Репродукционный объектив

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ы2 1723553 А1 (51)5 G 02 В 13/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. бд

Изобретение относится к оптическому ции и репродуцирования может быть значи(Л приборостроению, а именно к линзовым . тельно большим, чем в случаях первичной проекционным объективам, и может найти сьемки. Поэтомутребования к светосиле реприменение в приборах для наблюдения: продукционныхобьективовобычноневелитруднодоступных объектов. ки. Это поаволяет ислольеовать в качестве репродукционных объективов симметрич- в

Известнырепродукционныеобьективы. ные универсальные объективы —.двойные

Процессы трансформирования и пере-.. склеенные анастигматы; обладающие несьемки требуют в ряде случаев сохранения большой аберрацией в зрачках, что обеспемерительных качеств изображения. Приме-.: чивает малые изменения дисторсии при

° няемые для этой цели объективы должны . увеличениях, отличных от единицы. Иногда быть свободными от дисторсии при равич- в качестве репродукционных обьекттивов ных увеличениях. С другой стороны; время используют и тройные анастигматы типа экспонирования в процессах трансформа- тессар.

1 (21) 4763320/10 (22) 29.11.89 (46) 30.03.92. Бюл. ¹ 12 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) А.В.Буцевицкий, С,А.Родионов,.

Л.М.Еськова, Л.Н.Курчинская и M.Í;Ñîêîëüский (53) 771.351.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1278772а кл. G 02 B 13/24, 1986.

Авторское свидетельство. СССР

¹ 1283690,. кл. G 02 0 9/64, 1985. (54) РЕПРОДУКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам, и может найти применение в приборах для наблюдения труднодоступных объектов. Репродукционный объектив, содержащий два компонен-, та 1,2, первый из которых содержит положительные 3,4 и отрицательный 5 мениски, второй — положительный -мениск 7 и двояковыпуклую линзу 9, положительный 3 и отрицательный 5 мениски первого компонента 1 обращены вогнутостью к пространству изображений, перед этими менискамй размещен положительный мениск 3, обращенный вогнутостью к изображению, во втором компоненте 2 положительный мениск 7 вогнутостью обращен к пространству предметов, а перед ним помещена двояковогнутая линза 6, между положительным мениском 7 и двояковыпуклой линзой 9 введена плосковыпуклая линза 8, причем расстояние между этой линзой.и двояковы- . пуклой линзой 9 этого компонента равно не менее 0,3L, где L — расстояние между плоскостями предметов и иэображений. Линейное увеличение P = -0,5. Линейные поля в пространстве предметов . и иэображений, соответственно 2у. = 93,6 мм, 2у = 50 мм, задняя апертура А = 0,06. 3 ил.

1723553

25

40

Известен репродукционный объектив, 45

Для обеспечения достаточно высокого качества изображения прибегают к ограничению как полей зрения, так и размера относительного отверстия. Обращаясь к симметричным объективам гауссова типа, обладающих небольшой отрицательной аберрацией в зрачках, представляется возможным исправлять эту аберрацию внесением полржительной сферической аберрации, присущей плоскопараллельной пластинке размещенной впереди и позади собственно объектива.

При соответствующем подборе толщины таких пластинок удается совместить переднюю и заднюю узловые точки друг с другом. Такое совмещение существенно упрощает конструкцию инверторов, используемых при трансформировании снимков.

Кроме того, при достаточно большой толщине пластинок появляется возможность ввести в них хроматические радиусы для устранения хроматизма в зрачках и тем самым хроматизма увеличения при увеличениях, отличных от единицы. Но такого типа объективы не обеспечивают требуемого качества изображения и телецентрического хода лучей в пространстве изображения.

Известен репродукционный объектив, содержащий два разделенных диафрагмой. компонента, каждый из которых состоит из четырех линз, симметрично. расположенных относительно .плоскости апертурой диафрагмы, первые линзы каждого из компонентов выполнены плоскопараболическими, обращенными выпуклостью соответственно к предмету и изображению, вторые линзы — положительными менисками, третьи линзы — отрицательными менисками, четвертые линзы — положительными менисками. причем все мениски обращены выпуклостью к диафрагме.

Однако указанный объектив не обеспечивает требуемого увеличения при хорошем качестве изображения, содержащий два компонента, второй из которых -содержит положительный мениск, склеенный иэ двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и одиночный отрицательный мениск, первый компонеНт выполнен четырехлинзовым из отрицательного мениска. обращенного выпуклостью к предмету, положительного и отрицательного мениска. обращенных вогнутостью к предмету, и положительного мениска, обращенного вы.пуклостью к предмету и склеенного из отрицательного и положительного менисков, а во втором компоненте между склеенным и одиночным менисками установлена двояковыпуклая линза, причем ме5

15 ниск обращен выпуклостью к предмету. Увеличенйе объектива j3= -0,5", числовая апертура в пространстве изображений n slnU =

= 0,102, фокусное расстояние f = 248 мм.

Задний отрезок S = 372 мм (1,51 ). Объектив ахроматиэован для видимой области спектра. Поперечная сферическая аберрация не превышает 0,042 мм, абберации широкого меридионального пучка не более 0.044 мм, астигматизм — не более 1,033 мм. Кривизна поля соответствует радиусу выпуклого экрана.

Однако данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения, не имеет телецентрического хода главных лучей в пространстве изображения, не обеспечивает проекцию предмета с плоскости. на плОСкОСть.

Наиболее близким к изобретению является репродукционный объектив, содержащий два компонента и апертурную диафрагму между ними, йричем первый компонент выполнен в виде двух положительных и одного отрицательного одиночных менисков, обращенных вогнутостью к пространству изображений, а второй компонент — в. виде двояковогнутой, положительной и двояковыпуклой линз, Однако этот объектив имеет недостаточно высокое качество изображения и малый передний рабочий отрезок.

