СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2003 года по МПК G02B9/62 G02B11/32 

Изобретение относится к оптическим системам и может использоваться для построения объективов оптических приборов различного назначения.

Известен светосильный объектив, содержащий две разделенные диафрагмой группы линз. Всего объектив содержит десять линз (см. а.с. СССР 669308, (G 02 В 9/64, БИ 23, 1979 г.). Объектив обеспечивает достаточно высокое качество изображения по всему полю зрения. Однако сложность конструкции и большое число входящих в объектив оптических элементов сдерживают его широкое практическое применение.

Известен более простой по конструкции светосильный объектив, состоящий из последовательно установленных положительной линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и компонента, склеенного из двояковогнутой линзы и отрицательного мениска. Этот объектив, как наиболее близкий к предлагаемому по решаемой задаче, принят за прототип, (см. пат. Российской Федерации 2077737, G 02 В 9/34, 1934 г.)
Недостатком данного объектива является низкое качество коррекции полевых аббераций, особенно широких сагиттальных пучков.

Настоящее изобретение решает задачу повышения качества оптического изображения по всему полю зрения за счет улучшения коррекции полевых аббераций.

Для решения этой задачи в светосильном объективе, содержащем первый компонент - положительную линзу, второй компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, а также основной положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и склеенный компонент, содержащий двояковыпуклую линзу, между отрицательным и основным положительным менисками введен третий компонент - дополнительный положительный мениск, обращенный вогнутостями к изображению, между четвертым компонентом - основным положительным мениском - и склеенным компонентом введен пятый компонент - двояковыпуклая линза, а склеенный компонент - шестой - выполнен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, причем, фокусные расстояния компонентов связаны соотношениями:
1,5f'<f'₁<2,0f';
-1,8f'<f'₂<-1,2f';
400f'<f'₃<450f';
1,6f'<f'₄<2,1f';
1,3f'<f'₅<1,6f';
-3,0f'<f'₆<-2,5f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'₁, f'₂, f'₃, f'₄, f'₅, f'₆, - фокусные расстояния соответствующих компонентов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена оптическая схема предлагаемого объектива; на фиг.2 - графики аббераций предлагаемого объектива.

Заявляемый светосильный объектив содержит последовательно расположенные положительную линзу 1, отрицательный мениск 2, обращенный выпуклостью к изображению, вновь введенный дополнительный положительный мениск 3, обращенный вогнутостями к изображению, основной положительный мениск 4, обращенный выпуклостью к изображению, вновь введенную двояковыпуклую линзу 5 и склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз компонент 6. Изображение формируется объективом на задней поверхности плоскопараллельной пластины 7.

Соотношение фокусных расстояний объектива в целом и его компонентов ориентировочно рассчитывалось по разработанным методикам (см., например, Г.Т. Слюсарев. Расчет оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975 г.) и окончательно устанавливалось экспериментальным путем.

Были исследованы характеристики предлагаемого объектива.

При фокусном расстоянии 20 мм и относительном отверстии 1:1,1 обеспечивается высокое качество коррекции аббераций в пределах угла поля зрения 42^o. (см. фиг.2.).

Данные параметры достигнуты благодаря тому, что в предлагаемой конструкции объектива удалось уменьшить кривизну Петцваля, а значит и сагиттальную кривизну.

Светосильный объектив содержит первый компонент - положительную линзу, второй компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, а также основной положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и склеенный компонент, содержащий двояковыпуклую линзу. Между отрицательным и основным положительным менисками введен третий компонент - дополнительный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, между четвертым компонентом и склеенным компонентом введен пятый компонент - двояковыпуклая линза, а склеенный компонент - шестой - выполнен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, причем фокусные расстояния компонентов связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения. Обеспечивается повышение качества изображения по всему полю зрения за счет улучшения коррекции полевых аберраций. 2 ил.

Светосильный объектив, содержащий первый компонент - положительную линзу, второй компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, а также основной положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и склеенный компонент, содержащий двояковыпуклую линзу, отличающийся тем, что между отрицательным и основным положительным менисками введен третий компонент - дополнительный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, между четвертым компонентом - основным положительным мениском - и склеенным компонентом введен пятый компонент - двояковыпуклая линза, а склеенный компонент - шестой - выполнен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, причем фокусные расстояния компонентов связаны соотношениями:

l,5f'<f₁'<2,0f';

-l,8f'<f₂'<-l,2f';

400f'<f₃'<450f';

1,6f'<f₄'<2,1f';

1,3f'<f₅'<l,6f';

-3,0f'<f₆'<-2,5f',

где f' - фокусное расстояние всего объектива;

f₁', f₂', f₃', f₄', f₅', f₆' - фокусные расстояние соответствующих компонентов.