Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой

 

Использование: в оптическом приборостроении . Сущность изобретения заключается в том, что объектив содержит, шесть линзовых элементов 1 -6 и призму 7. Первый компонент представляет собой дублет, склеенный из положительного мениска 1 с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету и выполненной из материала с показателем преломления пе 1.8 и ve 25,2, и двояковогнутой линзы 2, выполненной из материала с показателем преломления пе 1,48 и ve 80 и поверхностью большей кривизны, обращенной к изображению . Третий и четвертый элементы представляют собой двояковыпуклые линзы 3,4, а пятая выполнена в виде отрицательного мениска 5 с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, и склеена в линзовый дублет с четвертой линзой 4, при этом первая поверхность светоделительной призмы 7 выполняется сферической с вогнутостью, обращенной к предмету. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (э!)5 G 02 В 13/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930151/10 (22) 22,04.91 (46) 07.02.93. Бюл. М 5 (71) Всесоюзный научный центр Государственный оптический институт им,С,И.Вавилова (72) Е,Н.Гончаренко, Г.Ф.Беляков и Д,А.Овчинникова (56) 1, Авторское свидетельство СССР

М 1107089, кл. G 02 В 13/22, 1983.

2. Патент США и 4189211, кл, G 02 В 13/22, 1980. (54) ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЬЕКТИВ С

ПРИЗМОЙ (57) Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения заключается в том, что объектив содержит, шесть линзовых элементов 1-6 и призму 7. Первый

Изобретение относится к оптическому приборостроению, и в частности к проекционным объективам, и может быть использовано в системах квантоскопов, а также в системах с носителями информации на жидких кристаллах. В системах последнего типа жидкий кристалл должен возбуждаться световым потоком с малой угловой расходимостью, заводимым в систему проекционного объектива с помощью светоделительной призмы с интерференционным светоделител ьн ым покрытием. Указанные системы могут использоваться для проекции отдельных монохромных (одноцветных) иэображений и последующего смещения их на общем экране с целью получения многоцветного изображения, аналогичного иэображению на экране цветного телевизора. В отличие

„„. Ж„„1793412 А1 компонент представляет собой дублет, склеенный иэ положительного мениска 1 с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету и выполненной из материала с показателем преломления ne > 1,8 и e <

<25,2, и двояковогнутой линзы 2, выполненной иэ материала с показателем преломления ne < 1,48 и ю, > 80 и поверхностью большей кривизны, обращенной к иэображению. Третий и четвертый элементы представляют собой двояковыпуклые линзы 3,4, а пятая выполнена в виде отрицательного мениска 5 с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, и склеена в линзовый дублет с четвертой линзой 4, при этом первая поверхность светоделительной призмы

7 выполняется сферической с вогнутостью, обращенной к предмету, 3 ил., 1 табл. от последнего размеры проекционного экрана могут существенно превышать разме ры телевизионного экрана и достигать, например, 4 х 4 м.

Известны проекционные объективы (1), (21 с телецентрическим ходом главных лучей, К существенному недостатку их можно отнести недостаточное удаление плоскости изображения от последней поверхности объектива и, как следствие, отсутствие воэможности установки призмы с длиной хода лучей в стекле, соизмеримой со световым диаметром линз предшествующих компонентов. Разрешающая способность их для края поля ниже 50лин/мм при коэффициенте передачи модуляции (КПМ) частотной характеристики на уровне 0,2, что недостаточно для реализации разрешающей спо1793412 собности самих носителей в 1800 — 2000 оптических строк.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является проекционная система (2), содержащая шесть линзовых элементов, Ее конструкция предусматривает установку призмы и пластины. Первый и третий элементы представляют собой отрицательные линзы-мениски, ори этом выпуклая поверхность первого обращена к предмету, а третьего — к изобретению. Второй и четвертый — положительные мениски, при этом выпуклая поверхность второго обращена к предмету, а четвертого — к иэображению, Первый и второй линзовые элементы склеены, образуют линзовый дублет и выполняются из оптических материалов с показателями преломления соответственно и» 1,6 u nz < 1,7 и коэффициентами дисперсии т1 > 65 и 2 <

31,2. Между передним линзовым дуплетом и третьим линзовым элементом установлена апертурная диафрагма, Четвертый линзовый э lBMBHT расположен около третьего и отделен от него воздушным зазором. Радиусы кривизны третьего и четвертого элементов обратны радиусам кривизны элементов переднего дуплета. Пятый линзовый элемент представляет собой двояковыпуклую линзу, расположенную на небольшом расстоянии от четвертого элемента. Шестой линзовый элемент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. Поверхности вводимой призмы и пластины плоские.

