Светосильный объектив Советский патент 1992 года по МПК G03B9/64 G03B11/04 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к светосильным объективам, и может быть использовано в различных телевизионных установках, а также в качестве объективов видеопроек- торов.

Известен объектив, содержащий семь линз, образующих шесть компонентов. Первый и второй компоненты выполнены в виде одиночных положительных мени- сков, вогнутой стороной обращенных к плоскости изображения, третий компонент (отрицательный) выполнен в виде склейки из двояковогнутой линзы и положительного мениска, четвертый компонент - двояковы- пуклая линза, пятый компонент - положи- тельный мениск, вогнутой стороной обращенный к плоскости изображения, шестой компонент- плосковогнутая линза, выполненная из крона.

К недостаткам этого объектива следует отнести низкое качество изображения, большое виньетирование на краю поля зрения, маленький задний отрезок.

Известен также объектив, состоящий из восьми линз, образующих шесть компонентов. В этом объективе первый, второй, четвертый и шестой компоненты выполнены в виде одиночных линз, а третий и пятый компоненты выполнены в виде отрицательных двухлинзовых склеек.

Однако объектив имеет небольшой угол поля зрения и маленький задний отрезок.

Известен объектив, состоящий из семи линз, образующих шесть компонентов, из которых первый, второй и четвертый выполнены в виде одиночных положительных линз, третий (отрицательный) склеен из двояковогнутой линзы и положительного мениска и шестой - одиночная отрицательная линза,

Недостатками этой системы являются небольшой угол поля зрения, низкое качество изображения, большое виньетирование на краю поля зрения, маленький задний от- резок,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является объектив, состоящий из семи линз, образующих шесть компонентов: первый и четвертый компо- ненты - одиночные двояковыпуклые линзы, второй компонент выполнен в виде положительного мениска, вогнутой стороной обращенного к изображению, третий компонент выполнен в виде одиночной двояковогнутой линзы, пятый компонент состоит из двух одиночных линз .двояковыпуклой и двояковогнутой, шестой компонент - плосковогнутая линза, плоской поверхностью обращенная к изображению.

Недостатками известной системы являются небольшое поле зрения (2/ 32°50 ), большое виньетирование на краю поля зрения (80%) и маленький задний отрезок.

Известно, что видеопроекторы служат для получения на экране с диагональю 3000 мм изображения видеозаписей с видеомагнитофона. В состав видеопроектора входят три цветных (красная, зеленая, синяя) электронно-лучевых трубки (ЭЛТ), электронная система преобразования сигнала и три объектива, переносящих изображение с экранов ЭЛТ на отражательный или просветный просмотровый экран. Увеличение поля зрения объективов видеопроектора позволит увеличить размер изображения на просмотровом экране, что позволит увеличить размеры зрительного зала и, следовательно, увеличить количество зрителей, что особенно важно для сельских и удаленных местностей учебных заведений и промышленных предприятий. Таким образом очевидно, что одной из основных задач при разработке видеопроекторов ставится увеличение поля зрения объектива. Изображение с экрана ЭЛТ диаметром 170 мм увеличивается на просмотровом экране до диаметра 3000 мм, что ведет к резкому уменьшению освещенности. Кроме того, глаз человека чувствует падение освещенности от центра к краю поля зрения, составляющее более 50%. Отсюда, для увеличения комфортности и уменьшения утомляемости при просмотре видеоматериалов относительное отверстие в видеопроекторе должно быть не менее 1:1 и виньетирование должно составлять не более 40-50%. Указанные ЭЛТ, на входных экранах которых формируется изображение видеозаписей, для увеличения яркости изображения на просмотровом экране имеют значительные мощности, что приводит к необходимости введения охлаждения экранов и защиты от вредных для здоровья излучений. Поэтому выходные экраны ЭЛТ из-за сложности своей конструкции имеют большую толщину 12-15 мм, Кроме того, в видеопроекторе должна быть предусмотрена возможность перефокусировки изображений для различных удалений просмотровых экранов в зависимости от условий помещения, т.е. между последней поверхностью объектива и экраном ЭЛТ должен быть изменяемый воздушный промежуток. Следовательно, задний отрезок должен составлять 0,12-0,16 фокусного расстояния объектива. Все приведенные известные светосильные объективы обеспечивают необходимую светосилу, но имеют малые поля зрения, большое виньетирование и малую величину заднего отрезка.

Целью изобретения является увеличение поля зрения, уменьшение виньетирования на краю поля зрения, увеличение заднего отрезка.

Указанная цель достигается тем, что в светосильном объективе, содержащем шесть компонентов, первый и четвертый компоненты которого - двояковыпуклые линзы, второй компонент- положительный мениск, обращенный вогнутой стороной к плоскости изображения, третий - двояковогнутая линза, шестой - плосковогнутая линза, обращенная плоской поверхностью к изображению, пятый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращен- ного вогнутой поверхностью к изображению, апертурная диафрагма совмещена с оправой первой поверхности объектива, толщина первого, третьего и пятого компонентов равна 0,115; 0,046 и 0,092 фокусного расстояния объектива соответственно, а воздушный промежуток между четвертым и пятым компонентами и таковой между пятым и шестым компонентами равен 0,325 и 0,183 фокусного расстояния объектива соот- ветственно.

Сопоставительный анализ с известным показывает, что предлагаемый светосильный объектив отличается от известного тем, что он выполнен из шести линз, апертурная диафрагма расположена на первой поверхности объектива, между четвертым и шестым компонентами размещен положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображения и имеющий толщину, равную 0,092 фокусного расстояния объектива, толщина первого компонента равна 0,115 фокусного расстояния объектива, толщина третьего компонента равна 0,046 фокусного расстояния объектива, воздушный промежуток между четвертым и пятым компонентами равен 0,325 фокусного расстояния объектива, воздушный промежуток между пятым и шестым компонентами равен 0,183 фокусного рас- стояния объектива.

