Светосильный объектив



Светосильный объектив
Светосильный объектив
Светосильный объектив
Светосильный объектив
Светосильный объектив

 


Владельцы патента RU 2593413:

Открытое Акционерное Общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" (RU)

Объектив содержит три линзы. Первая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Вторая линза - отрицательная, у которой величина радиуса кривизны первой поверхности r3 удовлетворяет соотношению . Третья линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, для которого выполняется соотношение , где: f' - фокусное расстояние объектива, n - показатель преломления материала третьей линзы, r5 - радиус кривизны первой поверхности третьей линзы, r6 - радиус кривизны второй поверхности третьей линзы, d5 - толщина по оси третьей линзы. Расстояние между первой и второй линзами больше 0,15f'. Технический результат - высокое качество изображения ля средней и дальней ИК области спектра. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 16 табл.

 

Предлагаемое техническое решение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым светосильным объективам для средней и дальней инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в тепловизионных приборах.

Известны светосильные объективы для ИК области спектра, содержащие три линзы, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, вторая линза - отрицательная, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению (патенты США №4427259, №5251063 и патент Японии №62109014).

Объективы, представленные в патентах США №4427259 и №5251063, имеют недостаточно высокую светосилу. В наиболее светосильных вариантах объектива из патента №5251063 светосила не превышает 1:1,2 при угловом поле зрения 10°.

Объектив, представленный в патенте Японии №62109014, имеет высокую светосилу. Однако толщина второй линзы из германия составляет величину, равную 0,5 от фокусного расстояния объектива, что делает данную оптическую схему пригодной лишь для короткофокусных объективов, т.к. с увеличением фокусного расстояния габаритные размеры, масса и стоимость этой линзы становятся неприемлемо большими, а пропускание объектива низким.

Наиболее близким по технической сущности является объектив для ИК области спектра, описанный в патенте США №4427259. Объектив содержит три линзы. Первая линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Вторая - отрицательная линза. Третья линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Объектив имеет относительное отверстие 1:1,39, угловое поле зрения 6,34°и работает в области спектра 3,3-4,2 мкм.

Недостатком объектива являются недостаточно высокие светосила и поле зрения.

Задачей заявляемого технического решения является создание светосильного трехлинзового объектива с высоким качеством изображения для средней и дальней ИК области спектра.

Эта цель достигается созданием светосильного объектива, содержащего три линзы, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, вторая линза - отрицательная, третья линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, в котором в отличие от известного для третьей линзы выполняется соотношение

где: f - фокусное расстояние объектива,

n - показатель преломления материала третьей линзы,

r5 - радиус кривизны первой поверхности третьей линзы,

r6 - радиус кривизны второй поверхности третьей линзы,

d5 - толщина по оси третьей линзы,

а величина радиуса кривизны первой поверхности второй отрицательной линзы r3 удовлетворяет соотношению , причем расстояние между первой и второй линзами больше 0,15f.

Кроме того,

- три линзы выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления больше 3,3,

- первая и третья линзы выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления больше 3,3,

- по крайней мере одна из поверхностей выполнена асферической,

- на одной из поверхностей нанесен киноформный элемент,

- одна из поверхностей выполнена асферической и на одной из поверхностей нанесен киноформный элемент,

- третья линза имеет возможность перемещения вдоль оптической оси.

На фиг. 1 представлена оптическая схема предложенного светосильного объектива.

Светосильный объектив состоит из трех линз 1, 2, 3. Первая линза 1 - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Вторая линза 2 - отрицательная, у которой величина радиуса кривизны первой поверхности r3 удовлетворяет соотношению ,

где: f - фокусное расстояние объектива.

Третья линза 3 - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, для которого выполняется соотношение

где: f - фокусное расстояние объектива,

n - показатель преломления материала третьей линзы,

r5 - радиус кривизны первой поверхности третьей линзы,

r6 - радиус кривизны второй поверхности третьей линзы,

d5 - толщина по оси третьей линзы.

