Светосильный объектив

Светосильный объектив

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах ночного видения. Светосильный объектив содержит пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - плоско-выпуклая линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза. При этом имеют место соотношения, связывающие 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, угловым полем в пространстве предметов более 47° при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. 1 табл., 3 ил.

Предлагаемое 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 N 64-61714(А) кл. G 02 В 13/04, опубл. 8.03.89, выложенной заявке Японии N 63-70817 (A), кл. G 02 В 13/16, опубл. 31.03.88.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии N 63-81414 (A), кл. G 02 В 13/04, опубл. 12.04.88. 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: t 0,4f < d₄ < f, 50 < V₁, 30 > V₂, 30 > V₃, 50 < (V₄ + V₅)/2, 1,65 < (n₄ + n₅)/2, где f - фокусное расстояние объектива, d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами, V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ - коэффициенты Аббе материалов линз компонентов, n₄, n₅ - показатели преломления материалов линз четвертого и пятого компонентов, Данный объектив имеет относительное отверстие 1: 1,65, угловое поле зрения 2 = 47^o41', довольно большую длину оптической системы где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе, - задний фокальный отрезок.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,7, угловым полем в пространстве предметов более 47^o и длиной оптической системы при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива, содержащего пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительная линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза, в отличие от известного, в объективе четвертый компонент выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения: 0,8 < f'₂/f' < 1,5, 0,3 < d₂/f' < 0,42, 0,3 < d₄/f' < 0,5, 0,7 < r₃/f' < 1,2, 50 < V₂, 1,6 < (n₄ + n₅)/2 < 1,65 где f' - фокусное расстояние всего объектива, f'₁, f'₂ - фокусное расстояние первого и второго компонентов, d₂ - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами, d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами, r₃ - радиус кривизны линзы второго компонента, V₂ - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента, n₄, n₅ - показатели преломления материна линз четвертого и пятого 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 пять компонентов, первый из которых состоит из отрицательного мениска 1, обращенного вогнутостью к предмету, второй двояковыпуклая линза 2, третий компонент - двояковогнутая линза 3, четвертый компонент - плоско-выпуклая линза 4, пятый - двояковыпуклая 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: фокусное расстояние объектива f' = 7,04 мм фокусное расстояние первого компонента f'₁ = -10,61 мм фокусное расстояние второго компонента f'₂ = 7,09 мм фокусное расстояние третьего компонента f'₃ = -5,24 мм фокусное расстояние четвертого компонента f'₄ = 8,94 мм фокусное расстояние пятого компонента f'₅ = 10,5 мм задний фокальный отрезок = 6,55 мм.

Другие показатели приведены в таблице (см. ниже).

В объективе соблюдены следующие соотношения: 50 < V₂ = 52,62, Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1: 1,68; угловое поле в пространстве предметов 2 = 48^o2'; спектральный диапазон (0,6...0,75...1,0) мкм; длина оптической системы L = d+S = 15,7+6,54 = 22,24 мм = 3,16f где d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе, S' - задний отрезок; продольная сферическая аберрация (по зоне) (- 0,030) мм; меридиональная кривизна изображения 7 (- 0,208) мм; сагиттальная кривизна изображения (- 0,139) мм.

Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 1,4 мм от второй линзы, диаметр апертурной диафрагмы равен 4,64 мм.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: длина оптической системы предложенного объектива L = d+S = 3,16f значительно меньше оптической длины объектива ближайшего аналога L = 3,84f при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю при относительном отверстии 1:1,7 и угловом поле в пространстве предметов 2 =48^o2'.

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 компонент - положительная линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения: 0,8 < f'₂ / f' < 1,5 0,3 < d₂ / f' < 0,42 0,3 < d₄ / f' < 0,5 0,7 < r₃ / f' < 1,2 50 < V₂ 1,6 < (n₄ + n₅) / 2 < 1,65 где f' - фокусное расстояние всего объектива; f'₁, f'₂ - фокусное расстояние первого и второго компонентов; d₂ - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами; d₄ - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами; r₃ - радиус кривизны линзы второго компонента; V₂ - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента; n₄, n₅ - показатели преломления материала линз четвертого и пятого 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: 31.12.2008

Дата публикации: 10.05.2011