Оптическая проекционная система

Оптическая проекционная система содержит оптические компоненты, сопрягающие оптические плоскости предмета и изображения в масштабе, равном линейному увеличению системы. Система выполнена из двух компонентов, при этом, в переднем фокусе первого располагается объект, а в заднем фокусе второго расположен приемник, а линейное увеличение системы равно отношению фокусных расстояний второго компонента к первому. Возможен вариант, когда задний фокус первого компонента и передний фокус второго совмещены, кроме того, в этой плоскости может располагаться материальная диафрагма. Использование такой системы позволяет улучшить качество изображения при повышении достоверности воспроизведения объекта.

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована для передачи изображения объекта на электронный приемник. Например, это актуально в микроскопии.

Известно, что от качества изображения объекта проекционной системой зависит достоверность получаемой информации об объекте.

Известно применение проекционных систем, например, в микроскопии, когда оптические компоненты сопрягают оптические плоскости предмета и изображения в масштабе, равном линейному увеличению системы. При этом в передаче изображения объекта участвуют три компонента - объектив, тубусный компонент, строящие действительное промежуточное изображение объекта, и проектив, переносящий это изображение на электронный приемник [1]. При этом плоскость расположения объекта не совпадает с передним фокусом объектива (т.е. первого компонента), а плоскость изображения объекта не совпадает с задним фокусом проектива (последнего компонента).

Системы представляются не оптимальными вследствие использования двух ступеней получения изображения, а также наличия промежуточного изображения, что приводит к дополнительным ошибкам и снижает достоверность получаемой информации об объекте. Кроме того, значительны потери света вследствие наличия трех оптических компонентов.

Известна также система, имеющая те же недостатки, в которых плоскость расположения объекта совпадает с передним фокусом первого компонента, т.е. объектива [2], но плоскость изображения объекта также не совпадает с задним фокусом проектива (последнего компонента). Тем не менее, данная система выбрана в качестве прототипа как наиболее близкая по функциональным и конструктивным признакам.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание оптической проекционной системы, передающей изображение объекта на электронный приемник, свободной от указанных недостатков. Кроме того, конструкция должна быть проста, технологична и реализуема в серийном производстве.

Для решения поставленной задачи предлагается оптическая проекционная система, которая, как и прототип, содержит оптические компоненты, сопрягающие оптические плоскости предмета и изображения в масштабе, равном линейному увеличению системы, при этом плоскость расположения объекта совпадает с передним фокусом первого компонента. Однако, в отличие от прототипа, система содержит два компонента, при этом, в заднем фокусе второго компонента расположен приемник, а линейное увеличение системы равно отношению фокусных расстояний второго компонента к первому. Кроме того, задний фокус первого компонента и передний фокус второго могут быть совмещены, и в месте их совмещения может располагаться материальная диафрагма.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что такая конструкция оптической проекционной системы позволяет избежать использования двух ступеней получения изображения, а также устранить наличие промежуточного изображения, что приводит к повышению достоверности получаемой информации об объекте. Дополнительным положительным эффектом от использования предлагаемой полезной модели является уменьшение количества компонентов в системе, что обуславливает снижение потерь света в системе и повышение ее технологичности при серийном производстве.

Выполнение системы в виде двух компонентов, когда в переднем фокусе первого располагается объект, а в заднем фокусе второго расположен приемник, позволяет использовать оптические проекционные системы с различными линейными увеличениями, выбираемыми равными отношению фокусных расстояний второго компонента к первому. То есть возможно получение целой гаммы оптических проекционных двухкомпонентных систем для работы с различными типами и размерами электронных приемников изображений.

Кроме того, поскольку строящие изображение лучи между компонентами проходят параллельно оптической оси, существует возможность добавления и использования в этом пространстве дополнительных несиловых оптических элементов (призм, пластинок, поляризаторов и др., а также зеркал для поворота оптической оси).

Для улучшения геометрического подобия объекта и его изображения с помощью проекционной системы задний фокус первого компонента и

передний фокус второго могут быть совмещены, и в месте их совмещения может располагаться материальная диафрагма.

Принципиальная оптическая схема предлагаемой оптической проекционной системы представлена на рисунке 1. Система содержит два компонента, расположенных вдоль оптической оси. В переднем фокусе первого компонента 1 располагается объект. В заднем фокусе второго компонента 2 располагается приемник. Задний фокус первого компонента и передний фокус второго совмещены, и в месте их совмещения располагается материальная диафрагма 3.

Предлагаемая оптическая проекционная система работает следующим образом. Первый компонент 1 строит изображение объекта в бесконечности, а второй компонент 2 строит изображение объекта в плоскости своего заднего фокуса.

При этом линейное увеличение системы равно отношению фокусных расстояний второго компонента к первому.

Литература:

[1] Федин Л.А., Барский И.Я. Микрофотография. - М.: Наука, 1978.

[2] Вычислительная оптика: Справочник / М.М.Русинов, А.П.Грамматин, П.Д.Иванов и др. Под общ. ред. М.М.Русинова. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1984.

1. Оптическая проекционная система, передающая изображение объекта на электронный приемник, содержащая оптические компоненты, сопрягающие оптические плоскости предмета и изображения в масштабе, равном линейному увеличению системы, при этом плоскость расположения объекта совпадает с передним фокусом первого компонента, отличающаяся тем, что система содержит два компонента, при этом в заднем фокусе второго компонента расположен приемник, а линейное увеличение системы равно отношению фокусных расстояний второго компонента к первому.

2. Оптическая проекционная система по п.1, отличающаяся тем, что задний фокус первого компонента и передний фокус второго компонента совмещены.

3. Оптическая проекционная система по п.1, отличающаяся тем, что задний фокус первого компонента и передний фокус второго компонента совмещены, кроме того, в месте их совмещения располагается материальная диафрагма.