Полезная модель рф 140029

Полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована в астрономических телескопах. Апохроматический объектив содержит три компонента, из которых первый - выпукло-вогнутая линза, обращенная вогнутой поверхностью к плоскости изображения, второй компонент содержит две двояковогнутые линзы и установленную между ними двояковыпуклую линзу, а третий компонент - двояковыпуклую линзу и выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклой поверхностью к плоскости изображения. Объектив выполнен из обычного оптического стекла четырех марок. Показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол первой, второй и четвертой линз одинаковы. Показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол линз удовлетворяют условиям: 1,7<n₁<2,2; 1,7<n₂<2,2; 1,43<n₃<1,7; 1,7<n₄<2,2; 1,7<n ₅<2,2; 1,43<n₆<1,7; 20<Y₁ <40; 20<Y₂<40; 40<Y₃<95; 20<Y₄<40; 20<Y₅<40; 40<Y ₆<95; где: n₁, n₂, n₃ , n₄, n₅, n₆ - показатели преломления стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз; Y₁, Y₂, ₃, ₄, ₅, ₆ - коэффициенты дисперсии стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз. Технический результат - уменьшение длины объектива при сохранении высокого качества изображения. При выполнении линз второго компонента симметричными повышается технологичность объектива. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.

Известны апохроматические объективы по патентам РФ 2331094 и 101850, содержащие три компонента. Первый компонент - одиночная двояковыпуклая линза, второй компонент состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют приведенным условиям.

Указанные объективы недостаточно технологичны, т.к. линзы второго компонента ассимметричны, в процессе сборки объектива возможны ошибки с установкой линз второго компонента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является апохроматический объектив по патенту РФ 2433432, МПК G02B 9/12. Объектив содержит три компонента. Первый компонент - одиночная линза, а второй и третий компоненты - склеенные линзы, причем в составе третьего компонента имеется двояковыпуклая линза. Все линзы выполнены из обычного оптического стекла.

В объективе-прототипе первый из компонентов - одиночная двояковыпуклая линза, второй компонент - двояковыпуклая, двояковогнутая линзы и положительный мениск, третий компонент - двояковыпуклая и двояковогнутая линзы. Линзы выполнены из двух марок оптического стекла, показатели преломления n₁ , n₂ и коэффициенты дисперсии Y₁ и Y ₂ которых удовлетворяют следующим условиям: 1,43<n ₁<1,55 или 1,55<n₁<1,65; 1,75<n ₂<2,2; 60<Y₁<95; 20<Y₂ <30 или 40<Y₂<50.

Указанный объектив имеет высокое качество изображения. Однако, объектив имеет большую длину. Проведенный расчет для указанных параметров опытного образца объектива, в котором 1, 3 и 5 линзы выполнены из стекла с показателем преломления 1,75<n₂<2,2 и коэффициентом дисперсии 20<Y₂<30, а для 2, 4, 6 линз - с показателем преломления 1,43<n₁<1,55 и коэффициентом дисперсии Y₁ 60<Y₁<95 показал, что расстояние от первой поверхности первого компонента до последней поверхности третьего компонента объектива в 6 раз больше светового диаметра объектива.

Кроме того, указанный объектив недостаточно технологичен. Линзы второго компонента асимметричны, поэтому в процессе сборки объектива возможны ошибки с установкой линз второго компонента.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение длины апохроматического объектива при сохранении высокого качества изображения. В частном случае реализации достигается упрощение технологии изготовления объектива.

Указанный технический результат достигается следующим образом. В апохроматическом объективе, содержащем, как и прототип, три компонента, из которых первый компонент - одиночная положительная линза, а второй и третий компоненты - склеенные линзы, при этом все линзы выполнены из обычного оптического стекла, в отличие от прототипа выполнено следующее: первый компонент выполнен в виде выпукло-вогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, второй компонент содержит двояковогнутую, двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а третий компонент содержит двояковыпуклую линзу и выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклой поверхностью к плоскости изображения, при этом показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол линз удовлетворяют условиям:

1,7<n₁<2,2; 1,7<n₂ <2,2; 1,43<n₃<1,7; 1,7<n₄<2,2; 1,7<n₅<2,2; 1,43<n₆<1,7; 20<Y ₁<40; 20<Y₂<40; 40<Y₃ <95; 20<Y₄<40; 20<Y₅<40; 40<Y₆<95;

где: n₁, n₂, n₃, n₄, n₅, n ₆ - показатели преломления стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз; Y₁ , Y₂, ₃, ₄, Y₅, Y₆ - коэффициенты дисперсии стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз, причем, использовано стекло четырех марок, а показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол первой, второй и четвертой линз одинаковы.

В частном случае реализации - при изготовлении второго компонента симметричным - достигается упрощение технологии изготовления объектива.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлена оптическая схема объектива.

На фиг. 2 приведен график зависимости заднего фокального отрезка объектива от длины волны. По оси абсцисс отложена разница между значением фокального отрезка для длины волны 0,546 мкм и значениями фокальных отрезков для длин волн в интервале 0,43-0,7 мкм S' (мкм). По оси ординат отложена длина волны (мкм).

