СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ БЛИЖНЕЙ ИК ОБЛАСТИ СПЕКТРА Российский патент 1998 года по МПК G02B13/14 G02B9/56 G02B11/22 

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

Известны конструкции объективов, например, выложенная заявка Японии N 58-196516 (A), кл. G 02 B 13/02, опублик. 16.11.83, выложенная заявка Японии N 2-304408 (A), кл. G 02 B 13/02, опублик.18.12.90.

Наиболее близким по технической сущности является объектив, описанный в выложенной заявке Японии N 55-124115 (A), кл. G 02 B 13/02, опублик. 25.09.80.

Объектив прототипа выполнен из следующих последовательно расположенных компонентов:
- первый компонент представляет собой положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету,
- второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету,
- третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,
- четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.

Имеют место следующие соотношения:


где f₁₂ - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
f₁₂₃ - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
f - фокусное расстояние всего объектива,
d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r₆ - второй радиус кривизны третьего компонента,
n₁ , n₂, n₃, n₄ - показатели преломления линз компонентов,
ν₁,ν₂,ν₃,ν₄ - коэффициент Аббе линз компонентов.

Данный объектив имеет малое относительное отверстие 1 : 2,8.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не меньше, чем 1 : 1,7 и угловым полем в пространстве предметов большем 11^o при хорошем качестве изображения по полю.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива для ближней ИК-области спектра, содержащего четыре компонента, при этом первый компонент представляет собой положительную выпуклоплоскую линзу, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательная плосковогнутая линза, четвертый компонент - двояковыпуклая линза, при этом соблюдены следующие соотношения:

где - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
- фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r₃, r₄ - радиусы кривизны второго компонента,
- фокусное расстояние четвертого компонента,
n₄ - показатель преломления линзы четвертого компонента,
f' - фокусное расстояние объектива.

В результате описанного выше конструктивного выполнения объектива увеличивается относительное отверстие до 1 : 1,6, угловое поле в пространстве предметов до 2 W = 16^o54' при длине оптической системы L = ∑ d + s′ = 43,2 + 22,32 = 65,32 мм = 1,086 f' и хорошем качестве изображения по полю (меридиональная и сагиттальная кривизна изображения 0,152 мм и (-0,053) мм, продольная сферическая абберация (-0,007) мм. Здесь ∑ d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе, s' - заданный отрезок,
На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива, на фиг.2 и 3 - графики аберраций объектива.

Светосильный объектив для ближней ИК-области спектра (фиг. 1) состоит из четырех компонентов, первый компонент - выпуклоплоская линза 1, второй компонент - положительный мениск 2, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - плосковогнутая линза 3, четвертый компонент - двояковыпуклая линза 4. Апертурная диафрагма расположена за третьим компонентом на расстоянии 5,4 мм от него, диаметр апертурной диафрагмы равен 18,2 мм. В объективе соблюдены следующие соотношения:
,
где - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
- фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r₃, r₄ - радиусы кривизны второго компонента,
- фокусное расстояние четвертого компонента,
n₄ - показатель преломления линзы четвертого компонента,
f' - фокусное расстояние объектива.

Светосильный объектив для ближней ИК-области спектра имеет фокусное расстояние f' = 60,13 мм, относительное отверстие 1 : 1,6, угловое поле в пространстве предметов 2 w = 16^o5', спектральный диапазон (0,68 - 0,78 - 0,9) мкм.

Продольная сферическая аберрация - (-0,007) мм
Меридиональная кривизна изображения - 0,152 мм
Сагиттальная кривизна изображения - (-0,052) мм
Объектив имеет конструктивные параметры, представленные в таблице.

Апертурная диафрагма расположена после линзы 3 на расстоянии 5,4 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 18,2 мм.

,
где - задний фокальный отрезок.

Использование: в ночных зрительных трубках. Сущность изобретения: объектив для ближней ИК-области спектра содержит четыре компонента, первый компонент - выпуклоплоская линза, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - плосковогнутая линза, четвертый компонент - двояковыпуклая линза, при этом соблюдены следующие соотношения:

где - фокусное расстояние первого, второго компонента, - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонента, d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе, r₃, r₄ - радиусы кривизны второго компонента, - фокусное расстояние четвертого компонента, n₄ - показатель преломления линзы четвертого компонента, f' - фокусное расстояние объектива. 3 ил., 1 табл.

Светосильный объектив для ближней ИК области спектра, содержащий четыре компонента, при этом первый компонент-положительная линза, второй компонент
положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательная линза, четвертый компонент положительная линза, отличающийся тем, что первый компонент выпуклоплоская линза, третий компонент - плосковогнутая линза, четвертый компонент двояковыпуклая линза, при этом имеют место следующие соотношения:

0,35f' < d₁ + d₂ + d₃ + d₄ + d₅ < 0,45f',
0,5 < r₃/r₄ < 0,65,


0,2f' < d₆ < 0,3f',
1,45 < n₄ < 1,53,
где фокусное расстояние первого и второго компонентов;
фокусное расстояние первого, второго и третьего компонентов;
d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, d₆ - толщины и воздушные промежутки в объективе;
r₃, r₄ радиусы кривизны второго компонента;
фокусное расстояние четвертого компонента;
n₄ показатель преломления линзы четвертого компонента,
f' фокусное расстояние объектива.