Апохроматический объектив



Апохроматический объектив
Апохроматический объектив
Апохроматический объектив
Апохроматический объектив
Апохроматический объектив

 


Владельцы патента RU 2547005:

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

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 относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве объективов в различных приборах, например, объективах телевизионной камеры или телевизионно-дальномерного канала.

Известны апохроматические объективы, описанные в патентах RU №2433432, МПК G02B 9/12, опубл. 10.02.2011 г., RU №2331094, МПК G02B 9/28, опубл. 10.08.2008 г. Данные объективы обладают невысокой светосилой, что ограничивает их использование в телевизионных системах при низких уровнях освещенности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является апохроматический объектив, описанный в патенте RU №2429508, МПК G02B 9/14, опубл. 20.09.2011 г. Данный объектив состоит по ходу лучей из трех компонентов: первый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений, второй компонент - в виде мениска, склеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, третий компонент обращен вогнутой стороной к плоскости изображений и выполнен в виде близкорасположенных линз, первая из которых двояковыпуклая, вторая -отрицательная линза. Преломляющие поверхности линз являются сферическими. Линзы выполнены из двух марок оптических стекол. Показатели преломления и коэффициенты средней дисперсии материалов линз удовлетворяют соотношению: 1,82<n1<1,9; 1,57<n2<1,65; 21<ν1<30; 60<ν2<67, кроме того, данный объектив имеет невысокую светосилу, которая равна 1:7.

Задача изобретения - создание апохроматического объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - повышение светосилы объектива при сохранении качества изображения путем подбора комбинации стекол и коррекции аберраций, обеспечивающих снижение хроматизма положения и исправления остаточного астигматизма.

Это достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем по ходу луча три компонента, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений, второй - в виде склеенного из двух линз мениска, одна из которых положительная, а другая - отрицательная, третий компонент отрицательный, содержащий положительную и отрицательную линзы, в отличие от известного, мениск первого компонента выполнен в виде склеенного дублета из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент положительный и первая линза в котором положительная, а третий компонент - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом показатели преломления и коэффициенты средней дисперсии материалов линз удовлетворяют соотношениям:

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 nD1….6 - коэффициенты преломления материала 1-6 линз на длине волны соответствующей линии D спектра;

υD1….6 - число Аббе материала 1-6 линз для длины волны соответствующей линии D спектра.

Кроме того, объектив может быть дополнен светоделительной призмой, установленной между третьим компонентом и плоскостью изображения.

На фиг.1 представлена оптическая схема предложенного объектива, на фиг.2 представлена оптическая схема объектива со светоделительной призмой, на фиг.3 - график функции передачи модуляции, на фиг.4 - график продольной хроматической аберрации, на фиг.5 - график кривизны поля и дисторсии.

Апохроматический объектив (фиг.1) состоит по ходу лучей из трех компонентов: первого компонента 1, выполненного в виде положительного мениска, обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений, второго компонента 2, выполненного в виде положительного склеенного мениска, третий компонент 3 выполнен в виде склеенной отрицательной линзы, обращенной вогнутой стороной к плоскости изображений. Первый компонент 1 состоит из склеенного дублета из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы 5. Второй компонент 2 склеенный, и первой в склейке расположена положительная линза 6, а второй - отрицательная линза 7. Третий компонент 3 склеенный из двояковыпуклой линзы 8 и двояковогнутой линзы 9.

Апохроматический объектив (фиг.2) дополнен светоделительной призмой 10, установленной между третьим компонентом и плоскостью изображения.

На фиг.3-5 приведены график функции передачи модуляции и графики аберраций рассчитанного апохроматического объектива.

Апохроматический объектив работает следующим образом:

световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, попадает на первую поверхность первого компонента 1 и проходит через склеенный дублет из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы 5, а затем последовательно через склеенный второй компонент 2, где первой в склейке расположена положительная линза 6, а второй - отрицательная линза 7, и через третий компонент 3, выполненный в виде склеенных двояковыпуклой линзы 8 и двояковогнутой линзы 9, и образует изображение предмета в фокальной плоскости объектива.

При установленной светоделительной призме 10, световой поток проходит через нее и формирует изображение бесконечно удаленного предмета в двух разных плоскостях: одной, оптически связанной с гранью светоделительной призмы 10, выделяющей излучение в спектральном диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, и другой, оптически связанной с гранью светоделительной призмы 10 выделяющей излучение на длине волны излучения лазера.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный объектив, конструктивные параметры которого приведены в таблице.

Радиус, мм Толщина, мм Марка материала nD, υD Световой диаметр, мм
R1=218,159 73
d1=12 TK21 nD=1,6569 υD=51,1
R2=-124,483 73
d2=7,3 ТФ2 nD=1,6727 υD=32,1
R3=357,020 73
d3=7,8
R4=101,296 71
d4=15 TK21 nD=1,6569 υD=51,1
R5=-101,296 71
d5=7,1 CTK19 nD=1,7441 υD=50,4
R6=218,159 71
d6=9,7
R7=68,747 63
d7=13 TK21 nD=1,6569 υD=51,1
R8=-182,329 63
d8=6,1 ОФ1 nD=1,5295 υD=51,7
R9=43,439 50

Характеристики рассчитанного объектива:

фокусное расстояние f′=280 мм

относительное отверстие 1:4

угол поля зрения 2 ω=2°

Предлагаемый апохроматический объектив имеет высокое качество изображения, что подтверждается графиком функции передачи модуляции (фиг.3) - коэффициент передачи модуляции в спектральном диапазоне от 0,52 до 0,90 мкм на 200 лин/мм составляет не менее 0,3 для оси и не менее 0,25 для края поля зрения, графиком продольной хроматической аберрации (фиг.4) - хроматизм положения не более 70 мкм, кривизной поля и дисторсии (фиг.5) - астигматизм не более 15 мкм, дисторсия не более 0,02%.

Таким образом, достигнут технический результат - создан апохроматический объектив с увеличенным относительным отверстием, уменьшенным хроматизмом положения и уменьшенным остаточным астигматизмом и повышенной светосилой.

1. Апохроматический объектив, содержащий по ходу луча три компонента, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений, второй - в виде склеенного из двух линз мениска, одна из которых положительная, а другая - отрицательная, третий компонент отрицательный, содержащий положительную и отрицательную линзы, отличающийся тем, что мениск первого компонента выполнен в виде склеенного дублета из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент положительный и первая из линз положительная, а третий компонент - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом показатели преломления и коэффициенты средней дисперсии материалов линз удовлетворяют соотношениям:
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 nD1….6 - коэффициенты преломления материала 1-6 линз на длине волны соответствующей линии D спектра;
υD1….6 - число Аббе материала 1-6 линз для длины волны соответствующей линии D спектра.

2. Апохроматический объектив по п.1, отличающийся тем, что он дополнен светоделительной призмой, установленной между третьим компонентом и плоскостью изображения.



 

Похожие патенты:

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

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

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

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 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