Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

пластмассово-линзовый объектив апохромат

Классы МПК:G02B9/60 с пятью линзами 
G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей
G02B5/32 голограммы, используемые в качестве оптических элементов
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" (ПГУАС) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-11-30
публикация патента:

Изобретение может использоваться как объектив цифровых фотоаппаратов мобильных телефонов или массовых видеокамер наблюдения, работающих в видимом и ближнем ИК-диапазонах. Объектив содержит пять компонентов, первый из них выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к предмету, на которую нанесен голограммный оптический элемент оптической силы 0,005-0,015 оптической силы объектива, и двояковыпуклой линзы, обращенной большей выпуклостью к предмету, третий и четвертый компоненты представляют собой асферические положительные мениски, обращенные выпуклостями к предмету, пятым компонентом является плоскопараллельная пластинка. Технический результат - существенное повышение качества изображения в спектральном диапазоне от пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 min=0,4 мкм до пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 max=0,9 мкм, увеличение относительного отверстия и уменьшение общей длины объектива. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл. пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

Рисунки к патенту РФ 2464600

пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться как объектив цифровых фотоаппаратов мобильных телефонов или массовых видеокамер наблюдения, работающих в режиме «день-ночь», т.е. в спектральном интервале, охватывающем видимый и ближний ИК-диапазоны.

В ряде патентов, например SU 1151905 (А1) (СССР, опубл. 23.04.1985), RU 2244330 (С2) (Российская Федерация, опубл. 10.01.2005), с целью коррекции хроматических аберраций и улучшения качества изображения на одну из поверхностей объектива нанесен голограммный оптический элемент, однако его параметры и взаимосвязи с параметрами других элементов объектива неприемлемы для случая объективов данного класса.

Известны пятикомпонентные объективы, описанные, например, в патентах JP 2000193884 (А) (Япония, опубл. 14.07.2000), JP 2001100092 (А) (Япония, опубл. 13.04.2001), US 2006024038 (А1) (США, опубл. 2.02.2006). К недостаткам указанных объективов можно отнести узкий спектральный диапазон, небольшое относительное отверстие, довольно большую длину и неудовлетворительное качество изображения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив по патенту US 2006056068 (А1) (США, опубл. 16.03.2006), принятый авторами за прототип.

Данный пятикомпонентный объектив, работающий в видимом спектральном диапазоне (от пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 F=0,486 мкм до пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 C=0, 656 мкм), все элементы которого выполнены из пластика и имеют асферические поверхности, при относительном отверстии 1:2.8, фокусном расстоянии f'=5,98 мм и угловом поле в пространстве предметов 2пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 =55,99° обеспечивает разрешение 100 мм-1 при контрасте Tпластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 0,4. Общая длина системы (от первого компонента до плоскости изображения) составляет l=8,0 мм.

Задачей изобретения является создание объектива, работающего в расширенном спектральном диапазоне от пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 min=0,4 мкм до пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 max=0,9 мкм и формирующего высококачественное изображение по всему полю, с увеличенным относительным отверстием до 1:2,4, угловым полем в пространстве предметов до 2пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 =60° и уменьшенной общей длиной системы до lпластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 5 мм.

Для решения поставленной задачи предложен пластмассово-линзовый объектив апохромат, содержащий пять компонентов (Фиг.1), первый из них выполнен в виде двояковыпуклой линзы, обращенной меньшей выпуклостью к предмету, второй компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к предмету, на которую нанесен голограммный оптический элемент оптической силы 0,005-0,015 оптической силы объектива, и двояковыпуклой линзы, обращенной большей выпуклостью к предмету, третий и четвертый положительные компоненты представляют собой асферические мениски, обращенные выпуклостями к предмету, пятым компонентом является плоскопараллельная пластинка.

Первый, третий и четвертый компоненты объектива выполнены из полиметилметакрилата, отрицательный мениск второго компонента выполнен из поликарбоната, а двояковыпуклая линза из полиметилметакрилата.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что существенное улучшение качества изображения достигается путем замены второго компонента прототипа, выполненного в виде двояковогнутой линзы, на компонент, состоящий из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к предмету, на которую нанесен голограммный оптический элемент, и двояковыпуклой линзы, обращенной большей выпуклостью к предмету. Данный компонент так же, как и компонент прототипа, имеет отрицательную оптическую силу. При этом характеристическое уравнение голограммного элемента имеет вид

пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

где Ai - коэффициенты; r - высота на поверхности голограммного оптического элемента, причем коэффициент А1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты А2, А3, пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 , А6 пропорциональны соответствующим коэффициентам сферической аберрации компонентов объектива.

