Объектив с вынесенным входным зрачком

Объектив может быть использован в оптических системах, например в телескопических, в микроскопах и в других приборах, в том числе и в ИК - системах. Объектив состоит из пяти одиночных линз по ходу лучей, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертая - двояковыпуклая линза, пятая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Технический результат - увеличение фокусного расстояния и заднего фокального отрезка при повышении технологичности и при сохранении высокого качества изображения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может быть использовано в различных оптических системах, например в телескопических, в микроскопах и в других приборах, в том числе и в ИК-системах.

Известен окуляр Людевига, описанный в книге: Б.Л. Нефедов, «Методы решения задач по вычислительной оптике», «Машиностроение», Москва, 1966 г., Ленинград, стр. 157, табл. 17, который в обратном ходе лучей может быть использован в качестве объектива с вынесенным входным зрачком и состоит из пяти линз по ходу лучей: первой линзы - плосковогнутой, обращенной плоскостью к предмету и склеенной со второй линзой - двояковыпуклой, третьей линзы - одиночной двояковыпуклой, четвертой - положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и пятой - двояковогнутой. Однако данный объектив при фокусном расстоянии 20 мм имеет недостаточно большой задний фокальный отрезок 3,61 мм и имеет сложную конструкцию, т.к. содержит одну линзу из лантанового стекла.

Известен окуляр, описанный в патенте США №5726808, МКИ G02B 25/00; НКИ 359/645; опубл. 1998 г., который может быть использован в качестве объектива с вынесенным входным зрачком. Окуляр, являющийся наиболее близким аналогом, состоит из пяти линз по ходу лучей. Первая линза выполнена в виде одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, вторая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и склеенный с третьей линзой, двояковыпуклой, четвертая - двояковыпуклая, склеенная с пятой линзой, двояковогнутой. Однако данный объектив имеет малое фокусное расстояние 18,3 мм и, кроме того, данный объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 21,44 мм для длины волны 656 нм с относительным отверстием 1:8,9, угловым полем в пространстве предметов 2W=50 град., при выносе входного зрачка на 12,06 мм перед первой поверхностью имеет недостаточно большой задний фокальный отрезок 8,12 мм и недостаточную технологичность, т.к. имеет одну асферическую оптическую поверхность.

Задачей заявляемого изобретения является создание объектива с вынесенным входным зрачком с улучшенными оптическими и технологическими характеристиками.

Технический результат - увеличение фокусного расстояния и заднего фокального отрезка при повышении технологичности и при сохранении высокого качества изображения.

Это достигается тем, что в объективе с вынесенным входным зрачком, состоящим из пяти линз по ходу лучей: первая из которых - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, вторая выполнена в виде мениска, третья - положительная линза, четвертая - двояковыпуклая, и пятая - отрицательная, отличающийся тем, что вторая линза выполнена положительной, обращенной вогнутостью к предмету, третья линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а пятая - в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, кроме того, все пять линз - одиночные, радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю и радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю.

Помимо того, радиус первой оптической поверхности по ходу лучей по модулю может быть равен радиусу восьмой оптической поверхности по ходу лучей и радиус шестой оптической поверхности по ходу лучей по модулю может быть равен радиусу десятой оптической поверхности по ходу лучей.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива с вынесенным входным зрачком.

Объектив состоит из пяти одиночных линз по ходу лучей, первая из которых - положительный мениск 1, обращенный вогнутостью к предмету, вторая - положительный мениск 2, обращенный вогнутостью к предмету, третья - положительный мениск 3, обращенный вогнутостью к предмету, четвертая - двояковыпуклая линза 4, пятая - отрицательный мениск 5, обращенный выпуклостью к изображению. Радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех менисков 1,2,3 возрастают по модулю и радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей этих линз возрастают по модулю. Помимо того, радиус первой оптической поверхности по ходу лучей по модулю может быть равен радиусу восьмой оптической поверхности по ходу лучей и радиус шестой оптической поверхности по ходу лучей по модулю может быть равен радиусу десятой оптической поверхности по ходу лучей.

Объектив работает следующим образом. Световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).

В соответствии с предложенным решением рассчитаны два варианта исполнения пятилинзового объектива с вынесенным входным зрачком, исправленные в спектральном диапазоне от 600 нм до 700 нм. Конструктивные параметры объектива по первому варианту исполнения приведены в табл. 1, а по второму варианту исполнения - в таблице 2.

Входной зрачок расположен на расстоянии 12,06 мм перед первой оптической поверхностью.

Характеристики рассчитанного объектива по первому варианту исполнения:

фокусное расстояние 21,44 мм
относительное отверстие 1:8,9
угловое поле в пространстве предметов 50 град.
расстояние до плоскости наилучшей установки 11,65 мм

Характеристики рассчитанного объектива по второму варианту исполнения:

фокусное расстояние 21,44 мм
относительное отверстие 1:8,9
угловое поле в пространстве предметов 50 град.
расстояние до плоскости наилучшей установки 11,7 мм

Рассчитанные объективы с вынесенным входным зрачком по первому и второму варианту исполнения имеют аберрации для λ=656 нм, приведенные в табл. 3.

Объектив по сравнению с ближайшим аналогом имеет большее значение фокусного расстояния, равное 21,44 мм, и заднего фокального отрезка не менее 11,65 мм и имеет повышенную технологичность, т.к. не содержит асферических оптических поверхностей. Предлагаемый объектив имеет также высокое качество изображения, что следует из табл. 3.