К недостаткам системы следует отнести следующее.

Удаление плоскости изображения от последней поверхности линзовой группы не превышает с учетом стекла 2,3 фокусных расстояний.

При угловом поле уже порядка 60 астигматизм превышает 1,5 мм (например, при работе объектива с увеличением V = —, диапозитивом 30х30 мм, при смеще1

66х нии его с оси на 7,6 мм), что приводит к увеличению кружка рассеяния до 0,2 мм и разрешению на уровне 5 лин/мм в плоскости диапозитива, Большую долю общего кружка рассеяния составляет сферическая аберрация и кома, Целью изобретения является увеличение удаления плоскости изображения от последней линзовой группы объектива (до уровня 2.9 фокусных расстояний), увеличение углового поля (до уровня 70О) при одновременном повышении качества за счет уменьшения астигматизма (до уровня

0,1 мм), кривизны, сферической аберрации и хроматизма увеличения, Цель достигается тем, что в дуплете известной системы положительный мениск установлен перед отрицательной линзой, выполненной в виде двояковогнутой линзы, радиус кривизны второй поверхности которой меньше радиуса кривизны первой поверхности, третья и четвертая линзы выполнены в виде двояковыпуклых линз, а пятая линза выполнена в виде отрицательного мениска, причем четвертая и пятая линзы склеены между собой во второй дуплет, показатель преломления первой линзы больше 1,8, а коэффициент дисперсии не превышает 25,2, показатель преломления второй линзы не превышает 1,48, а коэффициент дисперсии больше 80, поверхность призмы, обращенная к шестой линзе, вы20 полнена сферической и обращена вогнутостью к пространству предметов.

На фиг. 1 в обратном ходе светового потока изображена оптическая схема объектива с призмой, содержащая шесть линзовых элементов 1 — 6, светоделительную призму 7для подвода к носителю излучения с малой угловой расходимостью (+.5), светофильтр 8 и защитное стекло 9 носителя.

Первый элемент 1 объектива представляет собой положительный мениск, склеенный в дуплет с вторым элементом 2, выполненным в виде двояковогнутой линзы, радиус кривизны второй поверхности (гз = 41,98) которой мен ьше радиуса кривизн ы (гг

35 =-250.6) первой поверхности, Третий 3, четвертый 4 и шестой 6 элементы — двояковыпуклые линзы, Пятый 5 элемент выполнен в виде отрицательного мениска, при этом вместе с четвертой линзой он составляет

40 второй склеенный дуплет. Призма 7 выполнена в виде светоделительного блока с первой сферической поверхностью, обращенной вогнутостью к предмету.

В таблице приведены конструктивные

45 параметры объектива с призмой. Его общее фокусное расстояние равно f

50 ла равно, ), d 121,6 мм, где d — толщина !

=о стекла и воздушных промежутков; — порядковый номер толщин. Оно составляет

2,98 foe . В столбцах 3 и 4 таблицы приведе55 ны параметры п и v, оптических материалов, На фиг. 2 в таблице приведены остаточные аберрации объектива при работе его в спектральном диапазоне 520 — 560 нм с проекционным расстоянием 2613,9 мм, увели1793412

20 чением — и экраном, вписываемым в круг

66õ диаметром 3905 мм. Угловое поле составляет 72 34 . Относительное отверстие 1:5,8.

Из таблицы "Точка на оси" видно, что продольная сферическая аберрация М не превышает 0,07 мм, отступление от условия изопланазии г = -0,037, хроматизм положения (Я вЂ” $Л1Д практически отсутствует.

Из таблицы "Главных лучей" видно, что астигматизм не превышает -0,1 мм, хроматизм увеличения (рЛ вЂ” ЛД практически отсутствует. На этой же фигуре приведены графики аберраций широкого пучка для точки на оси и для двух точек поля.

