ТЕЛЕОБЪЕКТИВ С ДИСКРЕТНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G02B15/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с дискретным изменением фокусного расстояния, предназначенным для работы в наблюдательных приборах с телевизионными приемниками.

Известны оптические схемы объективов с диксретным изменением фокусного расстояния, содержащие неподвижные внешние компоненты и вводимые в ход лучей внутренние компоненты, например объектив по а.с. СССР N 277306, кл. G 02 B 15/04, 1970.

Использование такой оптической схемы не позволяет получить необходимые габаритные характеристики, а именно уменьшенную длину оптической системы и большой задний фокальный отрезок.

Известен объектив, являющийся наиболее близким к заявляемому [1] Оптическая схема состоит из неподвижных первого и четвертого компонентов, первый из которых содержит двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый компонент выполнен из двояковыпуклой линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и положительной менискообразной линзы, склеенной из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Внутренняя часть объектива, вводимая в ход лучей для обеспечения малого фокусного расстояния, состоит из отрицательного компонента, выполненного из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью друг к другу, и положительного компонента, состоящего из положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и двояковыпуклой линзы, склеенной из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, при этом фокусные расстояния компонентов находятся в следующих интервалах f₁' (1,8 2,0)f_экв'; f₂' -(0,4 0,5)f_экв'; f₃' (0,5 0,6)f_экв'; f₁'/ f₄' (2,0 2,5), f_экв' максимальное значение фокусного расстояния телеобъектива.

Данный объектив имеет длину оптической части l_опт 1,54f_экв', при этом коэффициент укорочения К_у 0,55, а задний фокальный отрезок f_o' 0,27f_экв'.

Для создания малогабаритных наблюдательных приборов с телевизионными приемниками необходим объектив с короткой длиной оптической части и большим фокальным отрезком, позволяющим разместить зеркало для излома оптической оси.

Целью изобретения является уменьшение продольных габаритов объектива и увеличение заднего фокального отрезка при сохранении высокого качества изображения в широком спектральном интервале.

Цель достигается тем, что в телеобъективе с дискретным изменением фокусного расстояния, содержащем четыре компонента, первый и четвертый из которых неподвижные внешние, второй и третий внутренние, установленные с возможностью вывода из хода лучей, при этом первый компонент положительный и выполнен из двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, второй компонент выполнен из мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, и отрицательной линзы, третий компонент выполнен в виде мениска и положительной линзы, склеенной из положительной и отрицательной линз, и четвертый компонент, выполненный в виде положительной линзы, отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, и мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, перед двояковыпуклой линзой первого компонента введен положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, отрицательная линза выполнена двояковогнутой, во втором компоненте мениск выполнен положительным, а отрицательная линза выполнена двояковогнутой и склеена с мениском, в третьем компоненте мениск выполнен отрицательным, обращенным вогнутостью к пространству изображений и склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а в положительной склеенной линзе отрицательная линза расположена перед положительной, четвертый компонент выполнен отрицательным и в нем положительная линза выполнена в виде мениска и склеена с отрицательным мениском, а мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, выполнен одиночным и отрицательным, причем фокусные расстояния компонентов соответствуют соотношениям: f₁' (0,7 0,9)f_экв'; f₂' -(0,1 0,2)f_экв'; f₃' (0,15 0,25)f_экв'; f₁'/f₄' (0,45 0,55), где f_экв' максимальное фокусное расстояние объектива;
f₁', f₂', f₃', f₄' фокусные расстояния первого, второго, третьего и четвертого компонентов соответственно.

На фиг. 1, 2 представлена принципиальная схема предлагаемого телеобъектива с дискретным изменением фокусного расстояния. Объектив состоит из четырех компонентов 1-4. Неподвижный положительный компонент 1 состоит из положительного мениска 5, обращенного вогнутостью к изображению, двояковыпуклой линзы 6, двяковогнутой линзы 7 и положительного мениска 8, обращенного вогнутостью к изображению. Отрицательный компонент 2 склеен из положительного мениска 9, обращенного выпуклостью к изображению, и двояковогнутой линзы 10. Положительный компонент 3 выполнен в виде отрицательной менискообразной линзы, склеенной из двояковыпуклой линзы 11 и двояковогнутой линзы 12, и двояковыпуклой линзы, склеенной из отрицательного мениска 13, обращенного вогнутостью к изображению, и двояковыпуклой линзы 14. Неподвижный компонент 4 выполнен из отрицательной менискообразной линзы, склеенной из положительного мениска 15 и отрицательного мениска 16, обращенных выпуклостью к изображению, и отрицательного мениска 17, обращенного вогнутостью к изображению.

