Объектив светосильный широкоугольный

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных приборах с матричными приемниками излучения, например, в специальных объективах, применяемых в приборах ночного видения. Объектив светосильный широкоугольный содержит оптическую систему, состоящую из четырех компонентов, установленных по ходу движения луча. Первый, второй и третий компоненты представляют собой склеенные линзы, а четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Первая из склеенных линз - отрицательная линза, выполненная из положительного и отрицательного менисков и обращенная вогнутостью к изображению. Вторая из склеенных линз - вогнутовыпуклая линза, выполненная из двояковогнутой и двояковыпуклой линз. Третья из склеенных линз - двояковыпуклая линза, выполненная из двояковыпуклой и вогнутовыпуклой линз. Апертурная диафрагма установлена после первого компонента. Технический результат заключается в увеличении угла поля зрения светосильного широкоугольного объектива - не менее 50° при расширении спектрального диапазона до 500-1000 нм и увеличении относительного отверстия до 1:1,5. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Заявляемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных приборах с матричными приемниками излучения, например, в специальных объективах, применяемых в приборах ночного видения.

Известен объектив, по заявке Японии N 63-81414(А), кл. G02В 13/04, опубл. 12.04.88 г., который состоит из пяти линз и содержит следующие последовательно расположенные компоненты: первый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, пятый компонент - двояковыпуклая линза.

Недостатками данного устройства являются;

- недостаточное относительное отверстие объектива: 1: 1,65,

- недостаточное угловое поле зрения: 47°41,

- достаточно большая длина оптической системы.

Известен также светосильный объектив по патенту на изобретение RU 2178194 С1, опубл. 10.01.2002, который по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, состоящий из следующих последовательно расположенных по ходу луча компонентов:

- первый компонент-отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,

- второй компонент - двояковыпуклая линза,

- третий компонент - двояковогнутая линза,

- четвертый компонент - двояковыпуклая линза,

- пятый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Апертурная диафрагма расположена за второй линзой. Недостатками известного аналога являются:

- широкоугольный светосильный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:2,

- недостаточное для решения поставленных задач угловое поле зрения 48°24,

- относительно большая длина оптической системы.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является создание компактного светосильного широкоугольного объектива с увеличенным полем зрения при одновременном хорошем качестве изображения в центре и на краю поля зрения.

Технический результат заключается в увеличении угла поля зрения светосильного широкоугольного объектива - не менее 50° при расширении спектрального диапазона до 500-1000 нм и увеличении относительного отверстия до 1:1,5.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве светосильного широкоугольного объектива, содержащего оптическую систему из четырех компонентов, установленных по ходу движения луча

- первый, второй и третий компоненты представляют собой склеенные линзы,

- первая из склеенных линз - отрицательная линза выполненная из положительного и отрицательного менисков и обращенная вогнутостью к изображению,

- вторая из склеенных линз - вогнутовыпуклая линза выполнена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз,

- третья из склеенных линз-двояковыпуклая линза выполнена из двояковыпуклой и вогнутовыпуклой линз,

- четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету,

- апертурная диафрагма установлена после первого компонента.

В устройстве объектива новое компоновочное решение позволило существенно уменьшить фокусное расстояние, обеспечив при этом увеличение угла поля зрения и относительного отверстия.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная оптическая схема светосильного широкоугольного объектива.

Оптическая схема объектива состоит из последовательно установленных четырех компонентов. Первый компонент - обращенная вогнутостью к изображению выпукловогнутая склеенная линза 1, состоящая из положительного мениска (стекло ЛКЗ) и отрицательного мениска (стекло ТФ5). Второй компонент - вогнутовыпуклая склеенная линза 2, состоящая из двояковогнутой линзы (стекло ТФ5) и двояковыпуклой линзы (стекло СТК19). Третий компонент - двояковыпуклая склеенная линза 3, состоящая из двояковыпуклой линзы (стекло СТК19) и вогнутовыпуклой линзы (стекло ТФ5). Четвертый компонент - обращенный выпуклостью к предмету одиночный положительный мениск 4 из стекла ТФ3. Апертурная диафрагма 5 диаметром 7.3 мм установлена за первым компонентом - выпукловогнутой склеенной линзой 1 на расстоянии 6,37 мм от нее.

Характеристики рассчитанной оптической системы:

- фокусное расстояние f=9.4 мм;

- задний фокальный отрезок мм;

- поле зрения 2 w=50°;

- диаметр входного зрачка d=6 мм;

- коэффициент полихроматической частотно - контрастной характеристики для точки на оси - ЧКХ на 50 л/мм - 0.5, на 60 л/мм - 0.4, на 70 л/мм - 0.3;

- спектральный диапазон =0.5 1.0 мкм.

Работает объектив следующим образом.

Параллельные пучки света от бесконечно удаленного предмета попадают в объектив, проходят последовательно через линзу 1, отверстие апертурной диафрагмы, далее через линзы 2, 3, 4, формирующие изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения матричного типа (не показан).

Предлагаемое техническое решение позволяет оптимизировать оптическую схему для формирования хорошего качества изображения по всему полю зрения, увеличены светосила-до 1:1,5 и угловое поле - до 50°. Массогабаритные размеры изделия значительно уменьшились.

В настоящее время изготовлены опытные образцы, которые успешно прошли испытания.

1. Объектив светосильный широкоугольный, содержащий оптическую систему, состоящую, по меньшей мере, из трех компонентов, установленных по ходу движения луча, отличающийся тем, что первый, второй и третий компоненты представляют собой склеенные линзы, первая из которых - отрицательная линза, обращенная вогнутостью к изображению, вторая - вогнуто-выпуклая линза, третья - двояковыпуклая линза, а четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, причем апертурная диафрагма установлена после первого компонента.

2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что склеенная отрицательная линза выполнена из положительного и отрицательного менисков.

3. Объектив по п.1, отличающийся тем, что склеенная вогнуто-выпуклая линза выполнена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз.

4. Объектив по п.1, отличающийся тем, что склеенная двояковыпуклая линза выполнена из двояковыпуклой и вогнуто-выпуклой линз.