Широкоугольный светосильный зеркально-линзовый объектив

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к объективам для фотографии. Сущность изобретения: объектив содержит зеркально-линзовый блок, отрицательный мениск и концентрический компонент. Зеркально-линзовый блок выполнен в виде двух одинаковых плосковыпуклых линз с зеркальным покрытием сферических поверхностей, установленных под углом 90° так, что плоскость их соединения, имеющая полупрозрачное зеркальное покрытие, наклонена под углом 45° к пересекающимся оптическим осям линз, причем точка их пересечения лежит в плоскости соединения линз. На оси, со стороны изображения, вплотную к плоскости линзы блока установлена плосковогнутая линза, сфера которой совпадает с фокальной сферической поверхностью примыкающей к ней линзы, а со стороны предметов вплотную к плосковыпуклой линзе расположен афокальный компенсатор хроматизма увеличения. 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению.

Известен зеркально-линзовый объектив/ содержащий зеркально-линзовый компонент и линзовый компонент. Однако объектив имеет недостаточное поле зрения и недостаточно исправленные аберрации системы.

Известен широкоугольный зеркально-линзовый объектив/ содержащий склеенный блок/ включающий вогнутое зеркало/ плоское контр-зеркало и концентрический объектив. Однако этому объективу присущи следующие недостатки: исключение центрального участка поля зрения/ асферическая поверхность зеркала и недостаточная освещенность изображения.

Целью изобретения яляется повышение светосилы и качества изображения объектива.

Это достигается тем/ что в объективе/ содержащем зеркально-линзовый склеенный блок и концентрический компонент/ блок состоит из афокального компенсатора/ двух выпукло-плоских линз с зеркальным покрытием сферических поверхностей и плосковогнутой линзы. Выпукло-плоские линзы установлены под углом 90°/ плоскость их соединения/ имеющая полупрозрачное покрытие/ установлена под углом 45° к пересекающимся оптическим осям линз/ а точка их пересечения лежит в плоскости соединения линз.

Кроме того/ между зеркально-линзовым блоком и концентрическим компонентом установлен отрицательный мениск.

На фиг.1 представлена оптическая схема объектива/ на фиг.2 - то же/ вид сбоку.

Объектив состоит из двух выпукло-плоских линз 1 и 2 с зеркальным покрытием сферических поверхностей/ установленных под углом 90° так/ что плоскость их соединения/ имеющая полупрозрачное зеркальное покрытие/ наклонена под углом 45° к пересекающимся оптическим осям линз/ при этом плоская поверхность одной линзы является второй рабочей поверхностью другой линзы/ а точка пересечения осей лежит в плоскости соединения линз. На оси/ направленной на изображение/ вплотную к плоскости линзы установлена плосковогнутая линза 3/ сфера которой совпадает с объединенной фокальной сферической поверхностью линз 1 и 2/ а далее по оптической оси на минимальном расстоянии расположен отрицательный мениск 4 и за ним концентрический компонент 5/ а со стороны предмета вплотную к линзе 2 установлен афокальный компенсатор хроматизма увеличения 6/ состоящий из двух линз.

Фокусные расстояния элементов объектива определяются из соотношений + = ; - = где f - фокусное расстояние линзы 1 (2); f - фокусное расстояние линзы 4; f - фокусное расстояние концентрического компонента 5; n_1,2 - показатель преломления стекла линзы 1 (2); n₄ - показатель преломления стекла линзы 4.

Соотношение (1) устанавливает равенство кривизны сферической фокальной поверхности линз 1 и 2 и кривизны изображения плоскости концентрическим компонентом 5 с учетом кривизны/ вносимой линзой 4.

Соотношение (2) - формула линзы/ а величины n_1,2f и 2f- отрезки/ отсекаемые на оптической оси линзы падающим и преломленным лучом.

На чертеже показан ход лучей 7/ 8 и 9 через объектив. Луч 7 параллелен оптической оси линзы 1/ луч 8 составляет с этой осью угол 60°/ а луч 9 составляет с ней угол 20°. Лучи 8 и 9 определяют угловые размеры несимметричного поля зрения объектива/ которое составляет 120° на 40°.

Работает объектив следующим образом.

Пучок лучей от предмета преломляется на плоских поверхностях афокального компенсатора и далее следует по радиусу линзы 1. После прохождения полупрозрачной поверхности соединения линз 1 и 2 пучок разделяется и его половины следуют по радиусам линз 1 и 2. Отраженные от сферических поверхностей линз 1 и 2 половины пучка объединяются на полупрозрачной поверхности и фокусируются на сфере линзы 3. Линза 4 направляет объединенный пучок на центр концентрического компонента. Последний фокусирует пучок в плоскости изображения/ в которой установлена экспонируемая фотопленка.

С целью исправления дисторсии полученного изображения в процессе получения позитива проявленная пленка устанавливается опять в плоскости изображения/ а перед заявляемым объективом дополнительно устанавливается хорошо исправленный объектив/ например "Руссар". Производится неравномерная подсветка пленки/ обеспечивающая равномерную освещенность в фокальной плоскости хорошо исправленного объектива/ где экспонируется позитив. Компенсатор хроматизма снимается для увеличения расстояния от плоской поверхности линзы 1 до входного зрачка.

Основные параметры для рассчитанного варианта объектива следующие: Фокусное расстояние объектива f= 62/3 Угол поля зрения со стороны предмета 2ω = 120° Угол поля зрения со стороны изображения 2ωʹ = 45°
Относительное отверстие 1:4/83
С учетом потери 50% света на полупрозрачном зеркале освещенность изображения на краю поля зрения в данном объективе превышает в 5 раз освещенность в объективе "Руссар-67".

Формула изобретения

ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ СВЕТОСИЛЬНЫЙ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий зеркально-линзовый блок и концентричный компонент, отличающийся тем, что зеркально-линзовый блок состоит из афокального компенсатора, двух выпукло-плоских линз с зеркальным покрытием сферических поверхностей и плосковогнутой линзы, при этом выпукло-плоские линзы установлены под углом 90^o, плоскость их соединения, имеющая полупрозрачное зеркальное покрытие, установлена под углом 45^o к пересекающимся оптическим осям линз, причем точка их пересечения лежит в плоскости соединения линз, а между зеркально-линзовым блоком и концентрическим компонентом установлен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в предмету.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2