Компоненты 2 и 3 установлены с возможностью вывода из хода лучей. Конструктивные параметры телеобъектива даны в таблице.

Фокусные расстояния компонентов соответствуют соотношениям: f₁' 0,84f_экв'; f₂' -0,16f_экв'; f₃' 0,2f_экв'; f₁'/f₄' -0,52, где f_экв' максимальное фокусное расстояние телеобъектива.

При соотношениях фокусных расстояний l_опт 0,5f_экв' телеобъектив с выведенными компонентами 2 и 3 имеет фокусное расстояние 543 мм, угловое поле 2^o38', относительное отверстие 1:5,4, задний фокальный отрезок S_F' 166,95 мм. Для обеспечения фокусного расстояния 137 мм поле зрения 10^o31', относительное отверстие 1:5,5 в ход лучей вводятся компоненты 2 и 3. Оба объектива работают в спектральном интервале λ₁ 650 нм, λ₂= 1060 нм для основной длины волны λ_о 800 нм. Выполнение линз в указанной совокупности и их рациональное размещение вдоль оптической оси позволяют получить изображение высокого качества для двух значений фокусного расстояния в широком спектральном интервале, уменьшить оптическую длину объектива и увеличить задний фокальный отрезок. Телеобъектив с дискретным изменением фокусного расстояния может быть использован при создании малогабаритных телеобъективов с большим коэффициентом укорочения (К_у > 1) с высоким качеством изображения в широком спектральном диапазоне.

Использование: в оптическом приборостроении, а именно в наблюдательных приборах с телевизионными приемниками. Сущность изобретения: с целью уменьшения продольных габаритов объектива и увеличения заднего фокального отрезка при сохранении высокого качества изображения в широком спектральном интервале объектив состоит из четырех компонентов, из неподвижных положительного первого и четвертого отрицательного компонентов и установленных с возможностью ввода в код лучей второго отрицательного и третьего положительного компонентов. При этом положительный неподвижный компонент выполнен из положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, двояковыпуклой линзы, двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Второй отрицательный компонент представляет собой двусклеенную линзу из положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и двояковогнутой линзы, третий компонент содержит отрицательную менискообразную линзу, обращенную вогнутостью к изображению, склеенную из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, и двояковыпуклой линзы, а неподвижный отрицательный четвертый компонент выполнен из склеенных положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью к изображению, и одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, причем фокусные расстояния компонентов соответствуют соотношениям приведенным в описании. 2 ил., 2 табл.

ТЕЛЕОБЪЕКТИВ С ДИСКРЕТНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ, содержащий четыре компонента, первый и четвертый из которых неподвижные внешние, второй и третий внутренние, установленные с возможностью вывода из хода лучей, при этом первый компонент положительный и выполнен в виде двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, и отрицательной линзы, третий компонент выполнен в виде мениска и положительной линзы, склеенной из положительной и отрицательной линз, и четвертый компонент, выполненный в виде положительной линзы, отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, и мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, отличающийся тем, что в нем перед двояковыпуклой линзой первого компонента введен положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, отрицательная линза выполнена двояковогнутой, во втором компоненте мениск выполнен положительным, а отрицательная линза выполнена двояковогнутой и склеена с мениском, в третьем компоненте мениск выполнен отрицательным, обращенным вогнутостью к пространству изображений и склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а в положительной склеенной линзе отрицательная линза расположена перед положительной, четвертый компонент выполнен отрицательным и в нем положительная линза выполнена в виде мениска и склеена с отрицательным мениском, а мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, выполнен одиночным и отрицательным, при этом фокусные расстояния компонентов соответствуют соотношениям
где максимальное фокусное расстояние телеобъектива;
фокусные расстояния первого, второго, третьего и четвертого компонентов соответственно.