СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ БЛИЖНЕЙ ИК ОБЛАСТИ СПЕКТРА Российский патент 1998 года по МПК G02B13/14 G02B9/16 G02B11/08 

Изобретение относится к специальным объективам и может использоваться в ночных зрительных трубках.

Известны конструкции светосильных объективов, например, выложенная заявка Японии N 3-59511 (А), кл. G 02 B 25/00, опублик. 14.03.91, выложенная заявка Японии N 60-64313 (А), кл. G 02 B 9/16, опублик. 12.04.85, выложенная заявка Японки N 52-71253 (А) 104A412, опублик. 14.06.77.

Наиболее близким по технической сущности является объектив, описанный в акцептованной заявке Японии N 60-49288 (B2), кл.G 02 B 13/00, опублик. 1.11.85.

Объектив прототипа выполнен из следующих последовательно расположенных компонентов и линз в них:
- первый компонент - из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету;
- второй компонент - из положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету.

Имеют место следующие соотношения:
-1,65f < r₃ < -1,00f, (1),
0,42f < r₅ < 0,56f, (2),
f₃ < 0,8f (3),
где r₃ - первый радиус второй линзы I компонента,
r₅ - первый радиус линзы II компонента,
f₃ - фокусное расстояние линзы II компонента,
f - фокусное расстояние всего объектива.

Данный объектив имеет малое угловое поле в пространстве предметов 2σ = 2^°4′ и большую длину оптической системы 1,9f.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с угловым полем в пространстве предметов больше 11^oC и длиной оптической системы до 1,5f' при хорошем качестве изображения.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива для ближней ИК-области спектра, содержащего два компонента, при этом первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент представляет собой положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, на первой поверхности которого нанесена асферическая поверхность, при этом соблюдены следующие соотношения:

где - фокусные расстояния первой и второй линз I компонента,
f' - фокусное расстояние всего объектива,
d₄ - воздушный промежуток между I и II компонентами,
n₃ - показатель преломления линзы II компонента,
r₃, r₄, r₆ - радиусы кривизны сферических поверхностей второй линзы I компонента и второй поверхности линзы II компонента,
r₅ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности линзы II компонента.

В результате описанного выше конструктивного выполнения объектива увеличивается угловое поле в пространстве предметов до 12^o3', длина оптической системы уменьшается до 1,35f' (вместо 1,92f' в прототипе) при высоком относительном отверстии 1:1,6 и хорошем качестве изображения по полю (сагиттальная и меридиональная кривизна на краю поля изображения порядка -0,21 мм и 0,2 мм, продольная сферическая аберрация на зоне -0,007 мм).

На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива; на фиг. 2, 3 - графики аберраций объектива.

Светосильный объектив для ближней ИК-области спектра (фиг.1) состоит из двух компонентов, первый компонент состоит из двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, второй компонент состоит из положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к предмету, на первой поверхности которого нанесена асферическая поверхность. Апертурная диафрагма расположена за линзой 2 на расстоянии 18,8 мм от нее, диаметр ее равен 36,7 мм.

В объективе соблюдены следующие соотношения:

где - фокусные расстояния первой и второй линз I компонента,
f' - фокусное расстояние всего объектива,
d₄ - воздушный промежуток между I и II компонентами,
n₃ - показатель преломления линзы II компонента,
r₃, r₄, r₆ - радиусы кривизны сферических поверхностей второй линзы I компонента и второй поверхности линзы II компонента,
r₅ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности линз II компонента.

Светосильный объектив для ближней ИК-области спектра имеет фокусное расстояние f' = 84,89 мм, относительное отверстие 1: 1,6, угловое поле в пространстве предметов 12^o3', спектральный диапазон (0,78 - 0,52 - 0,9) мкм,
продольная сферическая аберрация - (-0,007) мм,
меридиональная кривизна изображения - (-0,214) мм,
сагиттальная кривизна изображения - 0,203 мм.

Объектив имеет конструктивные параметры, представленные в таблице.

Уравнение асферической поверхности:
y² + z² - 73,611291x - 1,2762435x² + 1,2889887x³ - 0,57702149x⁴ + 0,09174878x⁵ = 0
Апертурная диафрагма расположена после линзы 2 на расстоянии 18,8 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы 36,7 мм

где S'_F' - задний фокальный отрезок;
- расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки;
- фокусные расстояния линз.

Использование: в ночных зрительных трубах. Сущность изобретения: объектив для ближней ИК-области спектра содержит два компонента, первый компонент - двояковыпуклая и двояковогнутая линзы, второй компонент - положительный мениск, направленный выпуклостью к предмету, первая поверхность которого - асферическая, при этом соблюдены следующие соотношения:

где - фокусные расстояния первой и второй линз I компонента,
f' - фокусное расстояние всего объектива,
d₄ - воздушный промежуток между I и II компонентами,
n₃ - показатель преломления линзы II компонента,
r₃, r₄, r₆ - радиусы кривизны сферических поверхностей второй линзы I компонента и второй поверхности линзы II компонента,
r₅ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности линзы II компонента. 3 ил., 1 табл.

Светосильный объектив для ближней ИК области спектра, содержащий два компонента, при этом первый компонент состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, второй компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, отличающийся тем, что в первом компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой и первая поверхность линзы второго компонента выполнена асферической, при этом имеют место следующие соотношения:


0,15 < |r₃|/r₄ < 0,35,
0,1 < r₅ / r₆ < 0,3 (4),
0,5 < d₄ / f' < 0,75 (5),
1,45 < n₃ < 1,53 (6),
где фокусные расстояния первой и второй линз первого компонента;
f' фокусное расстояние всего объектива;
d₄ толщина воздушного промежутка между первым и вторым компонентами;
n₃ показатель преломления линзы второго компонента;
r₃, r₄, r₆ радиусы кривизны сферических поверхностей второй линзы первого компонента и второй поверхности линзы второго компонента;
r₅ радиус кривизны при вершине асферической поверхности линзы второго компонента.