Апохроматический объектив (варианты)

Авторы патента:


Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)
Апохроматический объектив (варианты)

 


Владельцы патента RU 2433432:

Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод" (ОАО "ПО "НПЗ") (RU)

Объектив может быть использован в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования. Объектив состоит из трех компонентов. Первый компонент - одиночная двояковыпуклая линза (1). Второй состоит из двояковыпуклой (2), двояковогнутой (3) линз и положительного мениска (4). Третий - из двояковыпуклой (5) и двояковогнутой (6) линз. Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла. В первом варианте показатели преломления 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, а коэффициенты дисперсии 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50. Во втором варианте показатели преломления и коэффициенты дисперсии удовлетворяют условию: 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2; 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50. Технический результат - повышение качества изображения. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.

Известна система Романа Дуплова, состоящая из трех компонентов [R.Duplov, "Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses". Applied Optics (March 2006), 66926]. Первый компонент представляет собой два мениска, обращенные выпуклостями друг к другу, второй компонент выполнен из мениска, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Однако такой объектив имеет в первом компоненте два габаритных мениска, что ведет к увеличению габаритов объектива, его массы, сложности и трудоемкости изготовления, сборки и юстировки. Кроме того, в конструкции объектива аналога используются три марки стекла.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является апохроматический объектив, содержащий три компонента (Апохроматический объектив. Патент RU 2331094, дата приоритета 08.06.2006). Первый из компонентов - одиночная двояковыпуклая линза, второй состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию: 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75; 50<γ1<60; 30<γ2<40.

Однако такой объектив имеет недостаточное качество изображения вследствие того, что используемые стекла имеют достаточно близкие показатели преломления и коэффициенты дисперсии.

Задачей предлагаемого изобретения является создание апохроматического объектива с более высоким качеством изображения.

Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента, первый из которых - одиночная двояковыпуклая линза, второй состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления которых 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, в отличие от известного, коэффициенты дисперсии удовлетворяют условию 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Второй вариант предлагаемого апохроматического объектива отличается тем, что линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2 и коэффициентами дисперсии 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

фиг.1 - Оптическая схема объектива,

фиг.2 - График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны,

фиг.3 - График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны прототипа,

фиг.4 - График астигматизма,

фиг.5 - График астигматизма прототипа,

фиг.6 - График дисторсии,

фиг.7 - График дисторсии прототипа,

фиг.8 - График частотно-контрастной характеристики,

фиг.9 - График частотно-контрастной характеристики прототипа.

Оптическая схема апохроматического объектива представлена на фиг.1, она содержит два положительных компонента и дополнительную двояковыпуклую линзу 1. Первый положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 2, двояковогнутой линзы 3 и положительного мениска 4. Второй положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6. 7 - фокальная плоскость.

Все линзы выполнены из двух марок оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию: 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75; 60<γ1<95; 20<γ2<30 или 40<γ2<50.

Второй вариант предлагаемого апохроматического объектива отличается тем, что линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65; 1,75<n2<2,2 и коэффициентами дисперсии 60<γ1<95; 20<y2<30 или 40<γ2<50.

Апохроматический объектив работает следующим образом. Параллельный пучок лучей от удаленного предмета проходит последовательно двояковыпуклую линзу и два компонента и строит изображение этого предмета в фокальной плоскости 7. Проходя через двояковыпуклую линзу 1, пучок лучей коллимируется, возникшие при этом аберрации на оси исправляются первым компонентом. Второй компонент исправляет полевые аберрации всего объектива.

При расчете апохроматического объектива авторы исходили из того, что главным силовым оптическим элементом является одиночная двояковыпуклая линза большой апертуры, первый положительный компонент исправляет аберрации на оси, второй положительный компонент исправляет аберрации по полю.

На фиг.2 показана зависимость заднего фокального отрезка объектива от длины волны. По оси абсцисс отложена разница между значением фокального отрезка для длины волны 0,546 мкм и значениями фокальных отрезков для длин волн в интервале 0,43-0,67 мкм ΔS' (мкм). По оси ординат отложена длина волны λ (мкм).

Наглядно видна характерная для апохроматов S-образная форма кривой.

На фиг.4 показан график астигматизма, а на фиг.6 - график дисторсии предлагаемой оптической системы апохроматического объектива. По осям ординат на обоих графиках отложен размер изображения Y' (мм). На фиг.4 по оси абсцисс - астигматические отрезки Z's, Z'm (мм), на фиг.6 - относительная дисторсия в Δy' в %.

