Проекционный светосильный объектив



Проекционный светосильный объектив
Проекционный светосильный объектив
Проекционный светосильный объектив
Проекционный светосильный объектив

 


Владельцы патента RU 2413262:

Закрытое акционерное общество "ИМПУЛЬС" (RU)

Объектив содержит четырнадцать линз и апертурную диафрагму, расположенную между пятой и шестой линзами. Первая линза - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Вторая линза - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Третья, четвертая, седьмая, девятая и одиннадцатая линзы - двояковыпуклые. Пятая, шестая и двенадцатая линзы - двояковогнутые. Восьмая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Десятая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Четырнадцатая линза - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, причем ее выпуклая поверхность выполнена несферической. Четвертая и пятая линзы, шестая и седьмая линзы, а также одиннадцатая и двенадцатая линзы склеены между собой. Технический результат - повышение освещенности на краю поля изображения по отношению к центру, увеличение относительного отверстия, уменьшение величины дисторсии на краю поля зрения, увеличение модуля коэффициента линейного увеличения. 4 ил.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использовано, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Известен проекционный объектив (патент US 6801373, МПК: G02B 9/64; G02B 11/34; G02B 13/04, опубликован 03.06.2004), содержащий апертурную диафрагму и девять компонентов, расположенных последовательно на оптической оси, причем пять компонентов объектива расположены до апертурной диафрагмы, а между пятым и шестым компонентами имеется большой воздушный промежуток, первый и второй компоненты представляют собой отрицательные мениски, обращенные вогнутыми поверхностями к пространству изображений, третий - положительная двояковыпуклая линза, четвертый - положительный мениск, обращенный вогнутой стороной к пространству изображений, пятый - отрицательная плосковогнутая линза, обращенная в сторону к пространству изображений, шестой - положительная двояковыпуклая линза, седьмой - отрицательная двояковогнутая линза, восьмой положительная двояковыпуклая линза, девятый - положительный мениск, обращенный вогнутой стороной к пространству изображений.

Этот объектив обладает следующими преимуществами: малым снижением освещенности на краю поля зрения по отношению к освещенности в центре поля зрения, высокими показателями по величине модуляции на требуемых пространственных частотах, малой величиной дисторсии. Однако он обладает следующими недостатками, не позволяющими его использовать для новых условий: малое относительное отверстие 1:1,9 (требуется 1:1), малый угол поля зрения 2w=39° (требуется 2w≥48).

В качестве прототипа выбран проекционный светосильный объектив по патенту на изобретение RU 2379721, опубл. 10.11.2009, содержащий по ходу оптического излучения от предмета к изображению четырнадцать линз и апертурную диафрагму, расположенную между пятой и шестой линзами, причем первая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая линза выполнена отрицательным мениском, четвертая линза - двояковыпуклая, шестая и седьмая линзы склеены между собой и выполнены: шестая - двояковогнутой, седьмая - двояковыпуклой, восьмая и девятая линзы - положительные, одиннадцатая линза - положительная, двенадцатая линза - отрицательная, тринадцатая линза - двояковыпуклая, а четырнадцатая линза - отрицательная.

Недостатками конструкции этого объектива являются: низкое отношение освещенности на краю изображения по отношению к освещенности в центре изображения (0,2), низкое относительное отверстие (1:1,28), большая величина дисторсии на краю изображения (14%), недостаточная величина модуля коэффициента линейного увеличения (0,092).

Техническим результатом заявляемого объектива является повышение освещенности на краю поля изображения по отношению к центру, увеличение относительного отверстия, уменьшение величины дисторсии на краю поля зрения, увеличение модуля коэффициента линейного увеличения.

