светосильный объектив
| Классы МПК: | G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей G02B9/34 с четырьмя линзами |
| Автор(ы): | Гришина Л.И. |
| Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2000-10-26 публикация патента:
10.06.2002 |
Светосильный объектив содержит два положительных компонента. Первый компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой отрицательной линз, а второй - из двух линз, первая из которых двояковыпуклая, а вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету. При этом выполняются указанные в формуле изобретения соотношения между фокусными расстояниями объектива и его компонентов, толщинами и воздушными промежутками. Обеспечивается создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:2, угловым полем в пространстве предметов больше 11o и длиной оптической системы менее 1,4f 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 два положительных компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй - из двух линз, первая из которых двояковыпуклая, отличающийся тем, что в первом компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой, а во втором компоненте вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, при этом имеют место следующие соотношения:0,5f"<f"
-0,5f"<r
f1", f2", f3", f4" - фокусные расстояния линз первого и второго компонентов;
r7 - первый радиус кривизны второй линзы второго компонента;
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, применяемым в приборах ночного видения. Известны конструкции светосильных объективов, описанные, например, в выложенной заявке Японии 62-98317(А), кл. G 02 В 13/00, опубл. 7.05.87 г., в акцептованной заявке Японии 60-49288(B2), кл. G 02 В 13/00, опубл. 1.11.85 г., которые содержат четыре и три линзы и имеют довольно большую длину. Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является четырехлинзовый объектив, описанный в выложенной заявке Японии 62-11819(А), кл. G 02 В 13/00, опубл. 20.01.87 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:- первый компонент - двояковыпуклая линза и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету,
- второй компонент - двояковыпуклая линза и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Имеют место следующие соотношения:
1,5f<f
0,9f<|r
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента,
r8 - второй радиус кривизны второй линзы второго компонента,
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами. Данный объектив имеет малое угловое поле в пространстве предметов 4 град. 7 мин. и большую длину оптической системы 2,36f. Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:2, угловым полем в пространстве предметов больше 11 град. и длиной оптической системы менее 1,4f при одновременном хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе типа Петцваля, содержащем два положительных компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй состоит из двух линз, первая из которых - двояковыпуклая, в отличие от известного, в первом компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой, а во втором компоненте вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, при этом имеют место следующие соотношения:
0,5f"<f"
-0,5f"<r
f1", f2", f3" и f4" - фокусные расстояния линз первого и второго компонентов,
r7 - первый радиус кривизны второй линзы второго компонента,
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами. Известна конструкция ахроматического объектива для ИК-области спектра, описанная в авт. свид. СССР 404037, кл. G 02 В 13/14, опубл. 26.10.73 г., оптические элементы которой по форме и расположению сходны с заявляемым объективом. Однако указанный известный объектив представляет собой оптическую систему типа Тессар, состоящую из трех компонентов и четырех линз в отличие от предлагаемой, которая представляет собой оптическую систему типа Петцваля, состоящую из двух положительных компонентов и четырех линз. На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива, на фиг.2 и 3 - графики аберраций объектива. Объектив (фиг.1) содержит последовательно расположенные по ходу луча два компонента, первый ив которых состоит ив двояковыпуклой 1 и двояковогнутой линзы 2. Второй компонент состоит ив двояковыпуклой линзы 3 и отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью к предмету. В объективе имеют место определенные соотношения между параметрами линз. Апертурная диафрагма расположена за линзой 2. Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение объекта в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив конструктивными данными, приведенными в таблице
Фокусное расстояние объектива f"=85,08 мм
Фокусное расстояние первой линзы f"1=59,54 мм
Фокусное расстояние второй линзы f"2=-87,03 мм
Фокусное расстояние третьей линзы f"3=76,32 мм
Фокусное расстояние четвертой линзы f"4=-350,12 мм
Фокусное расстояние первого компонента f"I=135,54 мм
Фокусное расстояние второго компонента f"II=99,897 мм
Задний фокальный отрезок S"F"=27,97 мм
Расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки S"уст=27,78 мм
В объективе соблюдены следующие соотношения:
42,54 мм<f"
-391,37 мм<f"
-42,54 мм<r
34,03 мм< d4=45,1 мм<51,05 мм,
127,62 мм<f"
93,588 мм<f"
Относительное отверстие 1:1,6
Угловое поле в пространстве предметов 12 град. 4 мин. Спектральный диапазон (0,6...0,78...0,90) мкм
Длина оптической системы
где
d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,S"уст - расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки. Продольная сферическая аберрация по зоне (-0,058) мм
Меридиональная кривизна изображения по полю 0,117 мм
Сагиттальная кривизна изображения по полю (-0,109) мм
Апертурная диафрагма расположена за линзой 2 на расстоянии 18,8 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 36,7 мм. Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата по сравнению с ближайшим аналогом: увеличено угловое поле в пространстве предметов до 12 град. 4 мин вместо 4 град. 7 мин, длина оптической системы уменьшена до 1,35f" вместо 2,36f" при относительном отверстии объектива 1:1,6 и хорошем качестве изображения по полю:
Продольная сферическая аберрация по зоне (-0,058) мм. Меридиональная кривизна изображения по полю 0,117 мм. Сагиттальная кривизна изображения по полю (-0,109) мм.
Класс G02B13/14 для инфракрасных или ультрафиолетовых лучей
Класс G02B9/34 с четырьмя линзами
| объектив эндоскопа - патент 2529055 (27.09.2014) |  |
| светосильный объектив ик-области - патент 2506616 (10.02.2014) |  |
| объектив эндоскопа - патент 2464599 (20.10.2012) |  |
| объектив - патент 2451312 (20.05.2012) |  |
| светосильный объектив для инфракрасной области спектра - патент 2449327 (27.04.2012) |  |
| четырехлинзовый объектив - патент 2412455 (20.02.2011) |  |
| светосильный объектив - патент 2411556 (10.02.2011) |  |
| светосильный объектив для тепловизора - патент 2403598 (10.11.2010) |  |
| широкоугольный объектив с вынесенным входным зрачком - патент 2399072 (10.09.2010) |  |
| объектив - патент 2386988 (20.04.2010) |  |