На фиг.8 показаны графики частотно-контрастной характеристики предлагаемого апохроматического объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота N мм-1, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат - коэффициент передачи контраста в относительных единицах.

Из графиков заявляемого апохроматического объектива и прототипа очевидно, что заявляемый апохроматический объектив имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения по полю зрения. Более качественное изображение получено за счет того, что использованы стекла со значительным различием показателей преломления и коэффициентов дисперсии.

В качестве примера изготовлен опытный образец, материалом для 1, 3, 5 элементов оптической схемы которого служит стекло с показателем преломления n2 и коэффициентом дисперсии γ2, а для 2, 4, 6 элементов оптической схемы - с показателем преломления n1 и коэффициентом дисперсии γ1.

Объектив имеет следующие характеристики:

фокусное расстояние - 940 мм

относительное отверстие - 1:7,5

рабочий спектральный диапазон - 0,44:0,7 мкм

основная длина волны - 0,546 мкм

угловое поле зрения в пространстве предметов - 1,5°

линейное поле зрения в пространстве изображений - 24 мм.

1. Апохроматический объектив, содержащий три компонента, первый из которых представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, второй состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий - из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, причем все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла с показателями преломления 1,45<n1<1,55; 1,65<n2<1,75, отличающийся тем, что коэффициенты дисперсии используемых стекол удовлетворяют условию:
60<γ1<95;
20<γ2<30 или 40<γ2<50.

2. Апохроматический объектив, содержащий три компонента, первый из которых представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, второй состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий - из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, причем все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, отличающийся тем, что показатели преломления и коэффициенты дисперсии используемых стекол удовлетворяют условию:
1,43<n1<1,45 или 1,55<n1<1,65;
1,75<n2<2,2;
60<γ1<95;
20<γ2<30 или 40<γ2<50.



 

Похожие патенты:

Объектив // 2239212

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве объектива к приборам ночного видения в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Объектив // 2084934
Изобретение относится к объективостроению и может быть использовано при разработке светосильных фотографических объективов с увеличенным углом поля зрения. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве приемного объектива в оптических приборах, работающих с различными фотоприемными устройствами

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например в приемных каналах, работающих с ПЗС-матрицами

Объектив содержит по ходу луча три компонента. Первый компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из расположенной первой положительной линзы и отрицательной линзы. Третий компонент отрицательный, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Показатели преломления и коэффициенты средней дисперсии материалов линз удовлетворяют соотношениям, приведенным в формуле изобретения. Объектив может быть дополнен светоделительной призмой, установленной между третьим компонентом и плоскостью изображения. Технический результат - повышение светосилы при сохранении качества изображения путем подбора комбинации стекол и коррекции аберраций, обеспечивающей снижение хроматизма положения и исправления остаточного астигматизма. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива. Объектив состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком. Первый по ходу лучей компонент - склеенный из двояковыпуклой и вогнутоплоской линз, второй компонент состоит по ходу лучей из одиночной двояковогнутой и одиночной двояковыпуклой линз. Радиусы оптических поверхностей двояковыпуклой линзы второго компонента равны по модулю и имеют место соотношения: 1,63<n1=n4<1,7; 1,7<n2<1,9; где n1, n2, n4 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз для линии спектра D. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля в пространстве предметов и повышение технологичности. 1 ил., 2 табл.

Окуляр с вынесенным зрачком содержит пять линз, объединенных в три оптических компонента, из которых первые два компонента со стороны плоскости изображения выполнены в виде склеенных линз, а глазной компонент - в виде положительной менисковой линзы, обернутой вогнутостью к глазу наблюдателя. Передняя склеенная линза имеет отрицательную оптическую силу и ее склеиваемая поверхность обернута вогнутостью к изображению. Выпуклая поверхность глазной линзы имеет форму параболоида. Окуляр может быть использован в оптических прицелах для различных видов стрелкового оружия, а также в наблюдательных перископических приборах, использующихся для вождения тяжелой техники. Технический результат - обеспечение телецентрического хода лучей в пространстве изображения и улучшение качества изображения краевых зон поля зрения, в частности, уменьшение относительной дисторсии изображения. При этом положение выходного зрачка окуляра должно быть не менее 1,67 фокусного расстояния от последней поверхности глазной линзы, а угловое поле в пространстве выходного зрачка не менее ±16,5°. 4 ил., 2 табл.
Наверх