Технический результат достигается тем, что в проекционном светосильном объективе, содержащем по ходу оптического излучения от предмета к изображению четырнадцать линз и апертурную диафрагму, расположенную между пятой и шестой линзами, причем первая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, четвертая линза - двояковыпуклая, шестая и седьмая линзы склеены между собой и выполнены: шестая - двояковогнутой, седьмая - двояковыпуклой, восьмая и девятая линзы - положительные, одиннадцатая линза - положительная, двенадцатая линза - отрицательная, тринадцатая линза - двояковыпуклая, а четырнадцатая линза - отрицательная, согласно изобретению вторая линза обращена вогнутостью к предмету, третья линза выполнена двояковыпуклой, четвертая и пятая линзы склеены между собой, причем пятая линза - двояковогнутая, восьмая линза - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, девятая линза - двояковыпуклая, десятая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, одиннадцатая и двенадцатая линзы склеены между собой, причем одиннадцатая линза выполнена двояковыпуклой, а двенадцатая линза - двояковогнутой, четырнадцатая линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем ее выпуклая поверхность выполнена несферической.

Сущность изобретения и возможность его промышленного применения поясняется примером конкретного выполнения, который показан на фиг.1-4. На фиг.1 показана принципиальная оптическая схема объектива, на фиг.2 - графики ЧКХ (частотно-контрастной характеристики) объектива, на фиг.3 - график относительной освещенности изображения в зависимости от размера предмета, на фиг.4 - график дисторсии изображения в зависимости от размера предмета.

Как показано на фиг.1, линзы объектива расположены по ходу оптического излучения от предмета 15 к изображению 17. Причем пять линз (с 1 по 5) расположены до апертурной диафрагмы 16 и девять линз (с 6 по 14) расположены после апертурной диафрагмы. Линза 1 представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, линза 2 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, линза 3 - двояковыпуклая, линза 4 - двояковыпуклая, линза 5 - двояковогнутая, причем линзы 4 и 5 склеены между собой, 6 линза - двояковогнутая склеена с 7 - двояковыпуклой, 8 линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, 9 линза - двояковыпуклая, 10 линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, 11 линза - двояковыпуклая и склеена с 12 линзой - двояковогнутой, 13 линза - двояковыпуклая, а четырнадцатая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем ее выпуклая поверхность выполнена несферической.

На фиг.2 представлен график частотно-контрастных характеристик объектива для спектрального диапазона от 478 нм до 628 нм с основной длиной волны 578 нм, характеризующий величину коэффициента контраста в зависимости от пространственной частоты на изображении для трех полей зрения: центр, половина и край, причем для половины и края поля зрения представлено по две кривых - для меридионального и сагиттального сечения. Вертикальная ось T характеризует величину коэффициента контраста (модуляции), горизонтальная ось N, пар лин./мм, характеризует пространственную частоту на изображении в парах линий на мм. На графике изображены четыре кривые, причем кривая 1 представляет центр поля зрения (размер предмета равен 0 мм), кривые 2S и 2T представляют половину поля зрения (размер предмета равен 156 мм), кривые 3S и 3T представляют край поля зрения (размер предмета 312 мм), причем буква S относит кривые к сагиттальному сечению, а буква T - к меридиональному сечению широких пучков лучей.

На фиг.3 представлен график относительной освещенности изображения в зависимости от размера предмета. Вертикальная ось RI характеризует относительную освещенность, горизонтальная ось характеризует размер предмета Y в мм. Из графика видно, что при размере предмета 311 мм освещенность изображения составляет 0,4 от центра поля зрения, где относительная освещенность максимальна и составляет 1.

На фиг.4 представлен график дисторсии изображения в зависимости от размера предмета. Вертикальная ось Y характеризует величину предмета в мм. Горизонтальная ось D характеризует величину дисторсии изображения в процентах. Из графика видно, что максимальная величина дисторсии изображения составляет 6,3% для края поля зрения 311 мм.

Объектив работает следующим образом: оптическое излучение от предмета 15 последовательно проходит через 1-5 линзы, апертурную диафрагму 16, диаметр которой определяет относительное отверстие объектива, линзы 6-14 и фокусируются в изображении 17. В качестве приемника изображения может быть применена ПЗС-матрица, фотопленка и т.п.