На фиг. 3 в таблице приведены результаты расчета полихроматической ЧКХ с

Формула изобретения

Ш ирокоугол ьный телецентрический проекционный объектив с призмой, содержащий шесть линз, первая и вторая из которых склеены между собой в дуплет, включающий положительный мениск и отрицательную линзу, третья — одиночная линза, четвертая линза — положительная, шестая линза — одиночная двояковыпуклая, за которой размещена призма, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения удаления плоскости иэображения от второй поверхности последней линзы объектива, увеличения углового поля с одновременным повышением качества изображения путем уменьшения астигматизма, кривизны изображения, сферической аберрации, хроматизма увеличения и положения, в дуплете объектива для трех точек поля (У = О, Yt1380,6 мм и У = -1952,5 мм) с учетом светофильтра, который формирует различные уровни актиничного потока по спектру. Из

5 этих данных видно, что объектив разрешает не менее 120 лин/мм с коэффициентом передачи модуляции Т на уровне 0.5 в центре и не менее 60 лин/мм с коэффициентом ,передачи модуляции Т на уровне 0,3 для

10 крайней точки поля.

Указанные. преимущества позволяют использовать объектив в качестве высококачественного проекционного объектива в си15 стемах отображения информации с. носителей на жидких кристаллах на большие экраны.

25 положительный мениск установлен перед отрицательной линзой, выполненной в-виде двояковогнутой линзы, радиус кривизны второй поверхности которой меньше радиуса кривизны первой поверхности, третья и

30 четвертая линзы выполнены в виде двояковыпуклых линз, а пятая линза — в виде отрицательного мениска, причем четвертая и пятая линзы склеены между собой во второй дуплет, показатель преломления пер35 вой линзы больше 1,8, а.коэффициент дисперсии не превышает 25,2; показатель преломления второй линзы не превышает

1,48, а коэффициент дисперсии больше 80, а поверхность призмы, обращенная «ше40. стой линзе, выполнена сферической и обращена вогнутостью к пространству предметов.

1793412

Azf

fe = 40,82 Зрв 49 99 $рв 0 55

+) 1сва3носаь pucci mz

Продолжение таблицы

umph нрюр-.

guu, 1М27МФ, dpi " мм)

1793412

) пега н Оои

Ти5лицп

if< = 540 нм

Л, =560нм

Л -"52оим

Я-5я

Ь Гло а и

h 26П 88 S = П076 и а05 пон и ппв и овв

-oooo

-Ий ю ппбп -пег поп

-oor

-ooa

o0b5

П П66 опию -пал поп

-и пг пою

oooo паап и йгЗ ааа пааз п,пг5 — пю ою

-поп

-апг пo s ппл

oooo

Ю П5 оп5а

-ooo -п а5 а .апов -oo7o -оoor пап6

-ол

-П П65

Ноклониь а лунг Ю меридоонольном сечении

ЖГЛМЧЮЕ ЛОЫ О ООЫЛОжЮЯ М ОРСЮ,Ь

Гроооик для меридиоиольного ОРиежгя

Гдоц20к для со20/т Гпольноео ОРЧРния

c,àá

$ .0$ гХФ Г%

7о кп бне псы. Глобные лучи

-и пч

-апл

4;4, -ooof п ааг

-ппоа -ааа( ппаг аааг

1793412 с Я г

Составитель Г. Беляков

Техред М.Моргентал Корректор M. Андрушенко

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 504 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой Широкоугольный телецентрический проекционный объектив с призмой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам, которые могут найти широкое применение для наблюдения труднодоступных объектов

Изобретение относится к медицинской технике и м.б

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к монохроматическим объективам, работающим совместно с лазерами

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фокусировки излучения лазера

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в скоростных кинокамерах с призменной компенсацией и непрерывным движением кинопленки

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить рабочий диапазон увеличений , В первом компоненте объектива перед двусклеенной линзой 3, 4 размещены отрицательные мениски 1, 2, обращенные выпуклостями к апертурной диафрагме 12

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для передачи изображений на входной торец жгута при наблюдении неподвижных или перемещающихся объектов

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в светосильных репродукционных установках цветного телевидения , телекинопостах

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим системам приборов ночного видения (ПНВ), и может быть использовано в качестве объектива переноса изображения с экрана электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу

Изобретение относится к медицинской технике, в том числе к области биометрической идентификации личностей

Изобретение может быть использовано в устройствах контроля объектов теневым оптическим методом. Объектив содержит шесть линз и апертурную диафрагму, расположенные последовательно на оптической оси: плосковыпуклую линзу, расположенную плоскостью к апертурной диафрагме, положительный мениск с асферической выпуклой поверхностью, обращенной к пространству предметов, слабоотрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме, апертурную диафрагму, склеенную линзу, состоящую из двояковогнутой и двояковыпуклой линз и расположенную вогнутой стороной к апертурной диафрагме, двояковыпуклую линзу и слабо отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме. Технический результат - расширение области применения, улучшение технических характеристик и повышение технологичности изготовления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Наверх