светосильный объектив

Формула изобретения

Светосильный объектив, содержащий пять компонентов, первый из которых представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительная линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения:



0,8 < f"₂ / f" < 1,5

0,3 < d₂ / f" < 0,42

0,3 < d₄ / f" < 0,5

0,7 < r₃ / f" < 1,2

50 < V₂

1,6 < (n₄ + n₅) / 2 < 1,65

где f" - фокусное расстояние всего объектива;

f"₁, f"₂ - фокусное расстояние первого и второго компонентов;

d₂ - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами;

d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами;

r₃ - радиус кривизны линзы второго компонента;

V₂ - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента;

n₄, n₅ - показатели преломления материала линз четвертого и пятого компонентов.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам и может быть использовано в приборах ночного видения, в частности, работающих с ПЗС-приемниками.

Известны объективы, описанные, например, в выложенной заявке Японии N 64-61714(А) кл. G 02 В 13/04, опубл. 8.03.89, выложенной заявке Японии N 63-70817 (A), кл. G 02 В 13/16, опубл. 31.03.88.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии N 63-81414 (A), кл. G 02 В 13/04, опубл. 12.04.88. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:

- первый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,

- второй компонент - двояковыпуклая линза,

- третий компонент - двояковогнутая линза,

- четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению,

- пятый компонент - двояковыпуклая линза.

Имеют место следующие соотношения:

t 0,4f < d₄ < f,

50 < V₁,

30 > V₂,

30 > V₃,

50 < (V₄ + V₅)/2,

1,65 < (n₄ + n₅)/2,

где f - фокусное расстояние объектива,

d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами,

V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ - коэффициенты Аббе материалов линз компонентов,

n₄, n₅ - показатели преломления материалов линз четвертого и пятого компонентов,

Данный объектив имеет относительное отверстие 1: 1,65, угловое поле зрения 2 = 47^o41", довольно большую длину оптической системы



где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,

- задний фокальный отрезок.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,7, угловым полем в пространстве предметов более 47^o и длиной оптической системы



при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива, содержащего пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительная линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза, в отличие от известного, в объективе четвертый компонент выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения:



0,8 < f"₂/f" < 1,5,

0,3 < d₂/f" < 0,42,

0,3 < d₄/f" < 0,5,

0,7 < r₃/f" < 1,2,

50 < V₂,

1,6 < (n₄ + n₅)/2 < 1,65

где f" - фокусное расстояние всего объектива,

f"₁, f"₂ - фокусное расстояние первого и второго компонентов,

d₂ - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами,

d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами,

r₃ - радиус кривизны линзы второго компонента,

V₂ - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента,

n₄, n₅ - показатели преломления материна линз четвертого и пятого компонентов.

На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива, на фиг. 2 и 3 - графики аберраций объектива.

Объектив (фиг. 1) содержит последовательно расположенные по ходу луча пять компонентов, первый из которых состоит из отрицательного мениска 1, обращенного вогнутостью к предмету, второй двояковыпуклая линза 2, третий компонент - двояковогнутая линза 3, четвертый компонент - плоско-выпуклая линза 4, пятый - двояковыпуклая линза 5. Апертурная диафрагма расположена за вторым компонентом.

Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3, 4 и 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан).

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив со следующими конструктивными данными:

фокусное расстояние объектива f" = 7,04 мм

фокусное расстояние первого компонента f"₁ = -10,61 мм

фокусное расстояние второго компонента f"₂ = 7,09 мм

фокусное расстояние третьего компонента f"₃ = -5,24 мм

фокусное расстояние четвертого компонента f"₄ = 8,94 мм

фокусное расстояние пятого компонента f"₅ = 10,5 мм

задний фокальный отрезок = 6,55 мм.

Другие показатели приведены в таблице (см. ниже).

В объективе соблюдены следующие соотношения:











50 < V₂ = 52,62,



Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1: 1,68; угловое поле в пространстве предметов 2 = 48^o2"; спектральный диапазон (0,6...0,75...1,0) мкм; длина оптической системы

L = d+S = 15,7+6,54 = 22,24 мм = 3,16f

где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,

S" - задний отрезок;

продольная сферическая аберрация (по зоне) (- 0,030) мм; меридиональная кривизна изображения 7 (- 0,208) мм; сагиттальная кривизна изображения (- 0,139) мм.

Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 1,4 мм от второй линзы, диаметр апертурной диафрагмы равен 4,64 мм.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: длина оптической системы предложенного объектива L = d+S = 3,16f значительно меньше оптической длины объектива ближайшего аналога L = 3,84f при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю при относительном отверстии 1:1,7 и угловом поле в пространстве предметов 2 =48^o2".