На фиг. 3 приведен график астигматизма объектива. По оси абсцисс отложены астигматические отрезки , (мм). По оси ординат отложен размер изображения Y' (мм).

На фиг. 4 приведен график дисторсии объектива. По оси абсцисс отложена относительная дисторсия в y' в %. По оси ординат отложен размер изображения ' (мм).

На фиг. 5 приведен график частотно-контрастной характеристики объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота N мм^-1, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат - коэффициент передачи контраста в относительных единицах.

Апохроматический объектив (фиг. 1) содержит три компонента. Первый компонент по ходу лучей - одиночная выпукло-вогнутая линза 1, обращенная вогнутой поверхностью к плоскости изображения. Второй компонент содержит склеенные двояковогнутую линзу 2, двояковыпуклую линзу 3 и двояковогнутую линзу 4, причем, все линзы симметричные, а двояковогнутые линзы 2 и 4 одинаковые. Третий компонент содержит склеенные двояковыпуклую линзу 5 и отрицательный мениск 6, обращенный выпуклой поверхностью к плоскости изображения - фокальной плоскости 7. Объектив выполнен из обычного оптического стекла четырех марок. Линзы 1, 2, 4, 5 выполнены из стекла с показателями преломления n в диапазоне 1,7<n<2,2; и коэффициентами дисперсии Y в диапазоне 20<Y<40; а линзы 3 и 6 - с показателями преломления n в диапазоне 1,43<n<1,7 и коэффициентами дисперсии Y в диапазоне 40<Y<95. Показатели преломления и коэффициенты дисперсии линз 1, 2, 4 одинаковы.

Объектив имеет следующие характеристики:

- фокусное расстояние - 500 мм;

- относительное отверстие - 1:5;

- рабочий спектральный диапазон - 0,43:0,7 мкм;

- основная длина волны - 0,546 мкм;

- угловое поле зрения в пространстве предметов - 3°;

- линейное поле зрения в пространстве изображений - 26 мм;

- световой диаметр - 100 мм;

- расстояние от первой поверхности первого компонента до последней поверхности третьего компонента - 170 мм.

Объектив работает следующим образом: световые пучки, исходящие от предмета, расположенного на бесконечности, последовательно проходят линзы 1-6 объектива и формируют изображение в плоскости наилучшей установки, совпадающей с плоскостью параксиального изображения.

Объектив имеет характерную для апохроматов S-образную форму кривой зависимости заднего фокального отрезка объектива от длины волны (фиг. 2). Сравнение графиков астигматизма и дисторсии заявляемого апохроматического объектива (фиг. 3, 4) и прототипа свидетельствует, что заявляемый объектив имеет не менее высокие показатели по качеству изображения по полю зрения. Сравнение графиков частотно-контрастной характеристики объектива и прототипа (фиг. 5) показывает, что величина контраста изображения у объектива не менее чем на треть выше, чем у прототипа.

Полученный апохромат при относительном отверстии 1:5 обеспечивает разрешение 100 мм^-1 при контрасте не ниже 0,5 в пределах линейного поля 15 мм. Остаточный астигматизм при этом не превышает 20 мкм, а модуль дисторсии - меньше 0,01%.

Изготовление линз объектива их стекла четырех марок позволило по сравнению с прототипом улучшить возможности коррекции полевых аберраций и в результате уменьшить длину объектива: расстояние от первой поверхности первого компонента до последней поверхности третьего компонента объектива в 1,7 раз больше светового диаметра объектива. Это соотношение по сравнению с прототипом снижено более чем в 3 раза. При этом объектив более технологичен в изготовлении за счет симметрии линз второго компонента.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить длину апохроматического объектива при сохранении высокого качества изображения. Кроме того, при изготовлении второго компонента симметричным повышается технологичность объектива.

1. Апохроматический объектив, содержащий три компонента, из которых первый по ходу лучей компонент - одиночная положительная линза, а второй и третий компоненты - склеенные линзы, при этом все линзы выполнены из обычного оптического стекла, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде выпукло-вогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, второй компонент содержит двояковогнутую, двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а третий компонент - двояковыпуклую линзу и выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклой поверхностью к плоскости изображения, при этом показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол линз удовлетворяют следующим условиям: l,7<n₁<2,2; 1,7<n₂<2,2; 1,43<n₃<1,7; 1,7<n ₄<2,2; 1,7<n₅<2,2; 1,43<n₆ <1,7; 20<Y₁<40; 20<Y₂<40; 40<Y₃<95; 20<Y₄<40; 20<Y ₅<40; 40<Y₆<95; где

n₁ , n₂, n₃, n₄, n₅, n₆ - показатели преломления стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз;

Y₁, Y₂, Y₃, Y₄, Y ₅, Y₆ - коэффициенты дисперсии стекол соответственно первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой линз,

причем использовано стекло четырех марок, а показатели преломления и коэффициенты дисперсии стекол первой, второй и четвертой линз одинаковы.

2. Апохроматический объектив по п.1, отличающийся тем, что линзы второго компонента выполнены симметричными.