СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2020 года по МПК G02B9/60 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, работающих как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра.

Известен светосильный объектив, описанный в патенте США №2861500, опубл. 1958 г., состоящий по ходу лучей из шести линз: первой -двояковыпуклой, второй - двояковогнутой, третьей - положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, четвертой -положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, пятой - отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и шестой - двояковыпуклой. Апертурная диафрагма расположена после пятой линзы. Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:1,2.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является светосильный объектив, описанный в патенте США №2541484, опубл. 1951 г., фиг. 1, фиг. 2, фиг.3, состоящий из двух компонентов, первый компонент по ходу лучей - трехлинзовый, выполненный из двояковыпуклой линзы, склеенной с двояковогнутой линзой, и одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению; второй компонент, содержит также склеенные двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, и одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Причем, во втором компоненте в склеенном элементе показатель преломления двояковыпуклой линзы больше показателя преломления двояковогнутой линзы. Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:1,5.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.

Технический результат - повышение относительного отверстия при высоком качестве изображения в расширенном спектральном диапазоне.

Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящим из двух компонентов, первый из которых трехлинзовый, содержащий по ходу лучей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы и одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению; второй компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и одиночной линзы, в отличие от известного, в первом компоненте все линзы одиночные, во втором компоненте одиночная линза выполнена в виде двояковыпуклой и по ходу лучей расположена перед склеенной линзой, кроме того, в склеенной линзе показатель преломления материала двояковыпуклой линзы меньше показателя преломления материала двояковогнутой линзы для линии е.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива.

Светосильный объектив состоит из двух компонентов, первого компонента трехлинзового элемента, выполненного из одиночной двояковыпуклой линзы 1, одиночной двояковогнутой линзы 2 и одиночного положительного мениска 3, обращенного вогнутостью к изображению. Второй компонент состоит по ходу лучей из одиночной двояковыпуклой линзы 4 и склеенной линзы, состоящей из двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6, кроме того, за двояковогнутой линзой 6 расположены светофильтр 7 и защитное стекло 8. Апертурная диафрагма расположена за мениском 3 на расстоянии 10 мм, но может находиться и в другом месте.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив.

Светосильный объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6, светофильтр 7 и защитное стекло 8 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).

В соответствии с предложенным решением рассчитан светосильный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 580 до 950 нм для основной длины волны 800 нм.

Характеристики рассчитанного объектива:

фокусное расстояние 67,77 мм задний фокальный отрезок 3,446 мм задний фокальный отрезок без светофильтра и защитного стекла 21,6 мм относительное отверстие 1: 1,1 угловое поле в пространстве предметов 5 град. 10 мин.

В табл. 1 приведены аберрации для длины волны 800 нм предложенного светосильного объектива.

Конструктивные параметры предложенного светосильного объектива приведены в таблице 2.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с повышенным относительным отверстием 1:1,1, с сохранением высокого качества изображения в спектральном диапазоне от 580 нм до 950 нм.

Объектив может быть использован в оптических системах, работающих как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра. Объектив состоит из двух компонентов. Первый компонент по ходу лучей состоит из трех одиночных линз - двояковыпуклой, двояковогнутой линз и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Второй компонент состоит из одиночной двояковыпуклой линзы и склеенной линзы из двояковыпуклой линзы и двояковогнутой линзы, причем в склеенной линзе показатель преломления материала двояковыпуклой линзы меньше показателя преломления материала двояковогнутой линзы для линии е. Технический результат - повышение относительного отверстия при высоком качестве изображения в расширенном спектральном диапазоне. 1 ил., 2 табл.

Светосильный объектив, состоящий из двух компонентов, первый из которых трехлинзовый, содержащий по ходу лучей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, и одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению; второй компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и одиночной линзы, отличающийся тем, что в первом компоненте все линзы одиночные, во втором компоненте одиночная линза выполнена в виде двояковыпуклой и по ходу лучей расположена перед склеенной линзой, кроме того, в склеенной линзе показатель преломления материала двояковыпуклой линзы меньше показателя преломления материала двояковогнутой линзы для линии е.