Расстояние между первой и второй линзами больше 0,15f.

Входным зрачком объектива является апертурная диафрагма, находящаяся на первой поверхности линзы 1.

Объектив работает следующим образом. Лучистый поток от объекта через входной зрачок входит в объектив, проходит последовательно линзу 1, линзу 2, линзу 3 и строит изображение объекта в плоскости изображения.

Конструктивные параметры некоторых вариантов объектива, полученные в соответствии с предложенным решением, приведены в таблицах 1-9.

Оптические характеристики объектива для вариантов, представленных в табл. 1-7:

- фокусное расстояние - 100 мм;

- относительное отверстие - 1:1;

- угловое поле зрения - 13°;

- спектральный диапазон - 8-14 мкм.

Оптические характеристики объектива для вариантов, представленных в табл. 8, 9:

- фокусное расстояние - 100 мм;

- относительное отверстие - 1:1;

- угловое поле зрения - 13°;

- спектральный диапазон - 3-5 мкм.

Таким образом, техническим результатом заявляемого решения является создание светосильного объектива для средней и дальней ИК области спектра с относительным отверстием 1:1, угловым полем зрения 13° и высоким качеством изображения.

1. Светосильный объектив, содержащий три линзы, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, вторая линза - отрицательная, третья линза - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, отличающийся тем, что для третьей линзы, выполненной в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, выполняется соотношение
где: f′ - фокусное расстояние объектива,
n - показатель преломления материала третьей линзы,
r5 - радиус кривизны первой поверхности третьей линзы,
r6 - радиус кривизны второй поверхности третьей линзы,
d5 - толщина по оси третьей линзы,
а величина радиуса кривизны первой поверхности второй отрицательной линзы r3 удовлетворяет соотношению причем расстояние между первой и второй линзами больше 0,15f′.

2. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что все три линзы выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления больше 3,3.

3. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что первая и третья линзы выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления больше 3,3.

4. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна из поверхностей выполнена асферической.

5. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что на одной из поверхностей нанесен киноформный элемент.

6. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что одна из поверхностей выполнена асферической и на одной из поверхностей нанесен киноформный элемент.

7. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что третья линза имеет возможность перемещения вдоль оптической оси.



 

Похожие патенты:

Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием может быть использован в оптико-электронных приборах, работающих в дальней ИК-области. Объектив включает расположенные по ходу луча первый положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, второй мениск с возможностью его перемещения по оптической оси, апертурную диафрагму и третий положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений.

Конденсор может быть использован в оптических системах, например в проекционных, в том числе, и в ИК-системах. Конденсор состоит из трех одиночных линз и содержит две одинаковые плосковыпуклые линзы, первая из которых обращена по ходу лучей плоскостью к предмету, а последняя - плоскостью к изображению.

Объектив может быть использован в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур в проходящем и отраженном свете, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а наблюдение производится в видимом диапазоне.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в дальнем ИК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.

Объектив // 2302021
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам высокоточных углоизмерительных систем, в том числе к объективам автоколлиматоров для формирования и приема излучения в ближней ИК-области спектра при условии использования в автоколлиматоре, имеющем при работе в направлении от тест-объекта на объект визирования большой диаметр выходного зрачка и малое угловое поле, а в направлении от объекта визирования на фотоприемное устройство работающего ограниченными зонами входного зрачка в большом угловом поле, при этом объект визирования может быть расположен в любой части входного зрачка объектива.

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в проекционных объективах с вынесенным входным зрачком и увеличением, близким к минус единице, работающих в ИК-области спектра, например в тепловизионных приборах.

Изобретение относится к специальным объективам и может использоваться в ночных зрительных трубках. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к монохроматическим объективам, работающим совместно с лазерами. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фокусировки излучения лазера. .

Объектив может быть использован в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур в проходящем и отраженном свете, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а наблюдение производится в видимом диапазоне.

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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диаметра пятна моды одномодового оптического волокна. .

Изобретение относится к специальным объективам и может использоваться в ночных зрительных трубках. .
Наверх