678U1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-04-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | MIRROR-LENS LENS |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2305303C2 (en) * | 2005-08-22 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "ТКС-оптика" | Electro-optical complexed watching and identifying system for uv, visible and ir spectrum ranges |
DE102006059434A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Catadioptric objective e.g., for microscope, has first lens positioned between two mirror surfaces and further lens, made from same material as first lens |
RU188678U1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-04-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | MIRROR-LENS LENS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9297987B2 (en) | Wide field athermalized orthoscopic lens system | |
RU2683820C2 (en) | Telescope and telescope array for use in spacecraft | |
US9651763B2 (en) | Co-aperture broadband infrared optical system | |
WO2019036083A1 (en) | Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form | |
US20040246595A1 (en) | Optical imaging system with aberration correcting means | |
RU2443005C2 (en) | Catadioptric telescope | |
US20200004006A1 (en) | Multi-Channel Folded Optical System | |
US4398786A (en) | Collimation lens system | |
Byard et al. | MODS: optical design for a multi-object dual spectrograph | |
US10139610B2 (en) | Broadband catadioptric microscope objective with small central obscuration | |
RU2798087C1 (en) | Mirror lens | |
CN110543006A (en) | Optical system of wide-field wide-band astronomical telescope | |
RU2650055C1 (en) | Catadioptric telescope | |
GB2433608A (en) | Ancillary optical system for imaging optics in the infrared spectral region | |
Seppala | Improved optical design for the large synoptic survey telescope (lsst) | |
Wynne | Shorter than a Schmidt | |
US10782509B2 (en) | Orthoscopic projection lens | |
Kolosov et al. | Optical systems of modern static spacecraft-orientation devices | |
RU2815391C1 (en) | Two-channel mirror lens system | |
RU217680U1 (en) | TWO-CHANNEL MIRROR-LENSING SYSTEM | |
RU2410733C1 (en) | Double-spectrum infrared lens having aperture diaphragm in image space | |
RU2248024C2 (en) | Katadioptrical telescope | |
RU2472190C1 (en) | Catadioptric telescope | |
CN209784643U (en) | Short wave infrared lens | |
RU152320U1 (en) | OPTICAL SYSTEM WIDE-ANGLE TELESCOPE VT-72E |