Зеркальная система вращения изображения

 

Использование: в оптическом приборостроении , в работающих в широком спектральном диапазоне оптических системах вращения изображения вокруг оси или компенсации такого вращения в случае его недопустимости . Сущность изобретения, размещение общего дополнительного зеркала системы плоских зеркал с компланарными нормалями параллельно оси вращения так. что оно образует угловой базис ft с каждой из граней двух пар зеркал, угловой базис которых составляет (180°-2 / ). Вершины указанных угловых зеркал лежат при этом между осью вращения и дополнительным зеркалом на прямой, параллельной им обоим, а расстояние до них определяется пропорцией cos . 3 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 02 В 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874477/10 (22) 13.08.90 (46) 07.09.92, Бюл, ¹ ЗЗ (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Н,А. Денисов и T.Â. Королева (56) 1. Грейм И.А., Зальц А.Е. Зеркальнопризменная система, их расчет и элементы юстировки.— Львов, СЗПИ. 1978. с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР ¹

1695255, кл. G 02 В 17/06, 1989. (54) ЗЕРКАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВРАЩЕНИЯ

ИЗОБРАЖЕ(-(ИЯ (57) Использование: в оптическом приборостроении, в работающих в широком спектИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использо. вано в работающих в широком спектральном диапазоне оптических системах вращения изображения вокруг оси или компенсации такого вращения в случае его недопустимости.

Известны зеркальные системы вращения изображения панорамических плоских шарниров на базе трехзеркальной системы с компланарными нормалями и угловым базисом P,t 1),Однако такая система имеет большие продольные и поперечные габариты, обусловленные значительной оптическоц длиной пути лучей, а также, как следствие, большую массу, что усложняет кинематический привод такой системы вращения изображения.

Указанные недостатки частично устранены в зеркальной системе вращения изо.. Ы 1760504 А1 ральном диапазоне оптических системах вращения изображения вокруг оси или компенсации такого вращения в случае его недопустимости. Сущность изобретения: размещение общего дополнительного зеркала системы плоских зеркал с компланарными нормалями параллельно оси вращения так, что оно образует угловой базис j3 с каждой из граней двух пар зеркал, угловой базис которых составляет (180 -2

j3 ). Вершины указанных угловых зеркал лежат при зтом между осью вращения и дополнительным зеркалом на прямой, параллельной им обоим, а расстояние до них определяется пропорцией cos P:1. 3 ил. бражения, содержащей две пары угловых зеркал с попарно параллельными гранями. а также дополнительным общим зеркалом с двусторонним отражающим покрытием. Система установлена с возможностью вращения вокруг оси, комппанарной с нормалями зеркал 2 . Указанная система вращения изображения, выбранная в качестве прототипа. работает как в параллельном, так и в расходящемся (сходящемся) пучке лучей.

Однако массогабаритные характеристики такой системы остаются все еще значительными.

Целью изобретения является сокращение массогабаритных характеристик зеркальной системы вращения изображения за счет сокращения оптической длины пути лучей в ней.

Для достижения цели зеркальная система вращения изображения содержит две па1760504

10 составляют с зеркалом 3 угловойбазис Р50

55 ры угловых зеркал с комплэнарными нормалями и попарно параллельными гранями, а общее дополнительное зеркало расположено параллельно оси вращения системы и образует угловой базис с каждой из граней двух пар зеркал. Угловые зеркала расположены в пространстве таким образом, что их ребра лежат между осью вращения системы и дополнительным зеркалом на прямой, параллельной им обоим, причем расстояния от ребер до оси вращения и до дополнительного зеркала связаны соотношением cosP .1.

