Объектив



Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив
Объектив

 


Владельцы патента RU 2532560:

Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" (RU)

Изобретение может быть использовано в качестве объектива телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемника дальномера. Объектив содержит по ходу луча первый компонент в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы. Введен пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы, установленной после четвертого компонента. Шестой и седьмой компоненты выполнены в виде положительных менисков, оптически связаны с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения. При этом соблюдаются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - обеспечение фокусировки изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, при сохранении качества изображения. 6 з.п. ф-лы, 18 ил., 12 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве объектива в различных приборах, например, как объектив телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемником дальномера.

Известна оптическая система по патенту RU №2392647, МПК G02B 23/00, опубликованному 20.06.2010 г. Данная оптическая система содержит большое количество линз, что усложняет процесс ее производства.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив по патенту RU №2341816, МПК G02B 9/34, опубликованному 20.12.2008 г. Объектив содержит четыре компонента, расположенных на оптической оси. Первый компонент положительный выполнен в виде двусклеенной линзы, состоящей из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, второй компонент в виде отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. Четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, кроме того, между третьим и четвертым компонентами установлен спектроделительный блок. При этом расстояние между третьим и четвертым компонентами вдоль оптической оси составляет не менее 0,6 фокусного расстояния объектива, сумма оптических сил всех компонентов не превышает 0,0014 мм-1, а показатели преломления стекол линз третьего и четвертого компонентов не превышают 1,6. Использование спектроделительного блока, расположенного между третьим и четвертым компонентами, выполненного с возможностью разделения спектрального интервала от 575 нм до 850 нм и длины волны излучения лазера, позволяет использовать объектив как для формирования изображения на ПЗС-матрице, так и для регистрации возвратного излучения лазерного дальномера на площадке фотоприемника. Объектив имеет высокое качество изображение, формируемое в плоскости изображений, расположенной за четвертым компонентом. Но в данном объективе невозможна фокусировка изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон 575÷850 нм. Это, прежде всего, обусловлено малой оптической силой четвертого компонента, при этом выполнение данной фокусировки любым из первых трех компонентов приведет к расфокусировке в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны излучения лазера, что крайне нежелательно.

Задача изобретения - создание объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - обеспечение возможности фокусировки изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, при сохранении высокого качества изображения.

Это достигается тем, что в объективе, содержащем по ходу луча первый компонент, выполненный в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент, включающий двояковыпуклую линзу, так же в объективе установлен спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы, в отличие от известного, добавлены пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы, установленной после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков, оптически связаны с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны лазерного излучения и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения, кроме того, отрицательная линза в первом компоненте выполнена двояковогнутой, второй компонент положительный, третий компонент выполнен в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом соблюдаются следующие соотношения:

-0,4≥f'объектива/f'3-й комп≥0,4

1,6≥nd1=nd3=nd5≥1,7

50≥υd1d3d5≥61

1,65≥nd2≥1,76

26≥υd2≥33

1,7≥nd4≥1,8

48≥υd4≥54

1,5≥nd6≥1,6

50≥υd6≥54

где

f'объектива - фокусное расстояние объектива;

f'3-й комп - фокусное расстояние третьего компонента объектива;

nd1….6 - коэффициенты преломления материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов на длине волны, соответствующей линии d спектра;

υd1…6 - число Аббе материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов для длины волны, соответствующей линии d спектра.

Кроме того, четвертый компонент может быть выполнен либо в виде двояковогнутой линзы, или мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, или мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, или плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству изображений, или плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству предметов, а также склеенным, и пятый компонент, при этом, тоже может быть склеенным.

На фиг.1 изображен первый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.2 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.3 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

На фиг.4 изображен второй вариант исполнения объектива, для которого на фиг.5 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.6 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

На фиг.7 изображен третий вариант исполнения объектива, для которого на фиг.8 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.9 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

На фиг.10 изображен четвертый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.11 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.12 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

На фиг.13 изображен пятый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.14 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.15 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

На фиг.16 изображен шестой вариант исполнения объектива, для которого на фиг.17 - график функции передачи модуляции в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.18 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.

