Двухкомпонентная панкратическая оборачивающая система
Авторы патента:
Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения: в двухкомпонентной панкратической оборачивающей системе, оба компонента которой установлены с возможностью нелинейного зависимого перемещения вдоль оптической оси, длина системы и отношение фокусных расстояний первого и второго компонентов удовлетворяют условиям, приведенным в описании. 2 ил., 5 табл.
Изобретение относится к оптическому приборостроению.
Известны двухкомпонентные панкратические оборачивающие системы, расчет которых основан на методах геометрической оптики. Суть метода заключается в том, что межкомпонентное расстояние d связывают с линейным увеличением при известных фокусных расстояниях f1 и f2 (имеются в виду задние фокусные расстояния), и расстоянием l между предметом и изображением формулой d = l ) Величины S и SI - расстояния от первого компонента до плоскости объекта и от второго компонента до плоскости изображения - могут быть представлены в виде: S = f ; S = f Для контроля служит формула SI = l + S - d. Недостатком известного решения является то, что не определены границы изменения параметров f1, f2, , l, d, кроме того, не учитывается условие непересечения траекторий движений компонент, то есть предлагаемый расчет не позволяет выбрать оптимальную конструкцию панкратической системы [1]. Наиболее близким техническим решением является двухкомпонентная панкратическая оборачивающая система с действительными плоскостями предмета и изображения, оба компонента которой имеют положительные оптические силы, установлены с возможностью нелинейного зависимого перемещения вдоль оптической оси и удовлетворяют следующим условиям. Оптические силы первой группы линз o и второй группы имеют противоположные знаки и связаны с эквивалентной оптической силой компонент э соотношениями: o = -(-0,7-0,9) э; = (1,3-1,5) э. Расстояние между главными плоскостями обеих групп составляет 0,25-0,35 эквивалентного фокусного расстояния. Фокусные расстояния компонент равны 0,35 длины системы [2]. Наиболее близкое техническое решение имеет следующие недостатки. Если соблюдать условие fI = fnI = fk I= =0,35 l, то конструкция получается работоспособной, но не имеет оптимальных габаритов; нижнее значение увеличения min > -0,333 невозможно реализовать в данной конструкции. Сущность заявляемого изобретения сводится к определению методами геометрической оптики области реализации двухкомпонентной панкратической системы с нелинейным законом движения компонент вдоль оптической оси путем оптимального выбора конкретного значения каждого из взаимосвязанных параметров min - max , fII , fIII , L, d, где min - max - диапазон изменения увеличения панкратической оптической системы; f II, fIII - фокусные расстояния компонент панкратической системы; L - длина панкратической оптической системы;d - воздушный промежуток между главными плоскостями компонент системы. Двухкомпонентная панкратическая оборачивающая система имеет техническое решение при выполнении следующих условий:
_ L 2(f+f)+ (1)
-2+ -A -2+ + (2)
D = L2-4ff - 4L(f+f) 0 (3) где А - отношение фокусных расстояний первой и второй компонент
А = fII /fIII ; (4) D - дискриминант выражения (5);
dmin - минимальный воздушный промежуток между главными плоскостями компонент системы. На фиг. 1 представлена эквивалентная оптическая схема панкратической оборачивающей системы; на фиг. 2 - область определения соотношений фокусных расстояний fII /fIII . Панкратическая оборачивающая система состоит из двух подвижных компонентов 1 и 2 в общем случае с нелинейным законом движения компонент вдоль оптической оси (фиг. 1). Частным случаем системы является движение одного из компонентов по линейному закону. Каждый компонент может состоять из одной либо из группы линз. Система описывается известными выражениями:
d = L - (5)
S2 =f (6)
