ОБЪЕКТИВ С ДИСКРЕТНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G02B15/02 G02B9/64 

Изобретение относится к оптическому приспособлению и может быть использовано в телевизионных системах.

Известны объективы с дискретным изменением фокусного расстояния (патент ФРГ N 2710471, кл. G 02 D 15/08, 1980; патент США N 4253736, кл. G 02 B 15/12, 1981).

Наиболее близким является объектив (авт.св. СССР N 1615660, кл. G 02 B 15/12, 1990), содержащий неподвижные первый и второй компоненты и установленные с возможностью ввода и вывода из оптической системы третий и четвертый компоненты, причем первый компонент положительный, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, склеенных между собой, и положительной линзы, второй компонент отрицательный, состоящий из двух линз - отрицательной и двояковыпуклой, склеенных между собой, третий компонент отрицательный, состоящий из склеенных положительной и двояковогнутой линз, четвертый компонент положительный, состоящий из положительной, отрицательной и двояковыпуклой линз. Данный объектив имеет неудовлетворительное качество изображения и обеспечивает получение двух фокусных расстояний.

Задачей заявляемого изобретения является создание объектива с повышенными эксплуатационными свойствами.

Технический результат - дискретное изменение фокусного расстояния объектива, обеспечение трех его значений при улучшенном по сравнению с прототипом качестве изображения. Частотно-контрастная характеристика на пространственной частоте 45 мм^-1 равна:
для фокусного расстояния f' ≅ 500 мм
для центра поля - 0,73
для края поля - 0,5
для фокусного расстояния f' ≅ 200 мм
для центра поля - 0,78
для края поля - 0,78
для фокусного расстояния f' ≅ 70 мм
для центра поля - 0,74
для края поля - 0,62
Для этого в объективе, содержащем неподвижные первый и второй компоненты и установленные с возможностью ввода и вывода из оптической системы третий и четвертый компоненты, причем первый компонент положительный, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, склеенных между собой, и положительной линзы, второй компонент, состоящий из двух линз-отрицательной и двояковыпуклой, склеенных между собой, третий компонент отрицательный, состоящий из склеенных положительной и двояковогнутой линз, четвертый компонент положительный, состоящий из положительной, отрицательной и двояковогнутой линз, в отличие от известного положительная линза в первом компоненте выполнена из склеенных двояковыпуклой и двояковогнутой линз, во втором положительном компоненте первой расположена двояковыпуклая линза, а отрицательная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и добавлена вторая склеенная линза, состоящая из отрицательного и положительного менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а третий и четвертый компоненты выполнены различными для двух фокусных расстояний, причем объектив имеет три фокусных расстояния, для одного фокусного расстояния в третьем компоненте положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, в четвертом компоненте положительная линза выполнена в виде двояковыпуклой и склеена с отрицательной, выполненной в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а для другого фокусного расстояния в третьем компоненте первой расположена двояковогнутая линза, а положительная выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и добавлен одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а в четвертом компоненте первая линза выполнена склеенной из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а за двояковыпуклой линзой расположена дополнительная склейка, состоящая из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

На фиг. 1 дана оптическая схема объектива; на фиг. 2, 3 - графики аберраций объектива с f' = 500,5 мм; на фиг. 4, 5 - графики аберраций объектива с f' = 200,1 мм; на фиг. 6, 7 - графики аберраций объектива с f' = 70,1 мм.

На фиг. 1 представлена оптическая схема объектива с дискретным изменением фокусного расстояния, содержащего неподвижные первый и второй компоненты и установленные с возможностью ввода и вывода из оптической системы третий и четвертый компоненты. Первый компонент положительный и состоит из склеенных между собой двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, а также двояковыпуклой линзы 3, склеенной с двояковогнутой линзой 4.

Второй компонент - положительный, состоит из двояковыпуклой линзы 5 и отрицательного мениска 6, обращенного вогнутостью к предмету, склеенных между собой, а также из отрицательного мениска 7 и положительного мениска 8, обращенных вогнутостью к предмету и склеенных между собой.