Объектив (фиг.1) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде двояковогнутой 8 линзы. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 9, установлен после четвертого компонента, а шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Объектив (фиг.4) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательного мениска 12, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Пятый компонент выполнен в виде положительной линзы 13, установлен после четвертого компонента, а шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Объектив (фиг.7) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательного мениска 14, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 15, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Объектив (фиг.10) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде плосковогнутой линзы 16, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 17, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Объектив (фиг.13) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде плосковогнутой линзы 18, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 19, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Объектив (фиг.16) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный склеенным из двояковыпуклой 20 и двояковогнутой 21 линз, а пятый компонент склеен из двояковыпуклой линзы 22 и отрицательного мениска 23, обращенного выпуклостью к изображению. Шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.

Работает объектив следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, попадает на первую поверхность первого компонента и проходит через склеенный дублет из двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, а затем последовательно через второй компонент - склеенный дублет из двояковыпуклой линзы 3 и двояковогнутой линзы 4, и через третий компонент, выполненный в виде склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6. Спектроделительный блок 7 разделяет излучение на длину волны лазерного излучения и излучение в спектральном диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы. Излучение в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы проходит через четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы 8 или 12, или 14, или 16, или 18, или склейки из 20 и 21, и далее через пятый компонент, установленный после четвертого компонента и выполненный либо в виде положительной линзы 9, или 13, или 15, или 17, или 19 или склейки из 22 и 23 линз, и попадает на ПЗС-матрицу, где формирует изображение удаленного объекта. А лазерное излучение через шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, попадает на чувствительную площадку фотоприемного устройства лазерного дальномера, где формирует энергетическое пятно.

В соответствии с предложенным решением рассчитаны конкретные варианты исполнения объектива.

Для первого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 1.

Таблица 1
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=312.396 50.5
d1=8 1.6569/51.14
R2=-98.433 50.2
d2=5 1.6727/32.14
R3=755.052 49.5
d3=5
R4=92.052 48.8
d4=10 1.6569/51.14
R5=-92.052 47.9
d5=5 1.7441/50.38
R6=312.396 46.0
d6=5
R7=62.523 44.0
d7=9 1.6569/51.14
R8=-199.297 42.2
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.953 37.1
d9=45
R10=∞ 27.6
d9=34 1.5163/64.07
R10=∞ 23.7
d9=40.5
R12=-627.244 19.8
d9=4 1.6243/35.92
R13=35.782 19.6
d9=17.5
R14=57.406 24.5
d10=5.5 1.5888/60.89
R15=-68.714 24.6

Для первого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 2.

Таблица 2
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=312.396 50.0
d1=8 1.6569/51.14
R2=-98.433 49.7
d2=5 1.6727/32.14
R3=755.052 49.2
d3=5
R4=92.052 48.8
d4=10 1.6569/51.14
R5=-92.052 47.9
d5=5 1.7441/50.38
R6=312.396 46.0
d6=5
R7=62.523 44.0
d7=9 1.6569/51.14
R8=-199.297 42.3
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.953 31.2
d9=45
R10=∞ 27.7
d9=34 1.5163/64.07
R10=∞ 22.5
d9=13.5
R12=25.567 19.0
d9=4 1.6569/51.14
R13=42.609 17.6
d9=1
R14=15.266 16.5
d10=4 1.6569/51.14
R15=18.786 14.2

Характеристики рассчитанного зеркально-линзового объектива в первом варианте исполнения:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки пятого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.34 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.2, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения и 0.53/0.52 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Для второго варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 3.

Таблица 3
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=302.407 50.8
d1=8 1.6569/51.14
R2=-95.120 50.5
d2=5 1.6727/32.14
R3=1099.802 49.7
d3=5
R4=88.573 48.9
d4=10 1.6569/51.14
R5=-88.573 48.0
d5=5 1.7441/50.38
R6=302.407 45.8
d6=5
R7=66.280 43.6
d7=9 1.6569/51.14
R8=-155.617 41.9
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.034 36.6
d9=45
R10=∞ 27.3
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 23.5
d9=40.5
R12=1000.000 19.9
d9=4 1.6243/35.92
R13=33.405 19.6
d9=18.8
R14=83.105 24.9
d10=5.5 1.5888/60.89
R15=-50.222 25.1

Для второго варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 4.