S = f (7) где SI2 и S2 - передние и задние отрезки системы. При fIII + fII = 0 (8) в выражениях (6) и (7) S2 = S2 I = и наблюдается пропадание изображения. Следовательно, = кр= из рабочего диапазона исключается. Из условия непересечения траекторий движения компонент нам известно dmin. Определяется минимальная длина системы как
Lmin= - (9) Выражение (9) имеет максимальное значение при = max. Итак, условие непересечения траекторий движения компонент имеет вид:
L Lmin= - (10) Выражение (10) справедливо для угла развертки пазов <= 360о. Выражение (5) имеет действительное решение при
D = L2-4ff- 4L(f+f) 0 (11)
Отсюда максимальная длина системы не может превышать
L = Lmax= 2(f+f) + (12)
Длина панкратической оборачивающей системы лежит в диапазоне
Lmin L Lmax. (13)
Выражение (12) имеет действительное решение при условии
0 (14)
Выражение (14) преобразуется в виде
- (15) где А = fII /fIII . (16)
Следовательно, область определения А лежит в диапазоне
-2+ -A -2+ + (17) и приведена на фиг. 2. Таким образом оптимальное решение двухкомпонентной панкратической оборачивающей системы в общем случае с нелинейным законом зависимого движения компонентов вдоль оптической оси находится среди множества решений, удовлетворяющих условиям:
-2+ -A -2+ + (18)
_ L 2(f+f)+ (19)
D = L2-4ff- 4L(f+f) 0 (20)
< 0; fII , fIII > 0. (21)
Для конкретных значений параметров панкратической оборачивающей системы результаты расчетов приведены в табл. 1-5. В табл. 1-5 приняты следующие обозначения: "1" - реализуемый вариант конструкции; "0" - нереализуемый вариант конструкции; BN - нижнее значение границы увеличения панкратической оборачивающей системы; BW - верхнее значение границы увеличения панкратической оборачивающей системы; DB - шаг приращения по всей границе изменения; DMIN - минимальный воздушный промежуток; F2 - эквивалентное фокусное расстояние второй компоненты. Т а б л и ц а 1 BN = -0,60 BW = -3,00 DB = 0,20 DMIN = 10,00 F2 = 30,00
B A1 A2 L1 L2 D1 D2
-0,60 1,67 0,60 112,86 73,16 1 0
-0,80 1,25 0,80 102,61 85,00 1 1
-1,00 1,00 1,00 94,00 94,00 1 1
-1,20 1,20 0,83 101,07 86,67 1 1
-1,40 1,40 0,71 106,77 80,34 1 1
-1,60 1,60 0,62 111,47 74,84 1 1
-1,80 1,80 0,56 115,41 70,00 1 0
-2,00 2,00 0,50 118,75 65,71 1 0
-2,20 2,20 0,45 121,63 61,89 0 0
-2,40 2,40 0,42 124,13 58,46 0 0
-2,60 2,60 0,38 126,33 55,37 0 0
-2,80 2,80 0,36 128,27 52,56 0 0
-3,00 3,00 0,33 130,00 50,00 0 0
Т а б л и ц а 2
BN = -0,60 BW = -3,00 DB = 0,20
DMIN = 10,00 F2 = 25,00
B A1 A2 L1 L2 D1 D2
-0,60 1,67 0,60 96,27 63,33 1 0
-0,80 1,25 0,80 87,93 73,33 1 1
-1,00 1,00 1,00 80,83 80,83 1 1
-1,20 1,20 0,83 86,67 74,73 1 1
-1,40 1,40 0,71 91,33 69,42 1 1
-1,60 1,60 0,62 95,15 64,76 1 0
-1,80 1,80 0,56 98,33 60,64 1 0
-2,00 2,00 0,50 101,03 56,97 0 0
-2,20 2,20 0,45 103,33 53,68 0 0
-2,40 2,40 0,42 105,33 50,71 0 0
-2,60 2,60 0,38 107,08 48,02 0 0
-2,80 2,80 0,36 108,63 45,57 0 0
-3,00 3,00 0,33 110,00 43,33 0 0
Т а б л и ц а 3
BN = -0,60 BW = -3,00 DB = 0,20
DMIN = 10.00 F2 = 20.00
B A1 A2 L1 L2 D1 D2
-0,60 1,67 0,60 79,74 53,64 1 0
-0,80 1,25 0,80 73,33 61,79 1 1
-1,00 1,00 1,00 67,78 67,78 1 1
-1,20 1,20 0,83 72,35 62,92 1 1
-1,40 1,40 0,71 75,96 58,63 1 0
-1,60 1,60 0,62 78,89 54,81 1 0
-1,80 1,80 0,56 81,30 51,40 0 0
-2,00 2,00 0,50 83,33 48,33 0 0
-2,20 2,20 0,45 85,06 45,56 0 0
-2,40 2,40 0,42 86,55 43,03 0 0
-2,60 2,60 0,38 87.85 40,72 0 0
-2,80 2,80 0,36 88,99 38,61 0 0
-3,00 3,00 0,33 90,00 36,67 0 0
Т а б л и ц а 4
BN = -0,60 BW = -3,00 DB = 0,20
DMIN = 10,00 F2 = 15,00
B A1 A2 L1 L2 D1 D2
-0,60 1,67 0,60 63,33 44,29 0 0
-0,80 1,25 0,80 58,95 50,59 1 0
-1,00 1,00 1,00 55,00 55,00 1 1
-1,20 1,20 0,83 58,26 51,43 1 0
-1,40 1,40 0,71 60,77 48,18 0 0
-1,60 1,60 0,62 62,76 45,22 0 0
-1,80 1,80 0,56 64,38 42,50 0 0
-2,00 2,00 0,50 65,71 40,00 0 0
-2,20 2,20 0,45 66,84 37,69 0 0
-2,40 2,40 0,42 67,80 35,56 0 0
-2,60 2,60 0,38 68,64 33,57 0 0
-2,80 2,80 0,36 69,36 31,72 0 0
-3,00 3,00 0,33 70,00 30,00 0 0
Т а б л и ц а 5
BN = -0,60 BW = -3,00 DB = 0,20
DMIN = 10,00 F2 = 10,00
B A1 A2 L1 L2 D1 D2
-0,60 1,67 0,60 47,33 36,67 0 0
