[go: up one dir, main page]

LV14373B - These š s ē teladoptric telescope - Google Patents

These š s ē teladoptric telescope Download PDF

Info

Publication number
LV14373B
LV14373B LVP-09-216A LV090216A LV14373B LV 14373 B LV14373 B LV 14373B LV 090216 A LV090216 A LV 090216A LV 14373 B LV14373 B LV 14373B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
mirror
lens
telescope
sphere
break
Prior art date
Application number
LVP-09-216A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV14373A (en
Inventor
Māris Ābele
Jevgenijs Bičkovskis
Original Assignee
Latvijas Universitāte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Latvijas Universitāte filed Critical Latvijas Universitāte
Priority to LVP-09-216A priority Critical patent/LV14373B/en
Publication of LV14373A publication Critical patent/LV14373A/en
Publication of LV14373B publication Critical patent/LV14373B/en

Links

Landscapes

  • Telescopes (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

The invention relates to a direct image optical surveillance devices, and it can be used as a compact planetary telescope, a high magnification binocular for terrestrial observations, as well as astrograph's object-lens with high resolution. A catadioptric telescope contains in two kinds curved positive front lens 1, primary mirror, which is produced in the way of the negative Manzhen mirror 2, the secondary mirror 3 and the positive field lens 4. The following table shows the geometric parameters of the geometric elements. The ratio of the first lens diameter to the focal length of the optical system of the telescope is chosen 1/10.

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTSDESCRIPTION OF THE INVENTION

Izgudrojums attiecas uz tieša attēla optiskajām novērošanas ierīcēm un var tikt izmantots par kompaktu planētu teleskopu, liela palielinājuma tālskati virszemes novērojumos, kā arī par astrogrāfa objektīvu ar augstu izšķirtspēju.The invention relates to direct-image optical observation devices and can be used as a compact planetary telescope, high magnification binoculars for terrestrial observations, and as a high resolution astronomer lens.

Zināmā tehnikas līmeņa analīzeAnalysis of prior art

Ir zināma Gregori teleskopa divu spoguļu optiskā sistēma, kura ir aprakstīta, piemēram, ASV patentā Nr. 6667831 un ir izvētēta par izgudrojuma prototipu. Tā sastāv no diviem asferiskiem spoguļiem un dod tiešu attēlu sistēmas fokālajā plaknē. Tomēr, izmantojot asferiskās optiskās ierīces, tādus aberācijas veidus, kā koma, astigmātisms, palielinājuma hromatisms un lauka liekums, ārpus optiskās ass izlabot nevar. Tādā veidā ir iespēja iegūt precīzu attēlu vienīgi redzes lauka centrā, kas var būt pietiekams, tikai aplūkojot vienu nelielu lauka punktu, piemēram, zvaigzni.There is known a dual-mirror optical system of the Gregori telescope which is described, for example, in U.S. Pat. No. 6667831 and has been investigated as a prototype of the invention. It consists of two aspherical mirrors and gives a direct view of the focal plane of the system. However, with the aid of aspheric optical devices, aberrations such as coma, astigmatism, magnification chromatography, and field curvature cannot be corrected outside the optical axis. In this way, it is possible to obtain an accurate image only at the center of the field of view, which can be sufficient only by looking at one small point in the field, such as a star.

Ir zināma tieša attēla teleskopa katadioptriska sistēma (PCT pieteikuma publikācija Nr. WO 99/53354), kas uzbūvēta pēc Maksutova-Kasegrēna shēmas un sastāv no priekšējās lēcas, galvenā un sekundāra spoguļa, kurā tieša attēla iegūšanai ir izmantota apgriezoša lēcu sistēma. Šāda risinājuma trūkums ir tas, ka par apgriezošo sistēmu tiek izmantoti papildu optiskie elementi, kas optiskajā sistēmā rada papildu kļūdas un neļauj iegūt difrakcijas robežai tuvu izšķirtspēju.There is known a direct image telescope catadioptric system (PCT Application Publication No. WO 99/53354), which is constructed according to the Maksutov-Cassegren scheme and consists of a front lens, a primary and a secondary mirror, which uses a rotating lens system to obtain a direct image. The disadvantage of this solution is that the inverse system uses additional optical elements which cause additional errors in the optical system and prevent resolution near the diffraction limit.