Таким образом, в результате предложенного решения создан объектив с вынесенным входным зрачком с увеличенным фокусным расстоянием и задним фокальным отрезком при высоком качестве изображения, достигаемого при использовании всех линз со сферическими поверхностями.

1. Объектив с вынесенным входным зрачком, состоящий из пяти линз по ходу лучей: первая из которых - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, вторая выполнена в виде мениска, третья - положительная линза, четвертая - двояковыпуклая и пятая - отрицательная, отличающийся тем, что вторая линза выполнена положительной, обращенной вогнутостью к предмету, третья линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а пятая - в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, кроме того, все пять линз - одиночные, радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю и радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю.

2. Объектив с вынесенным входным зрачком по п. 1, отличающийся тем, что радиус первой оптической поверхности по ходу лучей по модулю равен радиусу восьмой оптической поверхности по ходу лучей и радиус шестой оптической поверхности по ходу лучей по модулю равен радиусу десятой оптической поверхности по ходу лучей.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в объективах микроскопов для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур. Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов.

Оптическая тепловизионная система содержит расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством.

Светосильный объектив может использоваться в приборах ночного видения. Объектив содержит расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму, отрицательный компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Светосильный объектив может использоваться в приборах совместно с матричными приемниками. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча двояковогнутую линзу, блок из двух положительных менисков, обращенных выпуклостями друг к другу, двояковыпуклую линзу и компонент в виде склеенных друг с другом двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Инфракрасный объектив может быть использован в тепловизорах. Объектив содержит три компонента.

Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения.

Объектив // 2532560
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.

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.

Объектив может быть использован в качестве фотографического объектива. Светосильный объектив состоит из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком. Первый компонент состоит по ходу лучей из трех положительных менисков и одного отрицательного мениска, обращенных выпуклыми поверхностями к плоскости предметов, третий положительный и четвертый отрицательный мениски склеены между собой. Второй компонент состоит из мениска, выполненного склеенным из двояковогнутой и двояковыпуклой линз с одинаковыми по модулю радиусами, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображения. Выполняются соотношения: 1.59<n1=n2<1.64, 1.72<n4=n7<1.77, 1.5<n5<1.6, где n1, n2, n4, n5 и n7 - показатели преломления материала первой, второй, четвертой, пятой и седьмой линз соответственно для линии спектра D. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля в пространстве предметов и повышение технологичности. 2 ил., 2 табл.

Оптическая система формирования изображений содержит детектор формирования изображений, включающий первую область, чувствительную к свету в первом диапазоне волн приблизительно от 1,0 до 2,5 мкм, и вторую область, чувствительную к свету во втором диапазоне волн, который включает по меньшей мере одну из короктоволновой инфракрасной полосы спектра и средневолновой инфракрасной полосы спектра, несколько линз для фокусирования света на детектор формирования изображений, изготовленных из материала, прозрачного в диапазоне длин волн по меньшей мере от 1,0 мкм до 5,0 мкм; и светоделитель, расположенный между линзами и детектором формирования изображений и предназначенный для деления падающего света на первый и второй диапазоны волн и направления их на соответственно на первую и вторую области детектора формирования изображений. Детектор формирования изображений представляет собой двумерную решетку в фокальной плоскости. Зрачок оптической системы расположен между линзами и детектором формирования изображений. Технический результат – обеспечение многофункциональности оптической системы за счет охвата дополнительных полос спектра в диапазоне от 1,0 мкм до 5,0 мкм. 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Объектив // 2639242
Объектив может быть использован в оптико-электронных приборах, формирующих изображения объектов земной поверхности через реальную атмосферу в коротковолновом ИК-диапазоне. Объектив содержит два компонента. Первый компонент содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, и плосковыпуклую линзу, обращенную выпуклостью к предмету. Второй компонент содержит одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, и дополнен двояковыпуклой линзой и отрицательным мениском, обращенным вогнутостью к изображению. Двояковыпуклая линза второго компонента имеет возможность перемещения вдоль оптической оси. Технический результат - увеличение поля зрения с сохранением приемлемого качества изображения в коротковолновом ИК-диапазоне в расширенном температурном интервале. 1 ил., 1 табл.

Объектив можно использовать в приборах ночного видения и в приборах, работающих с матричными приемниками оптического излучения. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча отрицательный компонент в виде склеенных друг с другом светофильтра в виде плоскопараллельной пластины и плосковогнутой линзы, обращенной вогнутостью к изображению, двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, блок из двух положительных компонентов, обращенных выпуклостями друг к другу, выполненных в виде склеенных друг с другом двояковогнутой и двояковыпуклой, двояковыпуклой и двояковогнутой линз каждый. Технический результат - расширение рабочей области спектра до ближней инфракрасной (1 мкм), увеличение относительного отверстия до 1:1,4, уменьшение угла поля зрения в пространстве предметов до 58°, использование стекол с коэффициентом дисперсии υе<85 с сохранением высокого качества изображения в спектральном диапазоне от 0,53 до 1 мкм. 2 ил., 1 табл.

Объектив может быть использован в оптических системах, например в телескопических, в микроскопах и в других приборах, в том числе и в ИК - системах. Объектив состоит из пяти одиночных линз по ходу лучей, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертая - двояковыпуклая линза, пятая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Радиусы сферических поверхностей первых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Радиусы сферических поверхностей вторых по ходу лучей поверхностей первых трех линз возрастают по модулю. Технический результат - увеличение фокусного расстояния и заднего фокального отрезка при повышении технологичности и при сохранении высокого качества изображения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Наверх