Симметричный проекционный объектив

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам. Цель изобретения - повышение качества изображения при уменьшении соотношения диаметра к длине объектива. Симметричный проекционный объектив содержит два компонента 1 и 2, разделенные апертурной диафрагмой 3, первые положительные одиночные мениски 4 и 5, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3, вторые положительные мениски 6 и 7, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3, положительные мениски 8 и 9, расположенные перед первыми менисками 4 и 5 соответственно на расстоянии 0,34 L, обращенные выпуклостью к апертурной диафрагме 3, отрицательные мениски 10 и 11, расположенные между вторыми положительными менисками 6 и 7 соответственно и апертурной диафрагмой 3 и обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3. Линейное поле объектива составляет 50 мм, линейное увеличение - (1); апертура - 0,06; длина объектива - 931,86 мм; максимальный диаметр линз - 52 мм. 2 ил., 4 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 02 В 9/64, 13/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763548/10 (22) 29,11.89 (46) 30.04;92. Бюл, ¹ 16 (71) Ленинградский институт точной мехаНИКИ И ОПТИКИ (72) А.B.ÁóöåBèöêèé, Л.М.Еськова, С.А,Родионов, Л.Н.Курчинская и М.Н,Сокольский (53) 771.351.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N5553б4,,кл. G 02 В, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 1254402, кл. G 02 В 13/14, 27/44, 1985. (54) С И М М ЕТ P И Ч Н Ы Й П P 0 Е К Ц И 0 Н Н Ы Й

ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам. Цель изобретения — повышение качества изображения при уменьшении соотношения диаметра к длине объектива. Симметричный проекцион11пркп слало ткн3 тра

>е ткнз тФ2ПП

7Ф2ПП ткнУ ткнз ткн3,9=П,П59

S=-9, 12

V=-1а

47пг. 1

- 152,С1

-1O6, rrr

96,36

179, 69

32, 76

66, 26

57, 15

26, 79

- 26,79.57,15

6O26.32,36

17969 9636

1п6, re

152, 71

15,О

399,6

1 3

6,3

017

336

Ф5 6

336

617

6,3

b5O

4,3

399,П

r5,п,,!Ж„„1730605 А1 ный объектив содержит два компонента 1 и

2, разделенные апертурной диафрагмой 3, первые положительные одиночные мениски

4 и 5, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3, вторые положительные мениски 6 и 7, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3, положительные мениски 8 и 9, расположенные перед первыми менисками 4 и 5 соответственно на расстоянии 0,34 L, обращенные выпуклостью к апертурной диафрагме 3, отрицательные мениски 10 и 11, расположенные между вторыми положительными менисками б и 7 соответственно и апертурной диафрагмой 3 и обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме 3. Линейное поле объектива составляет 50 мм, линейное увеличение — (1); апертура — 0,06; длина объектива — 931, 86 мм; максимальный диаметр линз — 52 мм. 2 ил„4 табл.

5 У

1 6573

r,o

1, 6573

1 6573

1О

1,6693

1О

1,И93

r 6573

1О

1 6573

1П

1,6577

r,o

1730605

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам.

Известны репродукционные объективы симметричного типа, в которых с увеличением V = - 1 устранены такие аберрации, как дисторсия, кома, хроматизм увеличения. В симметричных репродукционных объективах при устранении аберраций в зрачках происходит автоматическое устранение дисторсии при произвольных увеличениях, Кроме того, устранение аберраций в зрачках обеспечивает стабильность анастигматической коррекции.

Симметричный репродукционный объектив может быть построен по следующей схеме:

2 (К (Т,M) + Б (Т, M) 1.

Такой объектив обладает небольшой отрицательной аберрацией в зрачках, устранение которой может быть легко осуществлено за счет введения до и после объектива плоскопараллельных пластинок соответственной толщины. Объективы, построенные по этой схеме, обладают хорошими воэможностями для исправления полевых аберраций.

В объектив могут быть введены плоскопараллельные пластинки с хроматическими склеенными поверхностями для исправления хроматизма положения. Объективы такой конструкции имеют следующую схему;

2(К(Т,М) + Б(Т,М) + П(хС)).

Известен репродукционный объектив, содержащий два разделенных диафрагмой компонента, первый из которых состоит из отрицательного апланатического мениска и двухсклеенной положительной линзы, а второй — из одиночных положительного и отрицательного апланатического менисков, Все мениски обращены выпуклостью к диафрагме, первый компонент снабжен расположенным перед двухсклеенным компонентом положительным мениском, выпуклостью обращенным к диафрагме, а во второй компонент введена двухсклеенная линза, установленная перед положительным мениском, Наиболее близким к предлагаемому является симметричный проекционный объектив, содержащий дифракционную линзу на плоскопараллельной подложке, апертурную диафрагму, расположенную вплотную к дифракционной линзе, и два дифракционных мениска, расположенных по обе стороны дифракционной линзы и обращенных к ней вогнутыми поверхностями, в объектив введень две плосковыпуклые рефракционные линзы, расположенные между менисками и дифракционной линзой и обращенные плоскими поверхностями к последней. Расстояние между плосковыпуклой и дифракционной линзами dz. Фокусное расстояние

5 дифракционной линзы fD выбирается из соотношений:

dz = (0,6 — 0,9) — — —;

d i п п где б — суммарная толщина плосковыпуклой рефракционной линзы и подложки дифракционной линзы; и — показатель преломления плосковы15 пуклой линзы;

Л dn

К = — — — нормированная диспери dë сия материала плосковыпуклой линзы на средней длине волны Лиспользуемого

20 спектрального интервала, при этом радиус вогнутой поверхности мениска rz выбирается в соответствии с условием

1/г = 1/г1 + 1/г.

