СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2002 года по МПК G02B9/20 G02B11/12 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных приборах.

Известен светосильный четырехлинзовый объектив [1], но он имеет недостаточное относительное отверстие 1:3,5.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является светосильный объектив для ближней ИК-области спектра [2], содержащий четыре линзы, первая из которых выпуклоплоская, обращенная плоскостью к изображению, вторая - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третья - плосковогнутая линза, обращенная плоскостью к предмету, четвертая - двояковыпуклая линза. Причем все линзы - одиночные.

Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:1,6 и недостаточную технологичность, так как все линзы объектива одиночные (отсутствуют склейки), это ужесточает требования к точности выполнения оптических поверхностей при децентрировке и сборке всего объектива; кроме того, просветляющее покрытие необходимо наносить на все поверхности.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием 1:1,1 с высоким качеством изображения и с повышенной технологичностью.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного объектива, содержащего последовательно расположенные положительную линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, отрицательную линзу и двояковыпуклую линзу, в котором в отличие от известного первая линза - двояковыпуклая, третья - двояковогнутая и, кроме того, третья и четвертая линзы склеены друг с другом.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива.

Светосильный объектив состоит из четырех линз, первая - двояковыпуклая линза 1, вторая - положительный мениск 2, обращенный выпуклостью к предмету, третья - двояковогнутая линза 3, четвертая - двояковыпуклая линза 4. Причем 3 и 4 линзы склеенные.

В объективе входной зрачок совпадает с первой поверхностью.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан). За объективом может находиться защитное стекло в виде плоскопараллельной пластины. Между пластиной и объективом может находиться светофильтр в виде плоскопараллельной пластины, причем защитное стекло и светофильтр могут находиться в оптической схеме вместе или по отдельности независимо друг от друга.

Светосильный объектив может также работать в качестве объектива коллиматора в обратном ходе лучей с конечного расстояния с расположением линз по ходу лучей под номерами 4, 3, 2, 1.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный вариант светосильного объектива для спектрального диапазона от 480 нм до 660 нм. Конструктивные параметры приведены в таблице.

Характеристики рассчитанного объектива:
фокусное расстояние объектива 47,95 мм;
относительное отверстие 1:1,1;
угол поля зрения 5^o.

Объектив имеет следующие аберрации для λ=0,546 мкм:
поперечная сферическая аберрация для точки на оси, не более 0,022 мм;
поперечная аберрация широкого наклонного пучка для поля зрения 2W=5^o в меридиональном сечении, не более 0,042 мм;
в сагиттальном сечении, не более 0,0094 мм;
меридиональный астигматический отрезок х'_m, не более 0,014 мм;
сагиттальный астигматический отрезок x'_s, не более 0,068 мм;
дисторсия, не более 0,022%.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с относительным отверстием 1:1,1 с высоким качеством изображения и с повышенной технологичностью.

Литература
1. М. Д. Мальцев; Г.А. Каракулина. Прикладная оптика и оптические измерения, Машиностроение, Москва, 1968 г, стр. 186, 187.

2. Россия, патент 2104572, кл. G 02 В 13/14, 9/56, 11/22; опубл. 1998 г.

Светосильный объектив содержит расположенные последовательно двояковыпуклую линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, и склеенную линзу, состоящую из двояковогнутой и двояковыпуклой линз. Обеспечивается создание светосильного объектива с относительным отверстием 1:1,2 с высоким качеством изображения и с повышенной технологичностью. 1 ил., 1 табл.

Светосильный объектив, содержащий последовательно расположенные положительную линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, отрицательную линзу и двояковыпуклую линзу, отличающийся тем, что первая линза двояковыпуклая, а третья двояковогнутая, кроме того, третья и четвертая линзы склеены друг с другом.