Патент на изобретение №2260825

(54) ОБЪЕКТИВ

(57) Реферат:

Объектив состоит из последовательно расположенных на оптической оси первого компонента, включающего положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, двухсклеенный мениск, содержащий двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, и отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, и второго компонента, состоящего из одиночной двояковыпуклой линзы. Оптические силы компонентов относятся как , где , – фокусные расстояния первого и второго компонентов. Приведенное расстояние между компонентами равно 0,2прив.комп0,22, где d_{прив.комп}=d_комп/f’, d_комп – расстояние между компонентами, f’ – фокусное расстояние объектива. Обеспечивается увеличение угла поля зрения и повышение качества изображения за счет уменьшения сферической аберрации, меридио-нальной кривизны и сагиттальной кривизны. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в телевизионных системах наблюдения.

Известны объективы по авторским свидетельствам СССР №1236412, МПК G 02 B 9/34, 9/50, 1984 г., №1446585, МПК G 02 B 9/34, 1988 г., по патенту RU №2175774, МПК G 02 B 13/14, 9/34, 11/20, 2000 г. Объективы по авторским свидетельствам СССР №1236412 и №1446585 имеют небольшое относительное отверстие, а объектив по патенту RU №2175774 – маленькое угловое поле.

Наиболее близким аналогом является объектив для ИК-области спектра по патенту RU №2072733, МПК G 02 B 13/14, 9/34, 1994 г., выполненный в виде двух компонентов. Первый компонент состоит из положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двухсклеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Второй компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы. Однако он имеет небольшой угол поля зрения и неудовлетворительное качество изображения из-за недостаточного исправления осевых и полевых аберраций.

Задачей изобретения является создание объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, – это увеличение угла поля зрения с более высоким качеством изображения, достигнутым за счет уменьшения сферической аберрации, меридиональной кривизны и сагиттальной кривизны.

Это достигается тем, что в объективе, выполненном из двух компонентов и состоящем из последовательно расположенных на оптической оси положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, двухсклеенного мениска, содержащего двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и одиночной двояковыпуклой линзы, и в отличие от известного, первый компонент образуют первые три линзы, а именно положительный мениск, двухсклеенный мениск и отрицательный мениск, а второй компонент состоит из одиночной двояковыпуклой линзы, при этом оптические силы компонентов соотносятся как

3,5f’_1комп/f’_2комп4,

где f’_1комп – фокусное расстояние первого компонента, мм;

f’_2комп – фокусное расстояние второго компонента, мм,

а приведенное расстояние между компонентами равно

0,2d_{прив.комп}0,22,

где d_{прив.комп}=d_комп/f’,

d_комп – расстояние между компонентами, мм,

f’ – фокусное расстояние объектива, мм.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображена оптическая схема объектива, на фиг.2 – график продольной сферической аберрации, на фиг.3 – график кривизны и дисторсии, на фиг.4 – график полихроматического коэффициента передачи модуляции (КПМ).

Объектив (фиг.1) содержит два компонента, первый из которых состоит из положительного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, двухсклеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой линзы 2 и двояковогнутой линзы 3, и отрицательного мениска 4, обращенного выпуклостью к предмету, а второй компонент – двояковыпуклая линза 5.

Объектив работает следующим образом: свет от предмета, расположенного на бесконечно большом расстоянии от первого компонента, преломляясь, проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5 и формирует в фокальной плоскости объектива изображение предмета.

В соответствии с предложенным техническим решением рассчитан вариант объектива для фокусного расстояния f’=24,97 мм, конструктивные параметры которого приведены в таблице.

Объектив имеет угол поля зрения 2=18°, относительное отверстие 1:1,8 и высокое качество изображения:

– сферическая аберрация на зоне зрачка m=0,707 S’=-0,03 мм (фиг.2),

– меридиональная кривизна Х’m=-0,001 мм (фиг.3),

– сагиттальная кривизна X’s=-0,018 мм (фиг.3).

Полихроматический коэффициент передачи модуляции в изображении синусоидальной миры абсолютного контраста на пространственной частоте N=30 мм^-1 (фиг.4) в спектральном интервале длин волн от 450 до 650 нм составляет

1) для осевой точки предмета -0,83,

2) для поля =9°:

меридиональное сечение – 0,72,

сагиттальное сечение – 0,74.

При этом соотношение фокусных расстояний компонентов:

3,5f’_1комп/f’_2комп=54,45/14,76=3,694,

а приведенное расстояние между компонентами:

0,2d_{прив.комп}d_комп/f’=5,2/24,97=0,2080,22.

У ближайшего аналога:

– сферическая аберрация на зоне m=0,707 зрачка S’=-0,08 мм,

– меридиональная кривизна Х’m=0,05 мм,

– сагиттальная кривизна Х’m=-0,14 мм.

Причем соотношение фокусных расстояний компонентов равно:

f’_1комп/f’_2комп=90,25/521,65=0,173,

где f’_1комп – фокусное расстояние первого компонента, мм,

f’_2комп – фокусное расстояние второго компонента, мм.

При этом приведенное расстояние между компонентами равно

d_{прив.комп=}d_комп/f’=18/85=0,212,

где d_комп – расстояние между компонентами, мм,

f’ – фокусное расстояние объектива, мм.

Как видно из конкретного примера расчета, объектив, выполненный с одинаковыми, по сравнению с ближайшим аналогом, по описанию и расположению по ходу луча во всем объективе линзами, с одинаковым приведенным расстоянием между компонентами, но другой структурой компонентов (у аналога: первый компонент – 2 линзы, второй компонент – 2 линзы, у предлагаемого объектива: первый компонент – 3 линзы, второй компонент – 1 линза) и разным соотношением их оптических сил имеет более высокие эксплуатационные технические характеристики, что свидетельствует о том, что предложенная совокупность отличительных признаков обеспечивает требуемый результат.

Таким образом, получен объектив с высоким качеством изображения, уменьшенной сферической аберрацией, меридиональной и сагиттальной кривизной.

Формула изобретения

Объектив, выполненный из двух компонентов, состоит из последовательно расположенных на оптической оси положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, двухсклеенного мениска, содержащего двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и одиночной двояковыпуклой линзы, отличающийся тем, что первый компонент образуют первые три линзы, а именно: положительный мениск, двухсклеенный мениск и отрицательный мениск, а второй компонент состоит из одиночной двояковыпуклой линзы, при этом оптические силы компонентов соотносятся как

где – фокусное расстояние первого компонента, мм;

– фокусное расстояние второго компонента, мм;

а приведенное расстояние между компонентами равно

0,2d_{прив.комп}0,22,

где d_{прив.комп}=d_комп/f’;

d_комп – расстояние между компонентами;

f’ – фокусное расстояние объектива, мм.

РИСУНКИ

QA4A – Сведения о заявлении обладателя патента Российской Федерации на изобретение о предоставлении любому лицу права на использование изобретения (открытая лицензия)

(73) Патентообладатель:

Открытое акционерное общество «Красногорский завод им. С.А. Зверева»

(54) ОБЪЕКТИВ

Номер и год публикации бюллетеня: 26-2005

Адрес для переписки:

143400, Московская обл., г. Красногорск, ул. Речная, 8,ОАО КМЗ, НТЦ, патентный сектор

Извещение опубликовано: 10.08.2009 БИ: 22/2009