Таблица 4
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=302.407 50.1
d1=8 1.6569/51.14
R2=-95.120 49.9
d2=5 1.6727/32.14
R3=1099.802 49.3
d3=5
R4=88.573 48.7
d4=10 1.6569/51.14
R5=-88.573 47.9
d5=5 1.7441/50.38
R6=302.407 45.8
d6=5
R7=66.280 43.7
d7=9 1.6569/51.14
R8=-155.617 42.0
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.034 36.7
d9=45
R10=∞ 27.4
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 22.3
d9=13.5
R12=24.275 18.8
d9=4 1.6569/51.14
R13=39.034 17.4
d9=1
R14=14.735 16.3
d10=4 1.6569/51.14
R15=17.708 14.0

Характеристики рассчитанного второго варианта исполнения зеркально-линзового объектива:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.25 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.5, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.50/0.45 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Для третьего варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 5.

Таблица 5
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=191.313 50.1
d1=8 1.6569/51.14
R2=-110.018 49.7
d2=5 1.6727/32.14
R3=295.153 48.6
d3=5
R4=89.386 48.0
d4=10 1.6569/51.14
R5=-89.386 47.0
d5=5 1.7441/50.38
R6=191.313 45.0
d6=5
R7=52.631 43.4
d7=9 1.6569/51.14
R8=-477.539 41.6
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.719 36.8
d9=45
R10=∞ 26.7
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 22.5
d9=44.821
R12=-29.715 18.0
d9=4 1.6243/35.92
R13=-183.191 18.9
d9=15.021
R14=63.486 22.5
d10=5.5 1.5888/60.89
R15=-61.631 22.5

Для третьего варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 6.

Таблица 6
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=191.313 49.6
d1=8 1.6569/51.14
R2=-110.018 49.2
d2=5 1.6727/32.14
R3=295.153 48.3
d3=5
R4=89.386 47.9
d4=10 1.6569/51.14
R5=-89.386 47.0
d5=5 1.7441/50.38
R6=191.313 45.0
d6=5
R7=52.631 43.4
d7=9 1.6569/51.14
R8=-477.539 41.7
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.719 36.9
d9=45
R10=∞ 26.7
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 21.1
d9=5
R12=30.001 19.4
d9=4 1.7552/27.49
R13=49.017 18.1
d9=0.4
R14=18.353 17.3
d10=4 1.7552/27.49
R15=22.356 15.0

Характеристики рассчитанного третьего варианта исполнения зеркально-линзового объектива:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.17 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.8, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.49/0.46 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Для четвертого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 7.

Таблица 7
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=209.504 50.4
d1=8 1.6569/51.14
R2=-100.856 50.0
d2=5 1.6727/32.14
R3=320.477 48.9
d3=5
R4=87.163 48.3
d4=10 1.6569/51.14
R5=-87.163 47.4
d5=5 1.7441/50.38
R6=209.504 45.2
d6=5
R7=50.579 43.4
d7=9 1.6569/51.14
R8=-479.848 41.6
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=3 7.247 36.4
d9=45
R10=∞ 26.0
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 21.7
d9=40.43
R12=-36.233 17.4
d9=4 1.6243/35.92
R13=∞ 18.0
d9=19.44
R14=39.257 22.1
d10=5.5 1.5888/60.89
R15=-158.471 21.8

Для четвертого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 8.

Таблица 8
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=209.504 49.6
d1=8 1.6569/51.14
R2=-100.856 49.3
d2=5 1.6727/32.14
R3=320.477 48.5
d3=5
R4=87.163 48.1
d4=10 1.6569/51.14
R5=-87.163 47.2
d5=5 1.7441/50.38
R6=209.504 45.2
d6=5
R7=50.579 43.4
d7=9 1.6569/51.14
R8=-479.848 41.7
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=3 7.247 36.5
d9=45
R10=∞ 26.0
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 20.3
d9=5
R12=27.861 18.6
d9=4 1.7552/27.49
R13=44.499 17.2
d9=0.4
R14=16.989 16.4
d10=4 1.7552/27.49
R15=20.264 14.1

Характеристики рассчитанного четвертого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.35 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.11, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.50/0.42 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Для пятого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 9.

