ДВУХЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2017 года по МПК G02B9/02 G02B3/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, как в приборах видимого диапазона спектра, так и в ИК-системах.

Известен двухлинзовый склеенный объектив, описанный в книге «Прикладная оптика», И.А. Турыгин, Москва, «Машиностроение», 1966 г., стр. 423. Он состоит по ходу лучей из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Объектив имеет невысокое относительное отверстие 1:6,3; небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных и рабочих пробных стекол для каждой оптической поверхности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте РФ №2316795, МПК G02B 9/10, публ. 2008 г., второй вариант выполнения, состоящий из расположенных по ходу лучей склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы ко второму ее радиусу менее 0,8, причем радиусы двояковыпуклой линзы равны по модулю и имеют место соотношения:

1,46<n₁<1,63;

1,66<n₂<1,78;

где: n₁, n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей. У данного двухлинзового объектива невысокое относительное отверстие 1:6,9 и небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град.

Задачей заявляемого изобретения является создание двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками и технологичностью.

Технический результат - повышение относительного отверстия и увеличение углового поля в пространстве предметов при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, в отличие от известного первой линзой по ходу лучей расположен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а вторая линза по ходу лучей выполнена двояковыпуклой, кроме того, радиусы внешних оптических сферических поверхностей отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы равны по модулю.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива.

Двухлинзовый объектив (см. чертеж) состоит из расположенных по ходу лучей склеенных отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы 2. Радиусы внешних сферических оптических поверхностей линзы 1 и линзы 2 равны по модулю. За линзой 2 расположена плоскопараллельная пластина 3, которая может быть также выполнена и в виде светофильтра.

Двухлинзовый объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в двухлинзовый объектив, где проходит через линзы 1, 2 и плоскопараллельную пластину 3 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).

В соответствии с предложенным решением рассчитан двухлинзовый объектив. Двухлинзовый объектив исправлен для λ=546 нм и ахроматизован для длин волн 480 нм и 660 нм. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей или в оборачивающей оптической системе телескопической оптической системы типа Кеплера.

Входной зрачок в двухлинзовом объективе совпадает с первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.

Характеристики рассчитанного двухлинзового объектива:

фокусное расстояние 102,07 мм относительное отверстие 1:3,88 угловое поле в пространстве предметов 13 град

Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=546 нм:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более - 0,0262 мм - поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=13 град не более - 0,948 мм - поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=13 град не более - 0,107 мм - меридиональный астигматический отрезок Х_м для поля зрения 2W=13 град не более - 0,978 мм - сагиттальный астигматический отрезок X_s для поля зрения 2W=13 град. не более - 1,951 мм - дисторсия для поля зрения 2W=13 град не более - 0,091%

Конструктивные параметры двухлинзового объектива приведены в таблице 1.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с повышенным относительным отверстием, увеличенным угловым полем в пространстве предметов и с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.

Изобретение может быть использовано как в приборах видимого диапазона спектра, так и в ИК-системах. Двухлинзовый объектив состоит из расположенных по ходу лучей склеенных отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы. Радиусы внешних сферических оптических поверхностей отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы равны по модулю. За двояковыпуклой линзой расположена плоскопараллельная пластина, которая может быть также выполнена и в виде светофильтра. Технический результат - повышение относительного отверстия и увеличение углового поля в пространстве предметов при повышенной технологичности и высоком качестве изображения. 1 ил., 1 табл.

Двухлинзовый объектив, состоящий из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, отличающийся тем, что первой линзой по ходу лучей расположен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а вторая линза по ходу лучей выполнена двояковыпуклой, кроме того, радиусы внешних оптических сферических поверхностей отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы равны по модулю.