SU1151908A1

SU1151908A1 - Зеркально-линзовый объектив с вынесенным входным зрачком

Info

Publication number: SU1151908A1
Application number: SU833614418A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Хваловский; Татьяна Николаевна Хацевич
Original assignee: Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1985-04-23

Abstract

ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ С ВЫНЕСЕННЫМ ВХОДНЫМ ЗРАЧКОМ, содержащий два компонента, первый из которых выполнен в виде положительной линзы и отрицательного мениска, вогнутостью обращенного к предмету, второй - в виде отрицательного мениска и сферического зеркала, обращенных вогнутостью один к другому, и расположенной между ними дво ковыпуклой линзы, причем входной зрачок объектива расположен в его передней фокальной плоскости и смещен перпендикул рно оптической оси, отличающийс тем, что, с целью повыщени разрешающей способности, положительна линза первого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, оптические силы линз первого компонента по абсолютной величине составл ют соответственно 0,4 ф и 0,2 Ф , оптические силы линз и зеркала второго компонента - 0,15ф, 0,3Ф и 0,4, а во втором компоненте удаление отрицательного мениска от дво ковыпуклой линзы со- с ставл ет 0,55 f, где Ф и f- оптическа ® сила и фокусное рассто ние объектива со (Л ответственно.

Description

L

2 I

Алойной зрачок.

сл

со

о

ОО

Изобретение относитс к приборостроению , в частности к зеркально-линзовым объективам , и может быть использовано в лазерных сканирующих устройствах, предназначенных дл построчной записи изображений на плоском регистрирующем материале , например факсимильной технике, в системах вывода информации из ЭВМ и других системах, использующих плоскостную развертку изображений.

Известен зеркально-линзовый объектив с вынесенным входным зрачком, содержащий сагиттальное цилиндрическое зеркало, коррекционную цилиндрическую линзу (или цилиндрическое эллиптическое зеркало) и два меридиональных цилиндрических зеркала 1 .

Недостатком этого объектива вл етс его сложна конструкци из-за применени в нем асферических поверхностей.

Известен также зеркально-линзовый объектив с вынесенным входным зрачком, содержащий два компонента, первый из которых выполнен в виде положительной линзы и отрицательного мениска, вогнутостью обращенного к предмету, второй - в виде отрицательного мениска и сферического зеркала, обращенных вогнутостью один к другому, и расположенной между ними дво ковыпуклой линзы, причем входной зрачок объектива расположен в его передней фокальной плоскости и смещен перпендикул рно оптической оси. Объектив обеспечивает телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений и линейную зависимость величины изображени от полевого угла при разрещении , равном 55 мм, в направлении строки развертки 2.

Недостатком известного объектива вл етс низка разрещающа способность.

Целью изобретени вл етс повышение разрешающей способности объектива при сохранении линейной зависимости величины изображени от полевого угла и телецентрического хода главных лучей в пространстве изображений.

Поставленна цель достигаетс тем, что в зеркально-линзовом объективе с вынесенным входным зрачком, содержащем два компонента , первый из которых выполнен в виде положительной линзы и отрицательного мениска, вогнутостью обращенного к предмету , второй - в виде отрицательного мениска и сферического зеркала, обращенных вогнутостью один к другому, и расположенной между ними дво ковыпуклой линзы, причем входной зрачок объектива расположен в его передней фокальной плоскости и смещен перпендикул рно оптической оси, положительна линза первого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, оптические силы линз первого компонента по абсолютной величине составл ют соответственно 0,4 Ф и 0,2 Ф, оптические силы линз и зеркала второго компонента - 0,15Ф, 0,3 Ф и 0,4Ф, а во втором компоненте удаление отрицательного мениска от дво ковыпуклой линзы составл ет 0,55 f, где Ф и f - оптическа сила и фокусное рассто ние объектива соответственно .

Выполнение объектива таким позвол ет

О добитьс более высокой степени коррекции остаточных аберраций в объективе (прежде всего кривизны пол и астигматизма, а также комы и сферической аберрации) и повысить вследствие этого его разрешающую

5 способность, сохран прежний закон построени изображени и телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений . Расположение отрицательного мениска второго компонента вблизи плоскости изображени позвол ет добитьс хорощего

0 исправлени одной из наиболее трудноисправимых аберраций - кривизны пол и облегчить вследствие этого исправление остальных аберраций в объективе. Рассто ние между отрицательным мениском второго

5 компонента и плоскостью изображени может быть небольшим, достаточным только дл размещени регистрирующего материала . Практически достаточно обеспечить удаление отрицательного мениска от дво ковыпуклой линзы, около 0,55 f , при этом величина заднего фокального отрезка равна 0,050 ,1 фокусного рассто ни объектива. Выполнение положительной линзы первого компонента в виде мениска позвол ет улучшить коррекцию аберраций щироких пучков - комы и сферической аберрации.