Выполнение линз объектива до апертурной диафрагмы - обращение второй линзы вогнутостью к предмету, выполнение третьей линзы двояковыпуклой, пятой линзы - двояковогнутой, склеивание четвертой и пятой линзы между собой позволило улучшить коррекцию аберраций для средних полей зрения и центра поля зрения, а также улучшить относительную освещенность. Выполнение восьмого и десятого компонента в виде положительных менисков, обращенных вогнутостью соответственно к предмету и изображению, а девятой линзы - двояковыпуклой позволило увеличить относительное отверстие объектива. Выполнение одиннадцатой линзы двояковыпуклой, двенадцатой линзы - двояковогнутой, склеивание их позволило управлять коррекцией хроматических аберраций. Выполнение выпуклой поверхности четырнадцатой линзы в виде несферической позволило скорректировать аберрации высших порядков предыдущих тринадцати линз объектива для получения требуемой равномерности ЧКХ для всех полей зрения.

Благодаря заявляемой конструкции объектива достигнут новый технический результат: повышение освещенности на краю поля изображения по отношению к центру (0,4), увеличение относительного отверстия (1:1,04), уменьшение величины дисторсии на краю поля зрения (6,3%), увеличение модуля коэффициента линейного увеличения (0,108).

Проекционный светосильный объектив, содержащий по ходу оптического излучения от предмета к изображению четырнадцать линз и апертурную диафрагму, расположенную между пятой и шестой линзами, причем первая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, четвертая линза - двояковыпуклая, шестая и седьмая линзы склеены между собой и выполнены: шестая - двояковогнутой, седьмая - двояковыпуклой, восьмая и девятая линзы - положительные, одиннадцатая линза - положительная, двенадцатая линза - отрицательная, тринадцатая линза -двояковыпуклая, а четырнадцатая линза - отрицательная, отличающийся тем, что вторая линза обращена вогнутостью к предмету, третья линза выполнена двояковыпуклой, четвертая и пятая линзы склеены между собой, причем пятая линза - двояковогнутая, восьмая линза - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, девятая линза - двояковыпуклая, десятая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, одиннадцатая и двенадцатая линзы склеены между собой, причем одиннадцатая линза выполнена двояковыпуклой, а двенадцатая линза - двояковогнутой, четырнадцатая линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем ее выпуклая поверхность выполнена несферической.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в пределах спектральных диапазонов от 3 до 5 мкм и от 8 до 12 мкм.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.

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 оптическому приборостроению, а точнее к объективам, работающим с ПЗС-приемниками, и может быть использовано для получения информации от внешних объектов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использован, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к широкоугольным объективам с большим относительным отверстием и может быть использовано, например, с приборами с зарядовой связью (ПЗС) для получения визуальной информации о наблюдаемом через объектив объекте.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использован, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к технике оптических систем и может быть использовано в оптическом и оптико-электронном приборостроении для передачи изображения с однократным увеличением, в частности, с экрана электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на телевизионный приемник.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к репродукционным объективам, работающим с формата кадра 24х36 мм. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым репродукционным объективам Оно может быть использовано в приборах для ортоскопической фотографической репродукции ор лшн ло: в вид чей области спекфа Цель 13оСретения - повышена качьс вз изображения при одновременном уселиченки атергуры Репродукционный объектив содер ,ит две гругпы линз 1 и 2, разделе.,- Hbi snepTypf v( диафра-г-пй 3 Каждая : руппа личз содержит плоскспзоаллельные пластинки I и 19 5 6 м ,17,18 положигзли1- е иеьис и обращенные ВЫПУКЛО CTS зпертурнсЛ дигфрчгме З,7 я 5 - ОДУН -1ыэ двоякозо /клые линзы S.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. .

Изобретение относится к оптическим приборам, а именно к линзовым репродукционным объективам, предназначенным для использования в приборах для ортоскопической фотографической репродукции оригиналов в видимой области спектра.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам, и может быть использовано, например, в устройствах переноса изображения, формируемого на выходном окне рентгеновского электронно-оптического преобразователя (РЭОП) или другого электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу
Наверх