светосильный объектив
| Классы МПК: | G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей G02B9/60 с пятью линзами |
| Автор(ы): | Гришина Л.И. |
| Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2000-05-23 публикация патента:
10.01.2002 |
Светосильный объектив содержит пять компонентов, первый из которых представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - двояковыпуклая линза, третий - двояковогнутая линза, четвертый - двояковыпуклая линза и пятый - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, при этом имеют место соотношения, указанные в формуле изобретения. Обеспечивается создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1: 2, угловым полем в пространстве предметов больше 47o и длиной оптической системы менее 2,9 f" при одновременном хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. 3 ил. , 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
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 и пятый компоненты - положительные линзы, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а пятый компонент - в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, при этом имеют место следующие соотношения:
; 0,32f"<dОписание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, применяемым в приборах ночного видения, в частности работающих с ПСЭ-приемниками. Известны конструкции светосильных объективов, описанные, например, в выложенных заявках Японии N 64-61714(А), кл. G 02 В 13/04, опубл. 8.03.89 г. , и N 63-70817(А), кл. G 02 В 13/16, опубл. 31.03.88 г. Они содержат 5 линз и имеют относительное отверстие около 1: 2 при значительной длине конструкции. Наиболее близким аналогом, к заявляемому техническому решению является пятилинзовый объектив, описанный в выложенной заявке Японии N 63-81414(А), кл. G 02 В 13/04, опубл. 12.04.88 г. 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: 0,4f"<d<1,0f"; 50<
1; 30>2; 30>3; 50<(4+5)/2; 1,65<(n1, 2, 3, 4, 5 - коэффициенты Аббе материалов линз компонентов, 
- показатели преломления материалов линз четвертого и пятого компонентов. Данный объектив имеет относительное отверстие 1: 1,65, угловое поле зрения 47o41", довольно большую длину оптической системы. При f"= 10 мм 
где 
d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе, 
задний фокальный отрезок. Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1: 2, угловым полем в пространстве предметов больше 47 град и длиной оптической системы менее 2,9 f" при одновременном хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе, содержащем пять компонентов, первый из которых представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый и пятый компоненты - положительные линзы, в отличие от известного, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а пятый компонент - в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, при этом имеют место следующие соотношения: <
<d2 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами,
r3 - первый радиус кривизны линзы второго компонента,
r9, r10 - радиусы кривизны линзы пятого компонента. 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 представляет собой отрицательный мениск 1, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза 2, третий компонент - двояковогнутая линза 3, четвертый компонент - двояковыпуклая линза 4, пятый компонент - положительный мениск 5, обращенный выпуклостью к предмету. Апертурная диафрагма расположена за линзой 2. Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1 - 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 (см. также таблицу):
фокусное расстояние объектива f"= 9,36 мм;
фокусное расстояние первого компонента f1"= -18,16 мм;
фокусное расстояние второго компонента f2"= 9,94 мм;
фокусное расстояние третьего компонента f3"= 9,72 мм;
фокусное расстояние четвертого компонента f4"= 10,93 мм;
фокусное расстояние пятого компонента f5"= 21,35 мм;
задний фокальный отрезок S"F"= 5,23 мм. В объективе соблюдены следующие соотношения:
14,976мм < |f
1| = |-18,16мм| < 19,656мм;2,995 мм<d
8,424 мм<r
0,45<r
угловое поле в пространстве предметов - 48o24";
спектральный диапазон - (0,6. . . 0,75. . . 1,0) мкм;
длина оптической системы - L=
d+S"= 21,2+5,18= 26,38 мм = 2,82f", где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе, S" - задний отрезок;продольная сферическая аберрация (по зоне) - 0,018 мм;
меридиональная кривизна изображения - (-0,077) мм;
сагиттальная кривизна изображения - (-0,137) мм. Апертурная диафрагма расположена за линзой 2 на расстоянии 1,9 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 4,84 мм. Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата по сравнению с ближайшим аналогом: длина оптической системы уменьшена до 2,82 f" вместо 3,84 f" при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю при относительном отверстии объектива 1: 2 и угловом поле в пространстве предметов 48o24".
Класс G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей
Класс G02B9/60 с пятью линзами