Ir zināms spoguļu un lēcu objektīvs (RU 12264 Ul), kas sastāv no priekšējās lēcas un galvenā spoguļa un dod tiešu attēlu, kas rodas, par sekundāro izmantojot ieliekto Manžena spoguli. Šā risinājuma trūkums ir tas, ka optiskajā sistēmā ir izmantota augstas pakāpes unifikācija. Tā izpaužas tādējādi, ka priekšējai lēcai un sekundārajam spogulim ir izvēlētas pavisam divas virsmas, vienu no kurām caurejošais stars šķērso divas reizes, bet otru - tris reizes. Tādēļ šo sistēmu var optimizēt tikai ļoti šaurās robežās, kas savukārt kopumā nedod iespēju sasniegt augstu izšķirtspēju. Šī konstrukcija var tikt izmantota zema budžeta novērošanas ierīcēs ar ne pārāk augstu izšķirtspēju.There is a known mirror and lens lens (RU 12264 Ul), which consists of a front lens and a main mirror, and gives a direct image produced by the secondary use of a convex Mancene mirror. The disadvantage of this solution is that the optical system uses a high degree of unification. This is achieved by the fact that a total of two surfaces are selected for the front lens and the secondary mirror, one of which passes through the beam twice and the other three times. Therefore, this system can only be optimized within very narrow limits, which in turn does not allow high resolution to be achieved overall. This design can be used on low budget surveillance devices with not too high resolution.

Pēc konstrukcijas tuvāks piedāvātajam risinājumam ir gaismas spējīgs spoguļu-lēcu objektīvs ar sfēriskām optiskajām virsmām, kas aprakstīts Krievijas Federācijas patentā RU 2 368 924, kurš sastāv no piecām komponentiem, kuri ir izgatavoti no vienas šķirnes stikla. Minētās shēmas galvenais trūkums ir tas, ka tas ir uzbūvēts pēc Maksutova-Kasegrēna shēmas, kas fokālajā plaknē dod apgrieztu attēlu, un tam ir gabarīti 1/2,2, tos raksturojot ar attāluma no priekšējās virsmas līdz fokālajai plaknei attiecību pret fokusa attālumu. Bez tam sistēma ir uzbūvēta, izmantojot vienas konkrētas šķirnes K8 stiklu.The design is closer to the proposed solution with a light-capable mirror-lens lens with a spherical optical surface as described in the Russian Federation patent RU 2 368 924, which consists of five components made of the same type of glass. The main disadvantage of this scheme is that it is built on the Maksutov-Cassegren scheme, which gives an inverse image in the focal plane and has a dimension of 1 / 2.2, characterized by the ratio of the front surface to the focal plane relative to the focal length. In addition, the system is built with one specific grade of K8 glass.

Piedāvātā izgudrojuma tehniskais uzdevums un būtībaTechnical object and essence of the proposed invention

Piedāvātā izgudrojuma tehniskais uzdevums ir gabarītu samazināšana līdz 1/4, saglabājot izšķirtspējas līmeni, kas tuvs difrakcijas robežai 0,4 - 1,0 mikrometru viļņu diapazonā, kas atbilst mūsdienu FPA Image Sensors devēju jūtīguma diapazonam. Papildus tam tiek nodrošināta iespēja izmantot jebkuras markas stiklu ar Abbes skaitli, lielāku par 0,5, kas ļauj izmantot stikla šķirnes, kuras darbojas galēji skarbos apstākļos, piemēram, atklātā kosmosā.The technical objective of the present invention is to reduce the dimensions to 1/4, while maintaining a resolution level close to the diffraction limit within the 0.4 - 1.0 micrometer wavelength range, which corresponds to the sensitivity range of modern FPA Image Sensors. In addition, it is possible to use any brand of glass with an Abbes number greater than 0.5, which allows the use of glass varieties that operate under extremely harsh conditions, such as the open space.

Šis uzdevums ir atrisināts tādā veidā, ka Gregori sistēmas tieša attēla katadioptriskajā teleskopā ar sfēriskajām optiskajām virsmām, kas satur priekšējo pozitīvo lēcu, galveno spoguli, kas izpildīts negatīva Manžena spoguļa veidā, sekundāro spoguli un pozitīvā lauka lēcu, saskaņā ar piedāvāto izgudrojumu sekundārais spogulis ir izveidots ieliekta spoguļa veidā, bet priekšējās lēcas un teleskopa optiskās sistēmas fokusa attāluma attiecība pret spoguļa diametru ir izvēlēta robežās no 1/6 līdz 1/12, pie kam attāluma attiecība no priekšējās virsmas līdz fokālajai plaknei ir izvēlēta robežās no 1/3,5 līdz 1/4.This problem is solved by the fact that the Gregori system's direct view catadioptric telescope with spherical optical surfaces containing a front positive lens, a main mirror executed in the form of a negative Manen mirror, a secondary mirror and a positive field lens, according to the invention concave mirror, but the focal length ratio of the front lens and telescope optical system to the diameter of the mirror is selected within the range of 1/6 to 1/12, with the ratio of the front surface to the focal plane being selected within the range of 1 / 3.5 to 1 / 4.

