Зеркально-линзовый объектив
Использование: в оптическом приборостроении, а также в оптической промышленности, и, в частности, в астрономических телескопах, и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов и т.д. Задача: увеличение углового поля при дифракционно-ограниченном качестве изображения в широком спектральном интервале и малых продольных габаритах объектива. Сущность: в зеркально-линзовом объективе, содержащем установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой 
л.с., выполненную из трех линз, установленную позади главного зеркала, оптические силы линз и воздушные промежутки удовлетворяют условию: 
, где з.с.- оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал; 0,5
1/л.с.0,7 1,0|2/л.с.|2,0 2,03/л.с.3,0 0,12|л.c. d1|0,2 0,05|л.с.d2|0,15, где 1, 2, 3 - оптические силы первой, второй и третьей линз, d1, d2 - расстояние между первой, второй и третьей линзами соответственно. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано в оптической промышленности, и, в частности, в астрономических телескопах, и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов и т.д.
Зеркально-линзовые объективы обычно состоят из главного вогнутого зеркала с центральным отверстием, вторичного выпуклого и линзового корректора полевых аберраций.
Сферическая аберрация и кома исправляются асферизацией главного и вторичного зеркал, придавая им гиперболоидальную форму. Полевые аберрации - астигматизм и кривизна изображения коррегируются линзовым корректором полевых аберраций (КПА), который обычно устанавливается позади главного зеркала перед фокальной плоскостью.
Известны зеркально-линзовые объективы, содержащие гиперболические главное зеркало (ГЗ) и вторичное зеркало (ВЗ) и однолинзовый КПА с асферической поверхностью [1].
Такой корректор позволил исправить астигматизм. Для исправления кривизны изображения пришлось раздвинуть ГЗ и ВЗ. Это привело к большому коэффициенту центрального экранирования 
=0,57 и значительным продольным габаритам: расстояние d между ГЗ и ВЗ составило 0,33f'oб, где f' об - фокусное расстояние всего объектива, а, следовательно, к недопустимому для космического телескопа увеличению массы.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является зеркально-линзовый объектив [2], содержащий установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой л.c., выполненную из двух линзовых компонентов, разделенных воздушным промежутком, содержащих три линзы, из которых первая и вторая линзы установлены вблизи друг к другу.
Недостатком такой системы является ограниченной угловое поле, не превышающее 1,5° при среднеквадратической деформации волнового фронта (RMS)0,07÷0,08 
.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение углового поля при дифракционно-ограниченном качестве изображения в широком спектральном интервале и малых продольных габаритах объектива.
Для решения поставленной задачи предлагается зеркально-линзовый объектив, который, как и прототип, содержит установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой л.с., выполненную из трех линз, установленную позади главного зеркала.
В отличие от прототипа оптические силы линз и воздушные промежутки удовлетворяют условию:
,
где з.с. - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
0,51/л.с.0,7
1,0|2/л.с.|2,0
2,03/л.с.3,0
0,12|л.с. d1|0,2 0,05|л.с. d2|0,15, где 1, 2, 3 - оптические силы первой, второй и третьей, d1, d2 - расстояние между первой, второй и третьей линзами соответственно.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что, благодаря предлагаемой схеме выполнения зеркально-линзового объектива, состоящего из установленных последовательно по направлению луча главного вогнутого с центральным отверстием гиперболоидального зеркала, вторичного выпуклого гиперболоидального зеркала и линзовой системы с оптической силой л.с., выполненной из трех линз, установленной позади главного зеркала, при этом оптические силы линз и воздушные промежутки удовлетворяет условию: , где з.с. - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
0,51/л.с.0,7
1,0|2/л.с.|2,0
2,03/л.с.3,0
0,12|л.с. d1|0,2 0,05|л.с. d2|0,15, где 1, 2, 3 - оптические силы первой, второй и третьей, d1, d2 - расстояние между первой, второй и третьей линзами соответственно, обеспечивается коррекция полевых аберраций монохроматических и хроматизма увеличения в широком спектральном интервале при увеличенных угловых полях объекта.
В частности, выбранное соотношение оптических сил и расстояний d1 и d2 между линзами позволяют исправить кривизну изображения и астигматизм всего объектива в целом и тем самым обеспечить дифракционно-ограниченное качество изображения при больших угловых полях 2
1,75°.
Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 - представлена оптическая схема объектива и Приложением, в котором приведены конструктивные параметры и оптические характеристики объектива.
Зеркально-линзовый объектив состоит из главного вогнутого с центральным отверстием гиперболоидального зеркала 1, вторичного выпуклого гиперболоидального зеркала 2 и линзовой системы 3 с оптической силой л.с., выполненной из трех линз: из первой линзы 4 с оптической силой 1, второй линзы 5 с оптической силой 2, и третьей линзы 6 с оптической силой 3.
Оптические силы л.с. с линзовой системы 3 и ее линз удовлетворяют условию:
; 0,51/л.с.0,7; 1,0|2/л.с.|2,0; 2,03/л.с.3,0, а расстояние d1 между первой 4 и второй 5 линзами и d2 между второй 5 и третьей 6 составляют:
0,12/|л.с|d10,2/|фл.с.|;
0,05/|л.с.|d20,15/|л.c.|.
Работа предлагаемого зеркально-линзового объектива осуществляется следующим образом.
Параллельный пучок света падает на главное вогнутое зеркало 1 и фокусируется в его фокальной плоскости, расположенной перед вторичным выпуклым зеркалом 2.
Вторичное выпуклое зеркало 2, для которого мнимым объектом является изображение объекта в фокальной плоскости главного вогнутого зеркала 1, изображает его в фокальную плоскость зеркальной системы, состоящей из главного 1 и вторичного 2 зеркал.
Линзовая система 3 переносит изображение после зеркальной системы в фокальную плоскость всего зеркально-линзового объектива с положительным увеличением, т.е. без оборачивания изображения.
Заявленные соотношения параметров и полученные технические характеристики приведены в Приложении.
Получена среднеквадратичная деформация волнового фронта RMS<0,07 по всему полю, что соответствует дифракционно-ограниченному качеству изображения, при угловом поле 21,75°.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Н.Н. Михельсон "Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета", "Физико-математическая литература", 1995, сс.328-331.
2. Российская Федерация, патент 
2415451, МПК: G02В 17/06, 27.03.2011 - прототип.
Зеркально-линзовый объектив, содержащий установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой л.с, выполненную из трех линз, установленную позади главного зеркала, отличающийся тем, что оптические силы линз и воздушные промежутки удовлетворяет условию:
где з.с - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
0,51/л.с0,7
1,0|2/л.с|2,0
2,03/л.с3,0
0,12|л.сd1|0,2
0,05|л.сd2|0,15,
где 1, 2, 3 - оптические силы первой, второй и третьей линз; d1, d2 - расстояния между первой, второй и третьей линзами соответственно.