В данном симметричном проекционном объективе апертура А = 0,09, габариты L =

810 мм, волновая аберрация

Л

Допустимая ширина спектра освещения 10 нм на оси 5 нм — на краю. Величина

30 изображения 2у = 40 мм, (Однако данный объектив не имеет телецентрического хода лучей в пространстве предметов и изображений, а также имеет недостаточно хорошее качество изображе35 ния по полю.

Цель изобретения — повышение качества изображения при уменьшении соотношения диаметра к длине объектива.

Сущность изобретения заключается в

40 том, что симметричный проекционный объектив содержит два разделенных апертурной диафрагмой компонента, причем первые линзы каждого компонента выполнены в виде менисков, обращенных вогну45 тостью к апертурной диафрагме, а вторые линзы каждого компонента выполнены положительными, в каждый компонент его введен положительный мениск, обращенный выпуклостью к апертурной диафрагме и

50 установленный перед первой линзой на расстоянии 0,34 Lот нее,,где L — длина системы от плоскости предметов до плоскости изображений, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к апертурной диаф55 рагме и размещенный между второй линзой и апертурной диафрагмой, причем в каждом компоненте вторая линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме и

1730605

35 объектива в пределах всего поля, а также достаточно хорошая коррекция широких на- 40

55 размещенного на расстоянии 0,07 L от первой линзы.

Данный симметричный проекционный объектив используется в качестве оборачивающей системы дистанционного устройства для просмотра труднодоступных объектов, поэтому он имеет длину около 1 м, а диаметр 50 мм, т.е. соотношение диаметра к длине ф /L= 1/20, Такое соотношение диаметра к длине определяет также конструкцию оборачивающей системы, выбор фокусного расстояния половины оборачивающей системы, Для получения телецентрического хода лучей в пространстве предметов и изображений апертурная диафрагма располагается в задней фокальной плоскости первой половинки оборачивающей системы, Для получения увеличения Ч = -1 плоскость предмета располагается в передней фокальной плоскости первой половинки оборачивающей системы.

Между вторыми компонентами и апертурной диафрагмой введены отрицательные мениски, которые служат для исправления кривизны изображения и хроматизма положения.

Для уменьшения габаритов системы, получения телецентрического хода лучей в пространстве предметов и изображений, а также для исправления кривизны изображения и астигматизма на расстоянии 0,34 L перед первыми компонентами введены положительные мениски, обращенные выпуклостью к апертурной диафрагме, Основными требованиями, представляемыми к проекционным объективам, являются тщательная коррекция всех аберраций клонных пучков в меридиональном и сагит- тальном сечениях.

На фиг.1 дана оптическая схема симметричного проекционного объектива с конструктивными данными; на фиг.2 — графики аберраций одного из вариантов расчета объектива.

В табл.1 — 4 показаны аберрации одного из вариантов расчета указанного объектива.

На фиг.1 обозначено : 1 и 2 — два компонента объектива, разделенные апертурной диафрагмой 3; 4 и 5 — первые положительные одиночные мениски, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме; 6 и 7— вторые положительные мениски, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме;

8 и 9 — положительные мениски, расположенные перед первыми менисками на расстоянии 0,34L и обращенные выпусклостью к апертурной диафрагме; 10 и 11 — отрицательные мениски, расположенные между вторыми линзами и апертурной диафрагмой.

Симметричный проекционный объектив служит для проекции изображения с плоскости предметов на плоскость изображений с увеличением7= 1. Предмет у = 25 мм находится на конечном расстоянии от объектива, в передней фокальной плоскости первого компонента, поэтому на объектив падает расходящийся пучок лучей, проходит последовательно по ходу луча линзы (поз.

8, 4, 6, 10 на фиг.1) и выходит параллельный пучок, который полностью заполняет апертурную диафрагму 3. Затем проходит второй компонент и в плоскости изображения создает изображение объекта с увеличени8iil -1.

Оптические характеристики конкретного примера расчета объектива:

Линейное увеличение -1.

Линейное поле, мм 50

Апертура 0,06

Длина, мм 931,86.

Максимальный диаметр линз, мм 52.

Формула изобретения

Симметричный проекционный объектив, содержащий два разделенных апертурной диафрагмой компонента, причем первые линзы каждого компонента выполнены в виде менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, а вторые линзы каждого компонента выполнены положительными, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображения при уменьшении соотношения диаметра к длине объектива, в каждый компонент

его введен положительный мениск, обращенный выпуклостью к апертурной диафрагме и установленный перед первой линзой на расстоянии 0,34 Lот нее,,где L— длина системы от плоскости предметов до плоскости изображений, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме и размещенный между второй линзой и апертурной диафрагмой, причем в каждом компоненте вторая линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме и размещенного на расстоянии 0,07L от первой линзы, выполненной положительной.

1730605

Точка на оси

Д%

Z<

Zs

-25,0

-0,098

-0,396

0,098

-0,171

-0,225

25,0

-0,026

-17,7

-0,038

-0,186

-0.148

0,026

17,7

-0,044

0,044

15

Точка вне оси

Меридианальное сечение

Таблица 1

Таблица 2

Ду -с

Таблица 3

1730605

Таблица 4

Сагиттальное сечение

z, PV 0 fа kg

- а о а у=-zs

35

Составитель Л.Курчинская

Редактор M.Ïåòðîâà Техред М.Моргентал Корректор Н.Тупица

Заказ 1511 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 У у >rr аи

Ивпн, /.0

-с