На фиг. 1 приведена принципиальна оптическа схема объектива; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график функции передачи модул ции объектива в направлении строки развертки дл центра

0 и кра строки.

Предлагаемый зеркально-линзовый объектив с вынесенным входным зрачком состоит из первого компонента I (фиг. 1), выполненного в виде положительного 2 и отрицательного 3 менисков, обращенных вогнутостью к входному зрачку, и второго компонента 4, выполненного в виде дво ковыпуклой линзы 5, сферического зеркала 6, обращенного вогнутостью к входному зрачку, и отрицательного мениска 7, обращенного выпуклостью к плоскости изображений. Дл разделени падающих на объектив и прошедших через него пучков лучей, а также дл удобства компоновки введено плоское зеркало 8. При этом линзы объектива могут быть выполнены не круглыми, а в виде сегментов.

Устройство работает следуюшим образом .

Дл осуществлени строчной развертки во входном зрачке объектива помещают развертывающий элемент (не показан). Объектив осуществл ет фокусировку пучков, идущих от развертывающего элемента, в плоскости изображений. При этом, пройд линзы 2, 3 и 5 и отразившись от сферического зеркала 6, пучок второй раз проходит линзу 5 и направл етс плоским зеркалом 8 на линзу 7, пройд которую окончательно фокусируетс на регистрирующем материале, расположенном в плоскости изображений. Величина перемещени светового п тна вдоль строки развертки пропорциональна углу падени пучка на объектив. В каждой точке строки создаютс одинаковые услови освещени вследствие посто нства угла падени пучка на регистрирующий материал в каждой точке строки (телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений) и посто нства линейной скорости перемещени светового п тна вдоль строки развертки.

Пример. Объектив имеет следующие характеристики: фокусное рассто ние объектива f -191,61 мм; задний фокальньш отрезок Sp -10,56 мм; передний фокальный отрезок Sf -31,08 мм; удаление входного зрачка Sp -31,6 мм; угловое поле 2W 60°; длина строки развертки 200 мм; относительное отверстие D;f 1:10; центр входного зрачка смещен на 20 мм перпендикул рно оптической оси объектива.

Объектив предназначен дл работы с монохроматическим излучением с длиной волны Л 0,6328 мкм. Он не содержит склеенных поверхностей, поэтому может работать с излучением большой мощности. Кадрова развертка осуществл етс перемещением регистрирующего материала. График модул ционной передаточной функции объектива приведен на фиг. 3. Объектив обеспечивает разрешение не менее 100 мм- дл г всех точек строки (при коэффициенте передачи модул ции, равном 0,2) в направлении строки развертки (фиг. 3, где верхн крива - функци передачи модул ции дл точки в центре строки; дл всех остальных точек строки кривые модул ционных передаточных функций лежат между кривыми). Объектив обеспечивает линейную зависимость величины изображени от полевого угла, отступление от указанной зависимости не превышает 0,09 мм вдоль всей строки.

5 Объектив обеспечивает телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений . Кроме того, объектив обеспечивает достаточную равномерность освещенности вдоль строки, светораспределение на краю строки падает всего на 16%.

Таким образом, предлагаемый зеркальнолинзовый объектив с вынесенным входным зрачком по сравнению с известным обеспечивает повышение разрешающей способности , что повышает примерно в два раза информационную емкость записанного изображени . При этом сохран етс линейный закон построени изображени , обеспечивающий отсутствие масштабных искажений при записи, и тёлецентрический ход главных лучей в пространстве изображений, уменьшаюший масштабные искажени вследствие возможных смещений регистрирующего материала в процессе записи и обеспечивающий одинаковые услови освещени в каждой точке строки.

Л-К

Г

отн.е8.

0.6

ОМ

0,2

О Ю 2Q 30 40 50 60 70 SO 30 WO N,MMФ1 г .

Claims

ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ С ВЫНЕСЕННЫМ ВХОДНЫМ ЗРАЧКОМ, содержащий два компонента, первый из которых выполнен в виде положительной линзы и отрицательного мениска, вогнутостью обращенного к предмету, второй — в виде отрицательного мениска и сферического зеркала, обращенных вогнутостью один к другому, и расположенной между ними двояковыпуклой линзы, причем входной зрачок объектива расположен в его передней фокальной плоскости и смещен перпендикулярно оптической оси, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, положительная линза первого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, оптические силы линз первого компонента по абсолютной величине составляют соответственно 0,4 ф и 0,2 Ф , оптические силы линз и зеркала второго компонента — 0, 15<£>, 0,ЗФ и 0,4Ф, а во втором компоненте удаление отрицательного мениска от двояковыпуклой линзы составляет 0,55 fгде Ф и f — оптическая сила и фокусное расстояние объектива соответственно.

зрачок

Плоскость изображений

SU .... 1151908 >