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:
2000-09-14 публикация патента:
10.04.2002 |
Светосильный объектив содержит пять компонентов. Первый компонент - двояковыпуклая линза, второй - отрицательная линза, выполненная в виде вогнутоплоской линзы, третий компонент - двояковыпуклая линза, вторая поверхность которой асферическая, четвертый компонент - двояковыпуклая линза, а пятый компонент - двояковогнутая линза, при этом выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1/6, угловым полем в пространстве предметов 38o и длиной оптической системы не более 2,4 f", где f" - фокусное расстояние объектива при 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, два из которых отрицательные, причем один из них двояковогнутая линза, и три положительные двояковыпуклые линзы, в том числе и четвертый компонент, отличающийся тем, что первый компонент - двояковыпуклая линза, второй - отрицательная линза, выполненная в виде вогнутоплоской линзы, третий компонент - двояковыпуклая линза, вторая поверхность которой асферическая, а пятый компонент - двояковогнутая линза, при этом имеют место следующие соотношения:0,85<|f"
d7 - толщина линзы четвертого компонента;
r9, r10 - радиусы кривизны линзы пятого компонента.
Описание изобретения к патенту
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 2-85816 (А), кл. G 02 В 13/04, опубл. 27.03.90г., выложенной заявке Японии 3-63613 (А), кл. G 02 В 13/04, опубликованной 19.03.91 г., которые содержат пять линз и имеют довольно большую длину. Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии 63-70817 (А), кл. G 02 В 13/16, опубл. 31.03.88г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:- первый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,
- второй компонент - двояковыпуклая линза,
- третий компонент - двояковогнутая линза,
- четвертый компонент - двояковыпуклая линза,
- пятый компонент - двояковыпуклая линза. Имеют место следующие соотношения:
1,0f<|f
f1.2 > f/0,25, (2)
f1.2 < -f/0,08,
0,43 f < d2 < 0,63 f, (3)
1,25 f < f3 < 1,65 f, (4)
0,40 f < d4 < 0,80 f, (5)
где f - фокусное расстояние всего объектива,
f1 - фокусное расстояние первого компонента,
f1,2 - фокусное расстояние первого и второго компонентов,
d2 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами,
f3 - фокусное расстояние третьего компонента,
d4 - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами. Данный объектив имеет относительное отверстие 1:1,63, угловое поле в пространстве предметов 2w=38o, довольно большую длину оптической системы
L=
d+S"F"=33,22+12,80=46,02=3,74f",где
d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,S"F" - задний фокальный отрезок. Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,6, угловым полем в пространство предметов 38o и длиной оптической системы
L=
d+S"F"
2,4f",при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. Технический результат - снижение длины объектива при сохранении высокого качества изображения. Это достигается тем, что в светосильном объективе, содержащем пять компонентов, два из которых отрицательные, причем один из них двояковогнутая линза и три положительные двояковыпуклые линзы, в том числе и четвертый компонент, в отличие от известного первый компонент - двояковыпуклая линза, второй - отрицательная линза, выполненная в виде вогнутоплоской линзы, третий компонент - двояковыпуклая линза, вторая поверхность которой асферическая, а пятый компонент - двояковогнутая линза, при этом имеют место следующие соотношения:
1,05 < f"3/f" < 1,2,
0,42 < d7/f" < 0,55,
0,22<|r
d7 - толщина линзы четвертого 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 состоит из двояковыпуклой линзы 1, второй - вогнутоплоская линза 2, третий компонент - двояковыпуклая линза 3, вторая поверхность которой выполнена асферической, четвертый компонент - двояковыпуклая линза 4, пятый компонент - двояковогнутая 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 (см. таблицу);
фокусное расстояние объектива f" = 12,03 мм,
фокусное расстояние первого компонента f"1 = 29,17 мм,
фокусное расстояние второго компонента f"2 = 10,88 мм,
фокусное расстояние третьего компонента f"3 = 13,82 мм,
фокусное расстояние четвертого компонента f"4 = 10,95 мм,
фокусное расстояние пятого компонента f"5 = -9,53 мм,
задний фокальный отрезок S"F" = 4,74 мм. В объективе соблюдены следующие соотношения:
0,42<d
=5,8/12,03 = 0,4821<0,55,угловое поле в пространстве предметов 2w=38o40"
спектральный диапазон (0,6-0,75-1,0) мкм
длина оптической системы
L=
d+S"=22,2+4,70=26,9 мм=2,236f",где
d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,S"F" - задний фокальный отрезок,
продольная сферическая аберрация (по зоне) (-0,009) мм,
меридиональная кривизна изображения (-0,066) мм,
сагиттальная кривизна изображения (-0,072) мм. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 1,3 мм от второй линзы, диаметр апертурной диафрагмы равен 8,5 мм. Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: длина оптической системы предложенного объектива L=
d+S"F"= 22,2+4,70= 2,236f" значительно меньше оптической длины объектива ближайшего аналога L=3,74f" при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю при относительном отверстии 1:1,6 и угловом поле в пространстве предметов 2w=38o40", при сохранении высокого качества объектива.
Класс G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей
Класс G02B9/60 с пятью линзами