Piedāvātā teleskopa uzbūvēšanas shēma ir Gregori sistēmas modifikācija. Šāda shēma ir izvēlēta tādēļ, ka tā dod iespēju iegūt attāluma no pirmā komponenta priekšējās virsmas līdz fokālajai plaknei attiecību pret sistēmas fokusa attālumu robežās no 1/3,5 līdz 1/4. Lai varētu labot aberāciju ārpus optiskās ass, shēmā ir izmantota vienīgi sfēriskā optika, kas savukārt izgudrojuma īstenošanu padara tehnoloģiskāku salīdzinājumā ar klasisko Gregori sistēmu. Pie tam piedāvātajā katadioptriskajā teleskopā ir izvēlēts optimāls optisko elementu skaits, kas ļauj optimizēt aprēķinus un veikt justēšanu pietiekami plašās robežās montāžas un ekspluatācijas laikā. Bez tam visi sistēmas elementi ir izgatavoti no vienas šķirnes stikla. Tā var būt jebkura stikla šķirne (kronstikls). ar vidējo dispersijas pakāpi (Abbes skaitli), lielāku par 0,5. Piedāvātajam katadioptriskajam teleskopam ir augsta izšķiršanas spēja, kas tuva difrakcijas robežai. Tā tiek sasniegta tādējādi, ka piedāvātajā shēmā ir izvēlēts iespējami minimāls optisko elementu skaits, kas ļauj maksimāli optimizēt optisko sistēmu, un vienlaikus minimāls ir gaismas laušanas virsmu skaits. Pietiekami maza optisko parametru skaita gadījumā, kas piedalās aprēķinu optimizācijā, aprēķinam var izmantot automātisko aprēķina metodi, kas ir aprakstīta publikācijā /1/, optimizācijā vienlaikus izmantotojot visus optiskās sistēmas parametrus.The proposed telescope construction scheme is a modification of the Gregori system. Such a scheme is chosen because it provides the ratio of the distance from the front surface of the first component to the focal plane to the focal length of the system in the range of 1 / 3.5 to 1/4. In order to correct the aberration outside the optical axis, the circuit uses only spherical optics, which in turn makes the implementation of the invention more technological than the classical Gregorian system. In addition, the optimum number of optical elements has been selected in the proposed catadioptric telescope, which allows for optimization of calculations and justification within a sufficiently wide range during assembly and operation. In addition, all system elements are made of the same type of glass. It can be any type of glass (bracket). with an average degree of dispersion (Abbes number) greater than 0,5. The proposed catadioptic telescope has a high resolution close to the diffraction limit. This is achieved by minimizing the number of optical elements in the proposed scheme to optimize the optical system while minimizing the number of refractive surfaces. For a sufficiently small number of optical parameters participating in the calculation optimization, the automatic calculation method described in / 1 / can be used for the calculation, using all the parameters of the optical system at the same time for optimization.

Izgudrojumu īstenošanas piemēriEXAMPLES OF THE INVENTION

Fig. 1 ir parādīta piedāvātā katadioptriskā teleskopa shēma ar sfēriskajām virsmām atbilstoši Gregori shēmai, kurš satur pozitīvu divēji izliektu lēcu 1, galveno spoguli, kas izpildīts Manžena negatīvā spoguļa 2 veidā, kas atrodas pirmās fokālās virsmas 5 priekšā, t.i., pirmsfokālajā apgabalā, kā ari satur sekundāro spoguli 3 un pozitīvo lauka lēcu 4, kas atrodas aiz virsmas 5, t.i., apgabalā aiz fokālās plaknes, un veido attēlu sistēmas galvenajā fokālajā plaknē. Pievienotajā tabulā ir parādīti optisko elementu ģeometriskie parametri.FIG. 1 shows a schematic diagram of a proposed catadioptric telescope with spherical surfaces according to the Gregorian scheme comprising a positive dual-convex lens 1, a main mirror executed in the form of a Mancene negative mirror 2 located in front of the first focal surface 5, i.e. a mirror 3 and a positive field lens 4 located behind the surface 5, i.e., the area behind the focal plane, forming an image system in the main focal plane. The attached table shows the geometric characteristics of the optical elements.

