Светосильный объектив
Светосильный объектив содержит четыре компонента. Первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. При этом имеют место соотношения, связывающие между собой фокусные расстояния объектива и его компонентов, толщины компонентов, воздушные промежутки, радиусы кривизны и показатели преломления компонентов. Обеспечивается создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,7 и угловым полем более 20o при одновременном хорошем качестве изображения по полю. 3 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам телескопических систем наблюдательных оптических приборов для инфракрасных лучей, и может быть использовано в приборах ночного видения.
Известны четырехлинзовые объективы, описанные, например, в выложенной заявке Японии N 58-196516 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 16.11.83 г., выложенной заявке Японии N 2-304408 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 18.12.90 г. Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии B 55-124115 (A), кл. G 02 B 13/02, опубл. 25.09.80 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты: - первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, - третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, - четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Имеют место следующие соотношения: 0,35f < f12 < 0,4f 0,2f < d1 + d2 + d3 + d4 + d5 < 0,25f 0,19f < r6 < 0,21f (I) 1,35f < f123 < 1,46f 0,27f < d6 < 0,32f (II) n1, n2 > 1,6 n3 n4 > 1,7![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
где f - фокусное расстояние объектива;
f12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов;
f123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов;
d1, d2, d3, d4, d5, d6 - толщины и воздушные промежутки в объективе;
r6 - второй радиус кривизны третьего компонента;
n1, n2, n3, n4 - показатели преломления материала линз;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
0,55f' < f'12 < 0,7f';
5,5f' < f'123 < 7f';
0,4f' < d1 + d2 + d3 + d4 + d5 < 0,6f';
0,5f' < f'4 < 0,65f';
0,2f' < d6 < 0,3f';
0,5 < r3/r4 < 0,65;
0,2f' < r6 < 0,3f';
1,58 < n1 = n2 = n4 < 1,65,
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов;
f'123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов;
f'4 - фокусное расстояние четвертого компонента;
d1, d2, d3, d4, d5, d6 - толщины и воздушные промежутки в объективе;
r3, r4 - радиусы кривизны второго компонента;
r6 - второй радиус кривизны третьего компонента;
n1, n2, n4 - показатели преломления линз первого, второго и четвертого компонентов. На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива; на фиг. 2 и 3 - графики аберраций объектива. Объектив (фиг. 1) содержит последовательно расположенные по ходу луча четыре компонента, первый 1 и второй 2 из которых - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, третий компонент 3 - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент 4 - двояковыпуклая линза. Апертурная диафрагма расположена за третьим компонентом на расстоянии 1,6 мм от него. Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3 и 4 и образует изображение объекта в плоскости наилучшей установки объектива, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив со следующими конструктивными данными, мм:
фокусное расстояние объектива - f' = 17,98
фокусное расстояние первого компонента - f'1 = 20,14
фокусное расстояние второго компонента - f'2 = 26,24
фокусное расстояние третьего компонента - f'3 = 6,63
фокусное расстояние четвертого компонента - f'4 = 10,01
фокусное расстояние первого, второго компонентов - f'12 = 11,58
фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов - f'123 = 111,97
задний фокальный отрезок - S'F' = 7,374
В объективе соблюдены следующие соотношения:
0,55
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
0,4
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
0,5 < r3/r4 =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/29/298000.gif)
5,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
0,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
0,2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
0,2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
1,58 < n1 = n2 = n4 =1,60696 < 1,65. Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики:
относительное отверстие = 1 : 1,6
угловое поле в пространстве предметов = 2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
спектральный диапазон (0,6...0,75...1,0) мкм
линейное поле изображения 2y' = 8 мм
длина оптической системы
L =
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
S' - задний отрезок;
продольная сферическая аберрация - (-0,0015) мм
меридиональная кривизна изображения - 0,020 мм
сагиттальная кривизна изображения - (-0,027) мм
дисторсия - (-2,9)%
диаметр апертурной диафрагмы равен - 5,68 мм
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: увеличено относительное отверстие объектива до 1: 1,6 при угловом поле в пространстве предметов 2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
продольная сферическая аберрация - (-0,0015) мм
меридиональная кривизна изображения - 0,020 мм
сагиттальная кривизна изображения - (-0,027) мм
дисторсия - (-2,9)%к
Формула изобретения
0,55 f' < f'12 < 0,7 f';
5,5 f' < f'123 < 7 f';
0,4 f' < d1 + d2 + d3 + d4 + d5 < 0,6f';
0,5 f' < f'4 < 0,65 f';
0,2 f' < d6 < 0,3 f' ;
0,5 < r3/r4 < 0,65;
0,2 f' < r6 < 0,3 f';
1,58 < n1 = n2 = n4 < 1,65,
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
f'123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
f'4 - фокусное расстояние четвертого компонента,
d1, d2, d3, d4, d5, d6 - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r3, r4 - радиусы кривизны второго компонента,
r6 - второй радиус кривизны третьего компонента,
n1, n2, n4 - показатели преломления линз первого, второго и четвертого компонентов.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 24.12.2008
Дата публикации: 10.05.2011