Светосильный объектив
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах ночного видения. Светосильный объектив содержит пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - плоско-выпуклая линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза. При этом имеют место соотношения, связывающие 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, угловым полем в пространстве предметов более 47° при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. 1 табл., 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам и может быть использовано в приборах ночного видения, в частности, работающих с ПЗС-приемниками.
Известны объективы, описанные, например, в выложенной заявке Японии N 64-61714(А) кл. G 02 В 13/04, опубл. 8.03.89, выложенной заявке Японии N 63-70817 (A), кл. G 02 В 13/16, опубл. 31.03.88. Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в выложенной заявке Японии N 63-81414 (A), кл. G 02 В 13/04, опубл. 12.04.88. Он 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. Имеют место следующие соотношения: t 0,4f < d4 < f, 50 < V1, 30 > V2, 30 > V3,50 < (V4 + V5)/2,
1,65 < (n4 + n5)/2,
где f - фокусное расстояние объектива,
d4 - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами,
V1, V2, V3, V4, V5 - коэффициенты Аббе материалов линз компонентов,
n4, n5 - показатели преломления материалов линз четвертого и пятого компонентов,
Данный объектив имеет относительное отверстие 1: 1,65, угловое поле зрения 2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301147.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301148.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301149.gif)
при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива, содержащего пять компонентов, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительная линза, пятый компонент - двояковыпуклая линза, в отличие от известного, в объективе четвертый компонент выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, при этом имеют место следующие соотношения:
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301150.gif)
0,8 < f'2/f' < 1,5,
0,3 < d2/f' < 0,42,
0,3 < d4/f' < 0,5,
0,7 < r3/f' < 1,2,
50 < V2,
1,6 < (n4 + n5)/2 < 1,65
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'1, f'2 - фокусное расстояние первого и второго компонентов,
d2 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами,
d4 - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами,
r3 - радиус кривизны линзы второго компонента,
V2 - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента,
n4, n5 - показатели преломления материна линз четвертого и пятого 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 пять компонентов, первый из которых состоит из отрицательного мениска 1, обращенного вогнутостью к предмету, второй двояковыпуклая линза 2, третий компонент - двояковогнутая линза 3, четвертый компонент - плоско-выпуклая линза 4, пятый - двояковыпуклая линза 5. Апертурная диафрагма расположена за вторым компонентом. Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3, 4 и 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив со следующими конструктивными данными:
фокусное расстояние объектива f' = 7,04 мм
фокусное расстояние первого компонента f'1 = -10,61 мм
фокусное расстояние второго компонента f'2 = 7,09 мм
фокусное расстояние третьего компонента f'3 = -5,24 мм
фокусное расстояние четвертого компонента f'4 = 8,94 мм
фокусное расстояние пятого компонента f'5 = 10,5 мм
задний фокальный отрезок
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301151.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301152.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301153.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301154.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301155.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301156.gif)
50 < V2 = 52,62,
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301157.gif)
Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1: 1,68; угловое поле в пространстве предметов 2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
L =
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/697.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/697.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
S' - задний отрезок;
продольная сферическая аберрация (по зоне) (- 0,030) мм; меридиональная кривизна изображения 7 (- 0,208) мм; сагиттальная кривизна изображения (- 0,139) мм. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 1,4 мм от второй линзы, диаметр апертурной диафрагмы равен 4,64 мм. Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: длина оптической системы предложенного объектива L =
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/697.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/697.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/301158.gif)
0,8 < f'2 / f' < 1,5
0,3 < d2 / f' < 0,42
0,3 < d4 / f' < 0,5
0,7 < r3 / f' < 1,2
50 < V2
1,6 < (n4 + n5) / 2 < 1,65
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'1, f'2 - фокусное расстояние первого и второго компонентов;
d2 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами;
d4 - воздушный промежуток между вторым и третьим компонентами;
r3 - радиус кривизны линзы второго компонента;
V2 - коэффициент Аббе материала линзы второго компонента;
n4, n5 - показатели преломления материала линз четвертого и пятого 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: 31.12.2008
Дата публикации: 10.05.2011