Таким образом, в заявляемом пластмассово-линзовом объективе апохромате достигнут поставленный ранее технический результат - получено комплексное исправление монохроматических и хроматических аберраций осевого и внеосевого пучков, что приводит к существенному повышению качества изображения по всему полю.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- Фиг 1. Принципиальная оптическая схема пластмассово-линзового объектива

- Фиг 2. Продольный хроматизм

- Фиг 3. Дисторсия

- Фиг 4. Полихроматическая частотно-контрастная характеристика объектива

А также таблицами 1-2, в которых представлены конструктивные параметры примера конкретного исполнения. Данные таблицы представлены в формате программы оптического моделирования ZEMAX.

В качестве примера конкретного исполнения предлагается пластмассово-линзовый объектив апохромат с задним фокусным расстоянием fпластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 3,7 мм; относительным отверстием 1:2,4; угловым полем в пространстве предметов 2пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 =60°.

Технические характеристики:

Фокусное расстояние fпластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 3,7 мм.

Относительное отверстие 1:2,4.

Угловое поле в пространстве предметов 2пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 =60°.

Задний фокальный отрезок пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 .

Общая длина системы l=4,84 мм.

Работает объектив следующим образом: световые пучки, исходящие от предмета, расположенного на бесконечности, последовательно проходят компоненты 1-5 оптической системы и формируют изображение в плоскости наилучшей установки, совпадающей с плоскостью параксиального изображения.

Полученный дисторсирующий план-апохромат при относительном отверстии 1:2,4 обеспечивает разрешение 115 мм-1 при контрасте не ниже 0,5 в пределах полевого угла 2пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 60°. Остаточный хроматизм положения в диапазоне от пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 min=0,4 мкм до пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 max=0,9 мкм не превышает 5,2 мкм, а модуль дисторсии - меньше 1%.

пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Объектив, содержащий пять компонентов, первый из них выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй компонент отрицательный, третий и четвертый положительные компоненты, представляющие собой асферические мениски, обращенные выпуклостями к предмету, пятым компонентом является плоскопараллельная пластинка, отличающийся тем, что второй компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к предмету, на которую нанесен голограммный оптический элемент оптической силы 0,005-0,015 оптической силы объектива, и двояковыпуклой линзы, обращенной большей выпуклостью к предмету, при этом характеристическое уравнение голограммного элемента имеет вид

пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600

где Ai - коэффициенты; r - высота на поверхности голограммного оптического элемента, причем коэффициент A1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты A2, A3, пластмассово-линзовый объектив апохромат, патент № 2464600 , A6 пропорциональны соответствующим коэффициентам сферической аберрации компонентов объектива.

2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что первый, третий и четвертый компоненты выполнены из полиметилметакрилата.

3. Объектив по п.1 или 2, отличающийся тем, что отрицательный мениск второго компонента выполнен из поликарбоната, а двояковыпуклая линза из полиметилметакрилата.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2464600

patent-2464600.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс G02B9/60 с пятью линзами 

Класс G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей

Патенты РФ в классе G02B13/14:
оптическая система тепловизионного прибора -  патент 2525463 (20.08.2014)
планапохроматический объектив -  патент 2517978 (10.06.2014)
инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой -  патент 2510059 (20.03.2014)
светосильный объектив ик-области -  патент 2506616 (10.02.2014)
двухдиапазонный инфракрасный объектив -  патент 2503047 (27.12.2013)
двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием -  патент 2481602 (10.05.2013)
светосильный объектив с угловым полем не менее 25 градусов для тепловизора (варианты) -  патент 2477502 (10.03.2013)
двухдиапазонный инфракрасный светосильный объектив -  патент 2475787 (20.02.2013)
линзовый объектив с изменяемым фокусным расстоянием для работы в двух ик-спектральных областях -  патент 2463633 (10.10.2012)
оптическая система для тепловизионных приборов -  патент 2449328 (27.04.2012)

Класс G02B5/32 голограммы, используемые в качестве оптических элементов

Патенты РФ в классе G02B5/32:
способ изготовления лазерного диода с повышенной яркостью излучения -  патент 2477915 (20.03.2013)
оптическая система голографической видеокамеры -  патент 2464608 (20.10.2012)
устройства и способы хранения данных -  патент 2459284 (20.08.2012)
многоточечный офтальмологический лазерный зонд -  патент 2435544 (10.12.2011)
голограммный фильтр (варианты) -  патент 2376617 (20.12.2009)
фотополимеризующиеся регистрирующие среды для трехмерной оптической памяти сверхбольшой информационной емкости -  патент 2325680 (27.05.2008)
направление оптических сигналов с помощью подвижного дифракционного оптического элемента -  патент 2256203 (10.07.2005)
дифракционный дисплей, дифракционное устройство, способ формирования дисплея и способ формирования различных дифрагированных лучей -  патент 2256202 (10.07.2005)
способ спектральной фильтрации оптического излучения -  патент 2202118 (10.04.2003)
способ записи голографической дифракционной решетки в объеме светочувствительного материала (варианты) -  патент 2199769 (27.02.2003)

Наверх