TabulaTable

Virsma Surface Virs- mas no- sau- kums Above- mas no- sau- gums Virs- mas veids Above- mas type Y rādiuss Y radius Biezums Thickness Stikls Glass Laušanas režīms Breaking mode Y pusapertura Y pusertura Priekšmets Subject matter Sfēra Sphere Bezgalība Infinity Bezga- lība Endless the league Lauzts Break Diafragma Aperture Sfēra Sphere 685.0493 685.0493 8.0000 8.0000 NBK7 SCHO NBK7 SCHO Lauzts Break 38.0000 38.0000 2 2 Sfēra Sphere -854.4047 -854.4047 166.0000 166.0000 Lauzts Break 37.9203 37.9203

3 3 Sfēra Sphere - 159.5544 159.5544 7.0000 7.0000 NBK7 SCHO NBK7 SCHO Lauzts Break 30.6244 30.6244 4 4 Sfēra Sphere -251.6798 -251.6798 -7.0000 -7.0000 NBK7 SCHO NBK7 SCHO Atstarots Reflected 30.9232 30.9232 5 5 Sfēra Sphere -159.5544 -159.5544 158.3000 158.3000 Lauzts Break 29.2664 29.2664 6 6th Sfēra Sphere 53.4495 53.4495 165.0000 165.0000 Atstarots Reflected 8.1545 8.1545 7 7th Sfēra Sphere 17.0000 17.0000 3.0000 3.0000 NBK7 SCHO NBK7 SCHO Lauzts Break 6.5897 6.5897 8 8th Sfēra Sphere -100.0000 -100.0000 5.2460 5.2460 Lauzts Break 6.3887 6.3887 Attēls Picture Sfēra Sphere Bezgalība Infinity -0.1335 -0.1335 Lauzts Break 4.9590 4.9590 Priekšmets Subject matter Sfēra Sphere Bezgalība Infinity Bezgalīb a Infinity a Lauzts Break Diafragma Aperture Sfēra Sphere 790.6963 790.6963 8.0000 8.0000 SK16_ SCHO SK16_ SCHO Lauzts Break 38.0000 38.0000 2 2 Sfēra Sphere 1031.5910 1031.5910 166.0000 166.0000 Lauzts Break 37.8827 37.8827 3 3 Sfēra Sphere -167.4798 -167.4798 7.0000 7.0000 SK16_ SCHO SK16_ SCHO Lauzts Break 29.2694 29.2694 4 4 Sfēra Sphere -250.7363 -250.7363 -7.0000 -7.0000 SK16_ SCHO SK16_ SCHO Atstarots Reflected 29.5466 29.5466 5 5 Sfēra Sphere -167.4798 -167.4798 158.3000 158.3000 Lauzts Break 27.9973 27.9973 6 6th Sfēra Sphere 53.4495 53.4495 165.0000 165.0000 Atstarots Reflected 6.9615 6.9615 7 7th Sfēra Sphere 22.0000 22.0000 3.0000 3.0000 SK16_ SCHO SK16_ SCHO Lauzts Break 0.3636 0.3636 8 8th Sfēra Sphere -150.0000 -150.0000 5.2460 5.2460 Lauzts Break 0.2704 0.2704 Attēls Picture Sfēra Sphere Bezgalība Infinity -0.1858 -0.1858 Lauzts Break 0.0000 0.0000

Priekšējās lecas un teleskopa optiskās sistēmas fokusa attāluma attiecība ir izvēlēta 1/10. Stari iet cauri priekšējai lēcai 1, tiek lauzti uz Manžena spoguļa 2 priekšējās virsmas, atstarojas no Manžena spoguļa 2 aizmugures virsmas, otrreiz tiek lauzti uz Manžena spoguļa 2 priekšējās virsmas un koncentrējas vienā punktā pirmajā fokālajā plaknē 5. Tālāk stari šķērso optisko asi punktā plaknē 5. Tādā veidā attēls tiek apgriezts. Tālāk stari atstarojas no sekundārā spoguļa 3 un, ejot cauri lauka lēcai 4, koncentrējas vienā punktā galvenajā fokālajā plaknē 6, tādējādi veidojot tiešu attēlu. Priekšējā lēca 1 kopā ar Manžena spoguli 2 izlabo kopējo optiskās sistēmas sfērisko aberāciju un piedevām izlabo sekundārā spoguļa 3 sfērisko aberāciju. Lauka lēca 4 āipus ass izlabo teleskopa optiskās sistēmas tādus aberācijas veidus, kā koma, astigmātisms, palielinājuma hromatisms un lauka liekums.The focal length ratio of the front lens to the telescope optical system is selected at 1/10. The rays pass through the front lens 1, are refracted on the front surface of the Mannequin mirror 2, reflected from the rear surface of the Mannequin mirror 2, are refolded a second time on the front surface of the Mannequin mirror 2 and focus at one point on the first focal plane. This way the image is cropped. Further, the rays are reflected from the secondary mirror 3 and, passing through the field lens 4, are concentrated at a single point in the main focal plane 6, thus forming a direct image. The front lens 1, together with the Manhattan mirror 2, corrects the overall spherical aberration of the optical system and additionally corrects the spherical aberration of the secondary mirror 3. Field 4 lens axis corrects telescope optical system aberrations such as coma, astigmatism, magnification chromaticism and field curvature.