Таблица 9
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=03.494 50.7
d1=8 1.6569/51.14
R2=-96.072 50.4
d2=5 1.6727/32.14
R3=986.314 49.7
d3=5
R4=89.408 48.9
d4=10 1.6569/51.14
R5=-89.408 47.9
d5=5 1.7441/50.38
R6=303.494 45.8
d6=5
R7=65.522 43.7
d7=9 1.6569/51.14
R8=-163.482 42.0
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.381 36.8
d9=45
R10=∞ 27.4
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 23.6
d9=40.5
R|2=∞ 19.9
d9=4 1.6243/35.92
R13=34.384 19.6
d9=18.52
R14=74.259 24.8
d10=5.5 1.5888/60.89
R15=-54.061 25.0

Для пятого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 10.

Таблица 10
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=303.494 50.0
d1=8 1.6569/51.14
R2=-96.072 49.8
d2=5 1.6727/32.14
R3=986.314 49.3
d3=5
R4=89.408 48.7
d4=10 1.6569/51.14
R5=-89.408 47.9
d5=5 1.7441/50.38
R6=303.494 45.9
d6=5
R7=65.522 43.8
d7=9 1.6569/51.14
R8=-163.482 42.0
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=39.381 36.9
d9=45
R10=∞ 27.5
d9=34 1.5163/64.07
R11=∞ 22.4
d9=13.5
R12=24.821 18.9
d9=4 1.6569/51.14
R13=40.945 17.5
d9=1
R14=14.849 16.3
d10=4 1.6569/51.14
R15=18.028 14.0

Характеристики рассчитанного пятого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.27 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.14, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.52/0.48 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Для шестого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 11.

Таблица 11
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=337.30 50.8
d1=8 1.6569/51.14
R2=-100.69 50.4
d2=5 1.6727/32.14
R3=824.10 49.7
d3=5
R4=92.68 49.1
d4=10 1.6569/51.14
R5=-92.68 48.1
d5=5 1.7441/50.38
R6=337.30 46.2
d6=5
R7=59.29 44.0
d7=9 1.6569/51.14
R8=-233.90 42.2
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=38.90 36.9
d9=45
R10=∞ 26.8
d10=34 1.5163/64.07
R11=∞ 22.6
d11=32.1
R12=-302.70 19.4
d12=6 1.6569/51.14
R13=-30.27 19.2
d13=2 1.6727/32.14
R14=40.64 19.1
d14=17
R15=65.77 23.8
d15=5.5 1.6727/32.14
R16=-167.88 23.9
d16=5.5 1.6569/51.14
R17=-75.86 23.9

Для шестого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 12.

Таблица 12
Радиус, мм Толщина, мм ndd Световой диаметр, мм
R1=337.30 50.3
d1=8 1.6569/51.14
R2=-100.69 50.1
d2=5 1.6727/32.14
R3=824.10 49.6
d3=5
R4=92.68 49.2
d4=10 1.6569/51.14
R5=-92.68 48.3
d5=5 1.7441/50.38
R6=337.30 46.4
d6=5
R7=59.29 44.3
d7=9 1.6569/51.14
R8=-233.90 42.5
d8=4.5 1.5294/51.70
R9=38.90 37.2
d9=45.8
R10=∞ 26.9
d10=34 1.5163/64.07
R11=∞ 21.4
d11=12
R12=38.37 18.3
d12=4 1.6569/51.14
R13=67.76 17.1
d13=1
R14=17.62 16.2
d14=4 1.6569/51.14
R15=28.77 14.3

Характеристики рассчитанного шестого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:

фокусное расстояние f'=215 мм
относительное отверстие 1:4.3
угол поля зрения 2ω=3.9°

Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм-1, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.29 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.17, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.53/0.51 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.

