Патент на изобретение №2365951
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ОБЪЕКТИВ
(57) Реферат:
Изобретение может быть использовано, в том числе, в телекамерах, работающих с приемной матрицей. Объектив состоит из четырех одиночных линз по ходу лучей: первой – выпукло-плоской линзы, второй – положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, третьей – двояковогнутой линзы, четвертой – двояковыпуклой линзы. За четвертой линзой может быть расположен светофильтр и одна или несколько плоскопараллельных пластин и одна или несколько призм. Объектив может работать также и в обратном ходе лучей в качестве коллиматора. В объективе выполняются соотношения между конструктивными параметрами, указанные в формуле изобретения. Технический результат – увеличение фокусного расстояния, повышение качества изображения при высоком уровне технологичности. 1 ил., 2 табл.
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических приборах, в том числе в телекамерах, работающих с приемной матрицей. Известен четырехлинзовый фотографический объектив (патент Германии Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является четырехлинзовый фотографический объектив (патент США n1=n2=n4=1,6138 1,66
23< где n1, n2 n3, n4 – показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линзы для линии d;
Кроме того, в объективе радиус кривизны первой поверхности первой линзы больше радиуса кривизны первой поверхности второй линзы; отношение радиуса кривизны по модулю второй поверхности второй линзы к радиусу кривизны ее первой поверхности равно 1,573; отношение радиуса кривизны по модулю первой поверхности третьей линзы к радиусу кривизны ее второй поверхности равно 3,936; отношение радиуса кривизны по модулю первой поверхности четвертой линзы к радиусу кривизны ее второй поверхности равно 3,12; а отношение толщины третьей линзы к фокусному расстоянию всего объектива равно 0,02. Объектив имеет более высокое качество изображения, чем объектив по патенту Германии Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет недостаточно большое фокусное расстояние – 100 мм и при относительном отверстии 1:2,5 и угле поля зрения 2W=11 град. имеет недостаточно высокое качество изображения. Поперечная сферическая аберрация для точки на оси достигает величины – 0,0793 мм, а для широких наклонных пучков в меридиональном и сагиттальном сечении – 0,0603 мм и 0,0821 мм соответственно, и значительный меридиональный астигматический отрезок (-0,263 мм). Объектив недостаточно технологичен, так как он не содержит плоских оптических поверхностей и не имеет равных по модулю радиусов кривизны оптических поверхностей. Задачей заявляемого изобретения является создание объектива с увеличенным фокусным расстоянием, повышенным качеством изображения и повышенной технологичностью. Технический результат обусловлен поставленной задачей и представляет собой увеличение фокусного расстояния, повышение качества изображения при высоком уровне технологичности объектива. Это достигается тем, что в объективе, состоящем из четырех одиночных линз, последовательно установленных по ходу лучей: первой – положительной, второй – положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, третьей – двояковогнутой и четвертой – двояковыпуклой, и в котором выполнены условия: n1=n2=n4 1,66 23< d4 0,12f где n1, n2, n3, n4 – показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии d;
d4, d6 – воздушные промежутки между второй и третьей, третьей и четвертой линзами; f’ – фокусное расстояние всего объектива; d3 – толщина второй линзы – положительного мениска; в отличие от известного первая линза выполнена выпукло-плоской, и имеют место соотношения: 1,56 57< |R1|<|R3| |R3|<|R8| 1,7<|R4|/|R3|<2,7 4,1<|R5|/|R6|<5,5 1<|R7|/|R8|<2,5 0,05 где R1, R3, R4, R5, R6, R7, R8 – радиусы кривизны первой, третей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой оптических поверхностей; d5 – толщина двояковогнутой линзы. На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива. Объектив состоит из четырех одиночных линз по ходу лучей: первой – выпукло-плоской линзы 1, второй – положительного мениска 2, обращенного вогнутостью к изображению, третьей – двояковогнутой линзы 3, четвертой – двояковыпуклой линзы 4. За линзой 4 может быть расположен светофильтр и одна или несколько плоскопараллельных пластин и одна или несколько призм. Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан). Объектив может работать также и в обратном ходе лучей в качестве коллиматора. В соответствии с предложенным решением рассчитан объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 480 до 660 нм. Конструктивные параметры рассчитанного объектива приведены в табл.1. Характеристики рассчитанного объектива:
В рассчитанном объективе выполнены условия:
В табл.2 приведены аберрации для длины волны 587,56 нм ближайшего аналога и рассчитанном объектива. Рассчитанный объектив имеет фокусное расстояние 120,1 мм, большее, чем в ближайшем аналоге. Кроме того, в предложенном объективе одна оптическая поверхность выполнена плоской, и две имеют равные радиусы кривизны, что обеспечивает ему более высокую технологичность. Предложенный объектив имеет более высокое качество изображения, что следует из табл.2.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан объектив с увеличенным фокусным расстоянием, с повышенным качеством изображения при высоком уровне технологичности.
Формула изобретения
Объектив, состоящий из четырех одиночных линз, последовательно установленных по ходу лучей: первой – положительной, второй – положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, третьей – двояковогнутой и четвертой – двояковыпуклой, у которого
РИСУНКИ
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
403706, 42h 4/05, публ. 1924 г.), в котором первая линза по ходу лучей – двояковыпуклая, вторая – двояковогнутая, третья – двояковыпуклая и четвертая линза – положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Однако этот объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 120 мм при относительном отверстии 1:2,5 и угле поля зрения 2W=11 град. имеет недостаточно высокое качество изображения. Поперечная сферическая аберрация для точки на оси достигает величины 0,339 мм, а для широких наклонных пучков в меридиональном и сагиттальном сечении – 0,327 мм и 0,355 мм соответственно.
1=