Третий и четвертый компоненты выполнены различными для двух фокусных расстояний, причем объектив имеет три фокусных расстояния. Для одного фокусного расстояния третий компонент состоит из положительного мениска 9, обращенного вогнутостью к предмету, склеенного с двояковогнутой линзой 10. Четвертый компонент состоит из двояковыпуклой линзы 11, склеенной с отрицательным мениском 12, обращенным вогнутостью к предмету, и одиночной положительной линзы 13. Для другого фокусного расстояния третий компонент состоит из двояковогнутой линзы 14, склеенной с положительным мениском 15, обращенным выпуклостью к предмету, и одиночного отрицательного мениска 16, обращенного вогнутостью к предмету.

Четвертый компонент состоит из положительного 17 и отрицательного 18 менисков, обращенных вогнутостью к предмету и склеенных между собой, одиночной и положительной линзы 19 и склеенных между собой положительной 20 и отрицательной 21 линз.

Оптические характеристики объектива даны в табл. 1.

Значения частотно-контрастной характеристики для трех фокусных расстояний объектива приведены в табл. 2.

Распределение актиничного потока приведено в табл. 3
В табл. 4 - 6 даны конструктивные данные.

Объектив работает следующим образом.

Первое фокусное расстояние - 500,5 мм образуют первый и второй неподвижные компоненты 1 - 8. Второе фокусное расстояние - 200,1 мм образуют первый и второй неподвижные компоненты 1 - 8 и подвижные третий и четвертый компоненты 9 - 13. Третье фокусное расстояние - 70,1 мм образуют неподвижные первый и второй компоненты 1 - 8 и третий и четвертый компоненты 14 - 21, установленные с возможностью ввода и вывода их из оптической схемы.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в телевизионных системах. В объективе обеспечено дискретное изменение фокусного расстояния и получение трех его значений за счет выполнения первого и второго компонентов неподвижными, а третьего и четвертого - различной конструкции для различных значений фокусного расстояния объектива и подвижными (с возможностью ввода и вывода из оптической схемы). Первое фокусное расстояние - 500,5 мм образуют первый и второй неподвижные компоненты 1 - 8. Второе фокусное расстояние - 200,1 мм образуют первый и второй неподвижные компоненты 1 - 8 и подвижные третий и четвертый компоненты 9 - 13. Третье фокусное расстояние - 70,1 мм образуют неподвижные первый и второй компоненты 1 - 8 и третий и четвертый компоненты 14 - 21, установленные с возможностью ввода и вывода их из оптической схемы. 6 табл, 7 ил.

Объектив с дискретным изменением фокусного расстояния, содержащий четыре компонента, первый и четвертый из которых - положительные, а третий - отрицательный, при этом третий и четвертый компоненты установлены с возможностью ввода и вывода из оптической системы, причем первый компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, склеенных между собой, и положительной линзы, второй компонент состоит из склеенных между собой отрицательной и двояковыпуклой линз, третий компонент состоит из склеенных положительной и двояковогнутой линз, четвертый компонент состоит из положительной, отрицательной, двояковыпуклой линз, отличающийся тем, что объектив имеет три фокусных расстояния, положительная линза в первом компоненте выполнена из склеенных двояковыпуклой и двояковогнутой линз, во втором положительном компоненте первой расположена двояковыпуклая линза, а отрицательная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, и введена вторая склеенная линза, состоящая из отрицательного и положительного менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а третий и четвертый компоненты выполнены различными для двух фокусных расстояний, причем для одного фокусного расстояния в третьем компоненте положительная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, в четвертом компоненте положительная линза выполнена в видедвояковыпуклой и склеена с отpицательной, выполненной в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а для другого фокусного расстояния в третьем компоненте первой расположена двояковогнутая линза, а положительная выполнена в виде двояковыпуклой и склеена с отрицательной, выполненной в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и добавлен одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, а в четвертом компоненте первая линза выполнена склеенной из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а за двояковыпуклой линзой расположена дополнительная склейка, состоящая из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.