Таким образом, путем добавления компонентов, подбором другой комбинации стекол и оптимизации, достигнут технический результат - обеспечена возможность фокусировки изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, при сохранении высокого качества изображения.

1. Объектив, содержащий по ходу луча первый компонент, выполненный в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент, включающий двояковыпуклую линзу, также в объектив установлен спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы, отличающийся тем, что добавлен пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы, установленной после четвертого компонента, а шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков, оптически связаны с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения, кроме того, отрицательная линза в первом компоненте выполнена двояковогнутой, второй компонент положительный, третий компонент выполнен в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом соблюдаются следующие соотношения:
-0,4≥f'объектива/f'3-й комп≥0,4
1,6≥nd1=nd3=nd5≥1,7
50≥υd1d3d5≥61
1,65≥nd2≥1,76
26≥υd2≥33
1,7≥nd4≥1,8
48≥υd4≥54
1,5≥nd6≥1,6
50≥υd6≥54
где
f'объектива - фокусное расстояние объектива;
f'3-й комп - фокусное расстояние третьего компонента объектива;
nd1….6 - коэффициенты преломления материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов на длине волны, соответствующей линии d спектра;
υd1…6 - число Аббе материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов для длины волны, соответствующей линии d спектра.

2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы.

3. Объектив по п.1, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений.

4. Объектив по п.1, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов.

5. Объектив по п.1, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству предметов.

6. Объектив по п.1, отличающийся тем, что четвертый компонент выполнен в виде плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству изображений.

7. Объектив по п.2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что линзы в четвертом и пятом компонентах выполнены склеенными.



 

Похожие патенты:

Объектив может быть использован в пассивных и активно-импульсных ПНВ совместно с ЭОП 2, 2+ и 3-го поколений. Объектив содержит первый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью в сторону второго компонента, второй отрицательный компонент, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертую двояковыпуклую линзу, третий и пятый отрицательные мениски, обращенные вогнутыми поверхностями в сторону четвертой линзы.

Объектив может использоваться в тепловизионных приборах с матричными приемниками, регистрирующими изображение в фиксированной плоскости. Объектив содержит четыре компонента.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в технологических установках по проверке параметров матричных приемников теплового излучения, применяемых в тепловизорах.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться как объектив цифровых фотоаппаратов мобильных телефонов или массовых видеокамер наблюдения, работающих в режиме «день-ночь», т.е.

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 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.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам для видимой и ближней ИК-области спектра, и может быть использовано совместно с электронно-оптическими преобразователями (ЭОПами) в приборах ночного видения и в современных цифровых приборах, предназначенных для обнаружения и опознавания объектов наблюдения при пониженной освещенности.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в оптических системах тепловизионных приборов. .

Объектив выполнен из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент с оптической силой φI содержит мениск с оптической силой φI,1, обращенный вогнутой стороной к изображению.

Объектив может быть использован для работы в ИК-диапазоне длин волн в тепловизионных приборах. Объектив содержит четыре компонента: первый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, третий - одиночный мениск, четвертый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Объектив // 2451312
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗС-матрице.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в тепловизионных приборах, приемники которых чувствительны в инфракрасной (ИК) области спектра, в частности в диапазоне спектра =8-14 мкм.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например в визуальных и в ИК-системах. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться в качестве объектива в цифровых наблюдательных приборах с формированием изображения на ПЗС-матрице, в том числе в современных приборах ночного видения, фото- и видеокамерах, проекционных приборах.

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

Объектив // 2386988
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив с формированием изображения на ПЗС-матрице. .

Объектив может быть использован в телескопических системах, в микроскопах и других оптических приборах, в том числе в ИК-системах. Объектив с вынесенным входным зрачком состоит из трех компонентов. Первый - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Второй склеен из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Третий компонент состоит по ходу лучей из двояковыпуклой и двояковогнутой одиночных линз. Радиус седьмой оптической поверхности по ходу лучей по модулю больше радиуса восьмой оптической поверхности. Радиус второй оптической поверхности по ходу лучей может быть равен по модулю радиусу четвертой оптической поверхности. Технический результат - повышение качества изображения и увеличение заднего фокального отрезка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Наверх