-0,80 1,25 0,80 45,33 40,83 0 1
-1,00 1,00 1,00 43,33 43,33 1 1
-1,20 1,20 0,83 45,00 41,33 0 1
-1,40 1,40 0,71 46,19 39,33 0 0
-1,60 1,60 0,62 47,08 37,33 0 0
-1,80 1,80 0,56 47,78 35,33 0 0
-2,00 2,00 0,50 48,33 33,33 0 0
-2,20 2,20 0,45 48,79 31,33 0 0
-2,40 2,40 0,42 49,17 29,33 0 0
-2,60 2,60 0,38 49,49 27,33 0 0
-2,80 2,80 0,36 49,76 25,33 0 0
-3,00 3,00 0,33 50,00 23,33 0 0
Формула изобретения
< 0 ;
где - линейное увеличение системы;
bmin max - диапазон изменения линейного увеличения системы;
- фокусные расстояния первого и второго компонентов системы соответственно;
min - минимальное значение величины воздушного промежутка между главными плоскостями компонентов системы.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Зеркально-линзовый панкратический объектив // 2003147
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 1809411
Телеобъектив с внутренней фокусировкой // 1795404
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 1775701
Привод панкратического объектива // 1732319
Панкратический объектив // 1720049
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к панкратическим объективам, которые могут использо-1 ваться как объективы для видеокамер
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 1553938
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться в объективах с переменным фокусным расстоянием
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 1425572
Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить светосилу, угловое поле зрения устр-ва и качество изображения
Панкратический объектив // 1283693
Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить качество изображения и упростить конструкцию
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 1167566
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с переменным фокусным расстоянием, и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ЭОПе или ПЗС-матрице
Привод панкратического объектива // 2260826
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в оптическом приборостроении
Привод панкратического объектива // 2260827
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в оптическом приборостроении
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 2276800
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в телевизионных камерах, кино- и фотокамерах, приборах ночного видения, комбинированных дневно-ночных приборах и других приборах, использующих несколько спектральных диапазонов
Объектив с переменным фокусным расстоянием // 2307380
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в объективах с переменным фокусным расстоянием
Линзовый объектив с изменяемым фокусным расстоянием для работы в ик-области спектра (варианты) // 2339983
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве объектива тепловизионных приборов для наблюдения и опознавания объектов по тепловому излучению
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам, предназначенным для дальней инфракрасной (ИК) области спектра, обеспечивающим дискретное изменение фокусного расстояния, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, в том числе тепловизоров смотрящего типа, использующих матричные приемники инфракрасного диапазона
Изобретение относится к устройству ввода компьютера, предназначенному для формирования гладких электронных чернил, или данных перьевого ввода
Панкратическая система // 2411557
Изобретение относится к области оптики, к системам с переменным фокусным расстоянием, а именно к панкратическим системам, и может применяться в видеокамерах, цифровых фотоаппаратах или подобных им оптоэлектронных устройствах, имеющих приемник изображения
Панкратический объектив // 2411558
Изобретение относится к области конструирования оптических систем, а именно к панкратическим объективам, и может быть использовано в цифровых фотокамерах класса «ультразум», а также в любых фото- и видеосистемах, где требуется большой диапазон фокусных расстояний