Светосильный объектив

Светосильный объектив

Реферат

 

Светосильный объектив содержит четыре компонента. Первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. При этом имеют место соотношения, связывающие между собой фокусные расстояния объектива и его компонентов, толщины компонентов, воздушные промежутки, радиусы кривизны и показатели преломления компонентов. Обеспечивается создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,7 и угловым полем более 20^o при одновременном хорошем качестве изображения по полю. 3 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам телескопических систем наблюдательных оптических приборов для инфракрасных лучей, и может быть использовано в приборах ночного видения.

Известны четырехлинзовые объективы, описанные, например, в выложенной заявке Японии N 58-196516 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 16.11.83 г., выложенной заявке Японии N 2-304408 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 18.12.90 г.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии B 55-124115 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 25.09.80 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты: - первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, - третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, - четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.

Имеют место следующие соотношения: 0,35f < f₁₂ < 0,4f 0,2f < d₁ + d₂ + d₃ + d₄ + d₅ < 0,25f 0,19f < r₆ < 0,21f (I) 1,35f < f₁₂₃ < 1,46f 0,27f < d₆ < 0,32f (II) n₁, n₂ > 1,6 n₃ n₄ > 1,7 ₁,₂ > 50 ₃,₄ < 30 (III) где f - фокусное расстояние объектива; f₁₂ - фокусное расстояние первого, второго компонентов; f₁₂₃ - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов; d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе; r₆ - второй радиус кривизны третьего компонента; n₁, n₂, n₃, n₄ - показатели преломления материала линз; ₁,₂,₃,₄ - коэффициент Аббе линз.

Данный объектив имеет малое относительное отверстие 1:2,8.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1: ,7 и угловым полем в пространстве предметов более 20^o при одновременном хорошем качестве изображения по полю.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе, содержащем четыре компонента, первый и второй из которых - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изобретению, четвертый компонент - положительный и, в отличие от известного, выполнен в виде двояковыпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения: 0,55f' < f'₁₂ < 0,7f'; 5,5f' < f'₁₂₃ < 7f'; 0,4f' < d₁ + d₂ + d₃ + d₄ + d₅ < 0,6f'; 0,5f' < f'₄ < 0,65f'; 0,2f' < d₆ < 0,3f'; 0,5 < r₃/r₄ < 0,65; 0,2f' < r₆ < 0,3f'; 1,58 < n₁ = n₂ = n₄ < 1,65, где f' - фокусное расстояние всего объектива; f'₁₂ - фокусное расстояние первого, второго компонентов; f'₁₂₃ - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов; f'₄ - фокусное расстояние четвертого компонента; d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе; r₃, r₄ - радиусы кривизны второго компонента; r₆ - второй радиус кривизны третьего компонента; n₁, n₂, n₄ - показатели преломления линз первого, второго и четвертого 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 четыре компонента, первый 1 и второй 2 из которых - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент 3 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент 4 - двояковыпуклая линза. Апертурная диафрагма расположена за третьим компонентом на расстоянии 1,6 мм от него.

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

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив со следующими конструктивными данными, мм: фокусное расстояние объектива - f' = 17,98 фокусное расстояние первого компонента - f'₁ = 20,14 фокусное расстояние второго компонента - f'₂ = 26,24 фокусное расстояние третьего компонента - f'₃ = 6,63 фокусное расстояние четвертого компонента - f'₄ = 10,01 фокусное расстояние первого, второго компонентов - f'₁₂ = 11,58 фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов - f'₁₂₃ = 111,97 задний фокальный отрезок - S'_F' = 7,374 В объективе соблюдены следующие соотношения: 0,5517,98 = 9,889 < f'₁₂ = 11,58 < 0,717,98 = 12,586; 0,417,98 = 7,192 < d₁ + d₂ + d₃ + d₄ + d₅ = 4 + 0,1 + 2,5 + 1 + 1,5 = 9,1 < 0,617,98 = 10,788; 0,5 < r₃/r₄ = = 0,6067 < 0,65; 5,517,98 = 98,89 < f'₁₂₃ = 111,97 < 717,98 = 125,86; 0,517,98 = 8,99 < f'₄ = 10,01 < 0,6517,98 = 11,687; 0,217,98 = 3,596 < d₆ = 4,2 < 0,317,98 = 5,394; 0,217,98 = 3,596 < r₆ = 4,699 < 0,317,98 = 5,394; 1,58 < n₁ = n₂ = n₄ =1,60696 < 1,65.

Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие = 1 : 1,6 угловое поле в пространстве предметов = 2 = 25^o40' спектральный диапазон (0,6...0,75...1,0) мкм линейное поле изображения 2y' = 8 мм длина оптической системы L = d + S' = 16,3 + 7,364 = 23,664 = 1,316f', где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе; S' - задний отрезок; продольная сферическая аберрация - (-0,0015) мм меридиональная кривизна изображения - 0,020 мм сагиттальная кривизна изображения - (-0,027) мм дисторсия - (-2,9)% диаметр апертурной диафрагмы равен - 5,68 мм Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: увеличено относительное отверстие объектива до 1: 1,6 при угловом поле в пространстве предметов 2 = 25^o40' и хорошем качестве изображения по полю: продольная сферическая аберрация - (-0,0015) мм меридиональная кривизна изображения - 0,020 мм сагиттальная кривизна изображения - (-0,027) мм дисторсия - (-2,9)%к

Формула изобретения

Светосильный объектив, содержащий четыре компонента, первый и второй из которых - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент - положительный, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения: 0,55 f' < f'₁₂ < 0,7 f'; 5,5 f' < f'₁₂₃ < 7 f'; 0,4 f' < d₁ + d₂ + d₃ + d₄ + d₅ < 0,6f'; 0,5 f' < f'₄ < 0,65 f'; 0,2 f' < d₆ < 0,3 f' ; 0,5 < r₃/r₄ < 0,65; 0,2 f' < r₆ < 0,3 f'; 1,58 < n₁ = n₂ = n₄ < 1,65, где f' - фокусное расстояние всего объектива, f'₁₂ - фокусное расстояние первого, второго компонентов, f'₁₂₃ - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов, f'₄ - фокусное расстояние четвертого компонента, d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе, r₃, r₄ - радиусы кривизны второго компонента, r₆ - второй радиус кривизны третьего компонента, n₁, n₂, n₄ - показатели преломления линз первого, второго и четвертого компонентов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.12.2008

Дата публикации: 10.05.2011