Izmantotie informācijas avoti:Used information sources:

1. Πεκ Υ. ABTOMaTHHecKHii pacneT oSbcktobob (b KHHre: «flpoeKTHpoBaHue omraraecKirc cncTeM» /non peņaKiņreH IIIeHHOHa P., BanaHTa ,φκ./, MocKBa, Mnp, 183, c. 99-128.1. Πεκ Υ. ABTOMaTHHecKHii pacneT oSbcktobob {b KHHre: «flpoeKTHpoBaHue omraraecKirc cncTeM» / non penaKinreH IIIeHHOHa P., BanaHTa, φκ. /, MocKBa, Mnp, 183, c. 99-128.

Claims (2)

PretenzijasClaims 1. Tieša attēla katadioptriskais teleskops pēc Gregori sistēmas ar sfēriskajām optiskajām virsmām, kas satur priekšējo pozitīvo lēcu, galveno spoguli, kas izpildīts negatīva Manžena spoguļa veidā, sekundāro spoguli un pozitīvā lauka lēcu, kas atšķirīgs ar to, ka sekundārais spogulis ir izveidots ieliekta spoguļa veidā un attāluma no pirmās virmas līdz fokālajai plaknei attiecība pret sistēmas fokusa attālumu ir izvēlēta robežās no 1 : 3,5 līdz 1 : 4.1. Direct view catadioptric telescope according to the Gregori system with spherical optical surfaces comprising a front positive lens, a main mirror executed in the form of a negative Manen mirror, a secondary mirror and a positive field lens other than a convex mirror and the ratio of the distance from the first surface to the focal plane to the focal length of the system is selected within the range of 1: 3.5 to 1: 4. 2. Teleskops saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīgs ar to, ka sistēmas komponenti ir izpildīti no jebkuras šķirnes kronstikla ar vidējo dispersijas pakāpi, kas lielāka par 0,5.A telescope according to claim 1, characterized in that the system components are made of brass glass of any variety with an average dispersion of greater than 0.5.
LVP-09-216A 2009-12-08 2009-12-08 These š s ē teladoptric telescope LV14373B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-09-216A LV14373B (en) 2009-12-08 2009-12-08 These š s ē teladoptric telescope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-09-216A LV14373B (en) 2009-12-08 2009-12-08 These š s ē teladoptric telescope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14373A LV14373A (en) 2011-06-20
LV14373B true LV14373B (en) 2011-08-20

Family

ID=53276422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-09-216A LV14373B (en) 2009-12-08 2009-12-08 These š s ē teladoptric telescope

Country Status (1)

Country Link
LV (1) LV14373B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
LV14373A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4124798A (en) Optical viewing apparatus
RU2683820C2 (en) Telescope and telescope array for use in spacecraft
CN104246573A (en) Endoscope objective optical system and imaging device
RU2443005C2 (en) Catadioptric telescope
CA2647405C (en) Wide-angle catoptric system
CN114236796B (en) Visible light-medium wave infrared afocal optical system
US4881801A (en) Fast, aberration-free flat field catadioptric telescope
US6280058B1 (en) Illumination system
CN105759543A (en) Projection optical system and projection device
RU2650055C1 (en) Catadioptric telescope
JP2018091956A (en) Catadioptric optical system
JP2003167196A (en) Catoptric system
US10139610B2 (en) Broadband catadioptric microscope objective with small central obscuration
CN111258032B (en) A fixed focus lens
Seppala Improved optical design for the large synoptic survey telescope (lsst)
CN110568606A (en) Double focal length system catadioptric telescope
LV14373B (en) These š s ē teladoptric telescope
CN210376871U (en) Catadioptric astronomical telescope with dual focal length system
RU2415451C1 (en) Reflector lens
RU182711U1 (en) OPTICAL SYSTEM OF OPTICAL ELECTRONIC COORDINATOR
US754076A (en) Low-power telescope.
RU2355003C1 (en) Optical system for generating image of object in two fields of vision
RU2042166C1 (en) Wide-angle optical system for closed observation
Wetherell Afocal systems
RU2472190C1 (en) Catadioptric telescope