На фиг. 1 представлена принципиальная оптическая схема объектива; на фиг. 2 - конструктивные данные схемы; на фиг. 3графики аберраций (просчет аберраций произведен для объектива с защитным экраном ЭЛТ).

Светосильный объектив содержит апер- турную диафрагму 1 и шесть компонентов: первый и четвертый компоненты - двояковыпуклые линзы 2 и 3 соответственно, второй и пятый компоненты - положительные мениски 4 и 5, вогнутой поверхностью обращенные к плоскости изображения, третий компонент - двояковогнутая линза 6, шестой компонент - вогнутоплоская линза 7, обращенная плоской поверхностью к изображению. Использование в шестилинзо- вом объективе двух отрицательных линз позволяет достичь достаточную степень коррекции хроматических аберраций. Кроме того, использование в объективе третьего компонента в виде двояковогнутой линзы 6 с толщиной, равной 0,046 фокусного расстояния объектива, четвертого компонента в виде двояковыпуклой линзы 3, пятого компонента в виде положительного мениска 5, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, с толщиной, равной 0,092 фокусного расстояния объектива, с расстоянием между четвертым и пятым компонентом, равным 0,325 фокусного расстояния объектива, расположение апер- турной диафрагмы на первой поверхности объектива, выбор воздушного промежутка между пятым и шестым компонентом, равного 0,183 фокусного расстояния объектива, позволяет улучшить коррекцию аберраций наклонных пучков, что позволяет получить объектив с увеличенным по сравнению с известным на 12° полем зрения и одновременным уменьшением виньетирования для края поля зрения с 80 до 35%.

По данной схеме рассчитан объектив с фокусным расстоянием ,85 м, увеличением 0,038х, задним отрезком 11,5 мм, числовой апертурой 0,018, ахроматизирован для длин волн 450-605 нм.

Формула изобретения Светосильный объектив, содержащий шесть компонентов, первый из которых - двояковыпуклая линза, второй - положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, третий - двояковогнутая линза, четвертый - двояковыпуклая линза, шестой - вогнутоплоская линза, а также апертурную диафрагму, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения поля зрения объектива, уменьшения виньетирования и увеличения заднего отрезка, в нем пятый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, а апертурная диафрагма совмещена с оправой первой поверхности первого компонента объектива, причем толщины первого, третьего и пятого компонентов равны 0,115; 0,046 и 0,092 соответственно фокусного расстояния объектива, а расстояние между четвертым и пятым и пятым и шестым компонентами равны 0,325 и 0,183 соответственно фокусного расстояния объектива.

л арл а.

Лс.

Ъ

329, G СЪ2.4 102,09 -S72, 4

-see.

100,0

f37,V -1Јf.S5

, 47 4 Ј5, Ч - 74. fC

- °

dt fS,o o.f di -- 2/. 0 dt - }, о

d e. о de 2Ј,s dr- 3i,o

dj 4,S

ds - 12, о

dio r 24, 0

dti- с, о

Стел-ля. cЈ 0

it 95 OfЈ,6t tr/ff2

ltG$50fS,4/ СГА /«2

17231729,г$ Г РЗ

1t G3Ј0f54,3{ СГ/С tЈ

1, 695OfЈ, Sf CTfffS.

ff 7251723,29 ГРЗ

f50 150 12/ If6

1W {09

/гз

/2J

f#5 10Ц 1U2 112.

17393538

л арл а.

Стел-ля. c

Лс.

Ъ

f50 150 12/ If6

1W {09

/гз

/2J

f#5 10Ц 1U2 112.

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению, в частности к светосильным объективам, служащим для переноса изображения с экрана ЭЛТ на просмотровый экран. Светосильный объектив содержит двуяковыпуклые линзы 2 и 3, положительные мениски 4 и 5, обращенные Плоскость предмета вогнутыми поверхностями к изображению, двуя ко во гнутую линзу 6, вогнутоплоскую линзу 7, апертурную диафрагму 1, совмещенную с оправой первой линзы 2, толщина линзы 2 равна 0,115 фокусного расстояния объектива, толщина мениска 5 равна 0,092 фокусного расстояния объектива, воздушный промежуток между линзой 3 и мениском 5 равен 0,325 фокусного расстояния объектива, воздушный промежуток между мениском 5 и линзой 7 равен 0,183 фокусного расстояния объектива. Объектив имеет увеличение 0,038х, линейное поле зрения 3048 мм, числовую апертуру 0,018, фокусное расстояние 130,85 мм. Объектив ахроматизирован для области спектра от нм до нм. 3 ил. Плоскость изображения Е v СО Ю 00 ел СА)

J /iff, 5S Sf fS3,SS S r s Ј,S&

Рассчитан для длины &-52$нп А ропагг,и иро$2н оля длин долн от -HSOf-M do-t 605t/n Увеличение. -о,оъЈ

Линейное, лале зрения 6 г.раст анстЬе nptdt e.mQ& Числобс. апертура 6 прастранстбе. npcd/ie. т о 6 Q.olS Расстояние, от лер&ой поверхности до преднета. -3Ј25 я Расстояние, от последней побер носгяи до июбрй+ ния а,5ям

фиг. Ј

л tsf

tgS

-ч,

tigff

i

ijB- i

ifS

л tsf

ijB- i

ifS

i

y,-№