Взаимное расположение граней двух пар зеркал с общим для них дополнительным зеркалом относительно друг друга, а также относительно оси вращения зеркальной системы вращения изображения является существенным признаком заявляемого устройства, который позволил достичь положительный эффект, заключающийся в том. что при обеспечении полного оборачивания изображения в меридианальном сечении достигается сокращение массогабаритных характеристик системы вращения изображения, а также оптической длины пути лучей в ней. Тэк как вышеперечисленные признаки являются новыми, неизвестными, то предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показаны принципиальная оптическая схема (ее меридианальное сечение) зеркальной системы вращения изображения и ход наклонных лучей в ней; на фиг. 2 представлены графики зависимости линейных размеров системы от величины угла наклона падающих лучей для прототипа и заявляемой системы при угловом базисеP = ЗОО; на фиг. 3 — их относительные значения, Зеркальная система вращения изображения включает две пары угловых зеркал 1, 4 и 2, 5 с компланарными нормалями и общее для них дополнительное зеркало 3, установленное с возможностью вращения вокруг оси 6, компланарной с нормалями зеркал. Грани зеркал 1 и 2, а также зеркал 4 и 5 попарно параллельны и, кроме того, каждое. Ребра А и В угловых зеркал 1, 4 и 2, 5 соответственно лежат нэ прямой АВ, параллельной как оси вращения системы. так и общему дополнительному зеркалу 3, причем расстояния до них от прямой АВ определяются пропорцией cos/3:1.

Зеркальная система вращения изобра>кения работает следующим образом, 15

Поток излучения диаметром D (соответствует входному зрачку 7 системы) и угловой расходимостью лучей 2W падает на зеркала

1 и 2. При этом осевой луч 8 на этих зеркалах расщепляется на составляющие 8 и 8" соответственно, т.е. через зеркала 1, 3, 4 и 2, 3, 5 проходят потоки излучения, ограниченные лучами 9, 8 и 10, 8" соответственно, где лучи

9 и 10 — краевые лучи падающего потока излучения. На зеркалах 4 и 5 происходит совмещение лучей 8 и 8" в единый осевой луч 8, а лучи 9 и 10 испытывают на указанных зеркалах полное оборачивание, В результате на выходе из зеркальной системы имеет место поток излучения диаметром 0, испытавший в меридиональной плоскости полное оборачивание.

Графики, приведенные на фиг, 2 и 3, построены для прототипа (В о, L о, Z о, ! зерк макс) и заявляемого устройства (В"о, ! "о, Z"î, !" зерк макс). Здесь Во — поперечный габарит; Lo — оптическая длина пути; Zo. — продольный габарит; !зерк макс — максимальный размер зеркал зеркальной системы вращения изображения.

Примером конкретного технического исполнения зеркальной системы вращения изображения может служить система плоских зеркал с угловым базисом =30 для потока излучения диаметром D--20 мм (на входе в систему) и угловой расходимостью

2W=10o. При этом его поперечный габарит

В О=61,8 мм (прототип В a=84,4 мм), продольный габарит Z о= 71,4 мм (прототип

2р=114,8 мм), оптическая длина пути

L О=100,7 мм (прототип !. О=163,5 MM). максимальный размер плоского зеркала I зеро макс=38,7 мм (прототип эерк макс= 42,2 мм), Ребра А и В угловых зеркал 1, 4 и 2, 5 лежат на прямой, удаленной от оси вращения зеркала 3 на расстоянии, определяемом пропорцией cos 2Р /1=1/2.

Из приведенных графиков очевидны следующие преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом: сокращение продольных габаритов в 1,61 раза, сокращение поперечных габаритов в 1,37 раза, сокращение максимального размера зеркал в 1,1 раза, сокращение оптической длины пути лучей в системе в 1,53 раза, причем указанные преимущества тем больше, чем больше угол наклона падающих лучей W (или угол рэсходимости лучей 2W).

Формула изобретения

Зеркальная система вращения изобра- жения, содержащая систему плоских зеркал с компланарными нормалями, состоящую из двух пар зеркал с попарно параллельными гранями и общим дополнительным зер1760504 калом, установленную с.возможностью вращения вокруг оси, компланарной с нормалями зеркал, отл ич а ю ща я с я тем,что, с целью сокращения массогабаритных характеристик, общее дополнительное зеркало 5 расположено параллельно оси вращения системы и образует угловой базис Р с каждой из граней двух пар зеркал. ребра которых лежат на прямой, параллельной оси вращения, при атом расстояния от ребер до оси вращения и до дополнительного зеркала связаны соотношением cos j3 2:1.

17б0504

Ь граГ

4ойо, 4/4"

Х Ь/, @ed

Составитель Л.Мухина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Соколова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5