ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2002 года по МПК G02B9/64 G02B11/34 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к длиннофокусным линзовым объективам, и может быть применено в различных оптико-фотографических и оптико-электронных приборах для высокоразрешающего формирования изображения в широком спектральном диапазоне, в частности в панхроматической аэросъемочной и космической аппаратуре для исследования природных ресурсов Земли.

Известен объектив (а.с. СССР 226883, МПК G 02 В 11/34, опубл. в 1969 г. ), содержащий два компонента, первый из которых положительный, выполненный из склеенного и одиночного положительных менисков, второй - отрицательный, выполненный из последовательно установленных двух отрицательных и положительных линз.

Наиболее близким аналогом является фотографический объектив по а.с. СССР 788065, МПК G 02 В 11/34, опубл. в 1980 г. Он содержит два компонента, первый - положительный, состоящий из трех одиночных линз, первая из которых положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, вторая линза двояковыпуклая, а третья - двояковогнутая, второй компонент отрицательный, состоящий из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, двояковогнутой и двояковыпуклой линз и положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, причем все линзы выполнены из стекол с показателем преломления, превышающим 1,6.

Недостатком данного объектива является малый спектральный диапазон работы, а также большая величина дисторсии для угла поля зрения 2ω = 10^°, для фокусного расстояния f'=480 мм и относительного отверстия 1:n=1:6,3 и, как следствие, невозможность получения высокого качества изображения в спектральном диапазоне Δλ = (500-900) нм.

Задачей данного изобретения является создание высококачественного объектива при работе в широком спектральном диапазоне Δλ = (500-900) нм путем исправления вторичного спектра и повышения качества изображения.

Технический результат, обеспечивающий получение высокого качества в указанном диапазоне, достигается созданием фотографического объектива, содержащего два компонента, первый - положительный, состоящий из трех одиночных линз, первая из которых положительная, а из оставшихся одна положительная, а другая отрицательная, второй компонент - отрицательный, состоящий из четырех одиночных линз, первая из которых отрицательная, вторая - двояковогнутая, третья - двояковыпуклая и четвертая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, в отличие от известного в первом компоненте первая линза двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, а первая линза второго компонента двояковогнутая.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предлагаемого объектива.

Объектив содержит два компонента I и II. Компонент I состоит из двояковыпуклой линзы 1, отрицательного мениска 2 и положительного мениска 3, обращенных вогнутостью к изображению. Компонент II состоит из последовательно расположенных двояковогнутых линз 4 и 5, двояковыпуклой линзы 6 и положительного мениска 7, обращенного вогнутостью к предмету.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, которые формируют изображение предмета в плоскости изображения (не показана).

В соответствии с предложенным решением рассчитан фотографический объектив, имеющий следующие оптические характеристики:
1. фокусное расстояние - 480 мм;
2. относительное отверстие - 1:6,3;
3. угловое поле в пространстве предметов - 10^o;
4. дисторсия для края поля - 0,015%;
5. сферическая аберрация для края отверстия - 0,001 мм;
6. меридиональная кривизна для края поля - 0,007 мм;
7. сагиттальная кривизна для края поля - 0,01 мм;
8. значение коэффициента передачи модуляции (КПМ) на пространственной частоте 70 мм^-1 в пределах поля зрения - не ниже 0,6;
9. хроматическая аберрация увеличения во всем спектральном диапазоне от λ₁ = 500 нм до λ₂ = 900 нм - не более 0,001 мм.

Конструктивные параметры объектива представлены в таблице.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан фотографический объектив, обеспечивающий высокое качество изображения для широкого спектрального диапазона Δλ = 500-900 нм. Объектив при фокусном расстоянии f'=480 мм имеет вторичный спектр не более 0,06 мм в спектральном диапазоне Δλ = 500-900 нм.

Объектив можно отнести к классу систем с дифракционным качеством изображения и апохроматической коррекцией вторичного спектра.

Он состоит из достаточно толстых оптических элементов, что позволяет обеспечить вибро- и ударопрочность конструкции при использовании в аппаратуре дистанционного зондирования.

Фотографический объектив предназначен для высокоразрешающего формирования изображения в широком спектральном диапазоне в различных оптико-электронных приборах. Объектив состоит из двух компонентов. Первый компонент положительный, состоящий из трех одиночных линз, первая из которых двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Второй компонент - отрицательный, состоящий из четырех одиночных линз, первая и вторая из которых двояковогнутые, третья - двояковыпуклая и четвертая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Объектив обладает дифракционным качеством изображения в спектральном диапазоне Δλ = (500-900)нм и апохроматической коррекцией вторичного спектра. 1 ил., 1 табл.

Фотографический объектив, содержащий два компонента, первый - положительный, состоящий из трех одиночных линз, первая из которых положительная, а из оставшихся одна положительная, а другая отрицательная, второй компонент отрицательный, состоящий из четырех одиночных линз, первая из которых отрицательная, вторая - двояковогнутая, третья - двояковыпуклая, а четвертая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, отличающийся тем, что в первом компоненте первая линза двояковыпуклая, вторая - отрицательный, а третья - положительный мениски, обращенные вогнутостью к изображению, при этом первая линза второго компонента выполнена двояковогнутой.