Оптическая система высокоскоростной фотокамеры с кадрированной съемкой Советский патент 1983 года по МПК G03B39/02 

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии. Известна оптическая система высо коскоростной фотокамеры , сос тоящая из двух систем, расположенны в параллельных плоскостях, каждая из кото)ых содержит расположенные по ходу луча входной объектив, апер турную диафрагму, коллектив, промежуточный объектив, развертывающее зеркало, венец коммутирующих линз, фокальную поверхность с фотопленкой Г1 . Недостатками оптической системы данной камеры в варианте кадрированной съемки являются низкое качес во изображения (пространственная разрешающая способность составляет 15-24 ), малое относительное отверстие (не более 1:14), сложность конструкции системы. Кроме того, камера не может работать в ультрафиолетовой области спектра. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является оптическая система высокоскоростной фотографической камеры для ультрафиолетовой области спектра СФР-УС в варианте кадрированной съемки, содержащая установленные по ходу луча входной объектив, коллектив, вращающееся зеркало, венец коммутирующих линз, регистрирующий материал, расположенный по фокально дуге коммутирующих линз Сз. Недостатком оптической системы и вестной камеры является низкое качество регистрируемого изображения что объясняется следующими причинами. Промежуточное изображение объек та съемки в камерах с оптико-механической коммутацией формируется оптической системой вблизи зеркальной грани вращающегося зеркала, поэ тому коллектив невозможно совмести с плоскостью промежуточного изображения и он располагается на некото , ром расстоянии от него, определяемо размерами зеркала, особенностями ко струкции камеры. При этом коллекти вносит значительные аберрации как в центре поля,-так и на краю. Малы коррекционные возможности коллекти ва, состоящего из двух линз, распо ложённых на небольшом расстоянии друг от друга, не позволяют компен ровать вносимые входным объективом и коммутирующими линзами кривизну поля и астигматизм. В результате пространственная разрешающая способность оптической системы камеры не превышает 25 , Цель изобретения - повышение качества изображения оптической системы за счет уменьшения аберраций системы. Поставленная цель достигается тем, что в оптической системе высокоскоростной фотокамеры с кадрированной съемкой, содержащей установленные по ходу луча входной объектив, коллектив, вращающееся зеркало, венец коммутирующих линз, регистрирующий материал, расположенный по фокальной дуге коммутирующих линз, коллектив выполнен трехлинзовым, состоящим из вынесенной вперед по ходу луча отрицательной двояковогнутой линзы, установленной на расстоянии 0,1-0,5 фокусного расстояния коллектива от двух следующих за ней положительных линз, а вращающееся зеркало удалено от задней главной плоскости коллектива на расстоянии не более 0,1 фокусного расстояния коллектива. На фиг. 1 приведена оптическая схема камеры, на фиг. 2 и 3 - графики остаточных аберраций оптической системы. Оптическая система камеры содержит (фиг. l) входной объектив 1, коллектив 2, вблизи задней главной плоскости которого расположена зеркальная грань вращающегося зеркала 3, венец коммутирующих линз 4, фокальную поверхность 5 с регистрирующим материалом. Оптическая система камеры работает следующим образом. Входной объектив 1 совместно с коллективом 2 формируют изображение объекта съемки вблизи зеркальной грани вращающегося зеркала 3, причем входной объектив 1 строит изображение в передней главной плоскости коллектива 2. После отражения от зеркала 3 изображение переносится коммутирующей линзой венца коммутирующих линз 4, с которой в данный . момент осуществляется оптико-механическая коммутация, на .фокальную поверхность 5 с регистрирунмцим материалом. Коллектива 2 строит изображение апертурной диафрагмы, которой является оправа положительной линзы входного объектива 1, вблизи венца ко1 утирукиих линз. 4. Конкретный вариант оптической системы высокоскоростной фотокамеры с кадрированной съемкой, рассчитанный для работы в ультрафиолетовой области спектра, имеет следующие конструктивные параметры: h 37,67 а 1 Г2. -106,91 dz 0/1 Гз -64,57 d5 0,8 . Г 233,3 d4 122,3 dj 1 -24,77 Г1 26,12 дб 32,2 бт 8 Г7 -139.96 (в 0,01 Гй -35,16

7 288,3 2

1

(UF)

(кварц плавленный) (кварц плавленный)

CqF CaF

{кварц плавленный) (кварц плавленный)

Апертурная диафрагма совпадает оправой входного объектива. Спектральная область

253 нм

1:12

92,271 мм 10 мм

.г

80 мм - 40 мм

Фоторегистрирующий материал установлен на расстоянии 78,9 мм по последней поверхности оптической системы,

В коллективе, состоящем из вынесенной вперед по ходу луча отрицательной линзы, расположенной на расстоянии (0,1-0,5) от двух следуквдих за ней положительных линз, передняя и задняя главные плоскости находятся на некотором расстоянии

эа положительными линзами, поэтому зеркальную поверхность вращающегося зеркала можно установить вблизи зад ней главной плоскости коллектива. При этом коллектив работает с едининым увеличением, перенося изображение объектива съемки из передней главной плоскости в заднюю, и вносимые им аберрации оказываются незначительными. Благодаря использованию в конструкции коллектива сочетания вынесенной вперед отрицательной двояковогнутой линзы с двумя положительными линзами, оказывается возможной компенсация кривизны поля и астигматизма, вносимых коммутирующими линзами и входным объективом, а также устранение дисторсии в системе. В результате, достигнутое значение разрешающей способност оптической системы камеры при относительном отверстии 1:12 и размере кадра диаметром 10 мм, составляет не менее 80 мм в центре кадра и 40 мм на краю.

Использование в оптической системе камеры трехлинзового коллектива, который состоит из вынесенной вперед по ходу луча отрицательной двуяков.онутой линзы, установленной на рас- стоянии (О,1-0,5) от двух следующих за ней положительных линз, а также установка зеркальной поверхности вращающегося зеркала вблизи задней главной плоскости коллектива на расстоянии не более 0,1 фокусного расстояния коллектива позволили при тех же основных технических параметрах (спектральной области применения, размере кадра относительном отверстии) повысить качество изображения и увеличить пространственную разрешающую способность оптической системы камеры приблизительно в 2-3 раза по сравнению с оптической системой камеры СФР-УС в варианте кадрированной съемки, являющейся прототипом и базовым объектом.

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ФОТОКАМЕРЫ С КАДРИРОВАННОЙ СД ЕМКОЙ, содержащая установленные по ходу луча входной объектив, коллектив, вращающееся зеркало, венец коммутирующих линз, регистрирующий материал, расположенный по фокальной дуге коммутирующих линз, отличающаяся тем, гто, с Целью улучшения качества изображения, коллектив выполнен трехлинзовым, состоящим из отрицательной двояковогнутой линзы, установленной на расстоянии 0,1-0,5 фокусного расстояния коллектива от двух следующих за ней положительных линз, а вращающееся зеркало удалено от задней главной плоскости коллектива на расстояние не более 0,1 фокусного расстояния коллектива.