Цель изобретения — повышение -качества изображения по всему полю зрения при увеличении переднего рабочего отрезка.

Общая компоновка объектива позволяет исправить кому, дисторсию при увеличении, отличном от 1.

Объектив имеет телецентрический ход главных лучей, поэтому входной зрачок находится в передней фокальной плоскости объектива. Это условие затрудняло расчет объектива, особенно одновременное исправление сферической аберрации для точки на оси и кривизны изображения.

Объектив выполнен из стекол серии

200, что значительно расширяет область его применения. Но так как стекол серии 200 мало, то трудно исправить хроматические аберрации. В объективе двояковыпуклая линза, расположенная вблизи плоскости изображения, выполнена из стекла марки

К208. Другие положительные линзы объектива — из стекла ТКНЗ, а все отрицательные линзы — из стекла ТФ200. Линзы являются технологичными, не имеют крутых радиусов кривизны, Репродукционный объектив служит для рассматривания труднодоступных объектов, поэтому имеет большой передний рабочий отрезок, который составляет не менее

1723553

0,5L, Расстояние между плосковыпуклой линзой и двояковыпуклой линзой второго компонента равно не менее 0,3L.. Эти расстояния определяют продольные габариты объектива (676 мм), Поперечные габариты объектива ограничены, наибольший .диаметр линз составляет 52 мм, т.е. отношение диаметра линз к длине объектива равно

1/13 (7 ), поэтому характеристики предлагаемого объектива являются высокими — задняя апертура A = 0,06, 2у —.93,6 мм.

В представленном варианте расчета получено изображение дифракционного качества для точки на оси. Это подтверждает значение волновых аберраций. Так, для точки на оси для основной длины волны имеем

h W

1 0,029

0,866 0,004

0,707 -0,0053

0,5 -0,0041 .

0 0

Для всей спектральной области волнавая аберрация не.превышает 0,29.

В приведенном варианте расчета(аберрации даны в .обратном ходе) поперечная сферическая аберрация для точки на оси не превышает 0,045 мм во всем спектралъном диапазоне, а для основной длины волны—

0,029 мм. Хроматизм положения не превышает 0,01 мм. Поперечная сферическая аберрация в широком наклонном пучке лучей не превышает 0,04 мм в меридиональном и сагиттальном сечениях. Хроматизм увеличения не превышает 0,008 мм. Кривизна иэображения и астигматизм не превышает 1,3 мм. Дисторсия на краю поля составляет 0;66, Средняя квадратичная волновая аберрация для всего обьектива

Wcp.кв. = 0,14 в центре, 0,29 на краю, На фиг.1 дана оптическая схема репродукционного объектива с конструктивными параметрами; на фиг.1 — таблицы аберраций одного иэ вариантов расчета предлагаемого репродукционного объектива; на фиг.3 — графики его аберраций. Первый компонент 1 объектива состоит из положительных менисков 3 и 4, отрицательного мениска 5. Причем все мениски первого компонента вогнутостью обращены к пространству изображения.

Второй компонент 2 включает в себя по ходу луча двояковогнутую линзу 6, положи- тельный мениск, обращенный вогнутостью к предмету 7, плосковыпуклую линзу. 8 и двояковыпуклую линзу 9, которая расположена вблизи плоскости иэображения.

Репродукционный объектив служит для проекции изображения с плоскости пред5 мета на плоскость иэображения. Входной зрачок находится в переднем фокусе объектива, т.е. перед системой.

На объектив падает расходящийся пучок лучей, последовательно по ходу лучей.

10 проходит компоненты 1 и 2 (фиг.1) и в плоскости изображения создает изображение с увеличением P" -0,5. Длина объектива L =

=676 мм.

В качестве конкретного примера выпол15 нения рассчитан репродукционный обьектив со следующими характеристикаМи

Линейное увеличение, Р -0,5

Линейное поле в пространстве предметов 2у, мм 93,6

20 Линейное поле e ïðoñòранстве изображений 2у, мм 50

Задняя апертура А 0,06

Длина объектива L, мм 676

Максимальный диаметр линз, мм 52

25 Важным преимуществом предлагаемого объектива является получение улучшенного качества изображения при телецентрическом ходе лучей в пространстве изображения. Объектив имеет малую

30 сферическую аберрацию для точки на оси и в широком наклонном пучке лучей, хорошую коррекцию хроматических аберраций, малое значение средней квадратичной волновой аберрации для точки на оси 0,14, 35

Формула изобретения

Репродукционный объектив, содержащий два компонента и апертурную диафрагму между ними, причем первый компонент

40 выполнен в виде двух положительных и одного отрицательного одиночных менисков, обращенных вогнутостью к пространству изображений. а второй компонент — в виде двояковогнутой, положительной и двояко45 выпуклой линз, отличающийся тем, что, с целью йовышения качества изображения па всему полю зрения при увеличении переднего рабочего отрезка, в нем положительная линза второго компонента выпол50 нена плосковыпуклой и установлена на расстоянии от двояковыпуклой линзы второго компонента не менее 0,3L, где L — расстояние между плоскостями предметов и иэображений, а между двояковогнутой и

55 плосковыпуклой линзами введен положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, 172.3553

МфУбИОНОЛбИОР СРЧРКИР

Иги птаяьноР сеУениР

1723553

1 ьц, бай=о,аб

g =25

Составитель Л.Спирина

Редактор И.Сегляник Техред M.Моргентал Корректор C.×eðíè

Заказ 1064 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательскиЯ комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101