Насадка для увеличения фокусного расстояния объективов Советский патент 1993 года по МПК G02B15/10 

f 2

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для увеличения фокусного расстояния длиннофокусных обьектиров.

Известна насадка, состоящая из двух групп линз, в которой первая группа содержит два отрицательных мениска, обращенных вогнутостью к плоскости изображений, а вторая группа состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Известна тйкж е насадка, состоящая из двух групп линз, в которой в первую группу входят положительный и отрицательный склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз мениски, обращенные выпукло- стью к плоскости изображений а во вторую группу входят отрицательный мениск, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, и двояковыпуклая линза. Однако конструкция этих насадок не позволяет сохранить достаточное качество изображения, при увеличении их кратности до величины 4,4-4,6х.

Наиболее близкой по технической сущ- ности является насадка, представляющая собой две грулпы линз, первая из которых состоит из положительного и отрицательного, склеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз менисков, обращенных выпуклостью к плоскости, изображения, а вторая содержит положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью друг к другу, Недостатком конструкции прототипа является невозможность увели- чения его кратности до 4,,6Х с сохранением хорошего качества изображения. Данная конструкция позволяет получить увеличение фокусного расстояния объектива не более чем в 2 раза, сохранив при этом хорошее качество изображения.

Цель изобретения - повышение кратности с сохранением высокого качества изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в насадке для увеличения фикусного расстояния объективов, содержащей две группы линз, причем первый компонент первой группы линз - одиночный положительный, второй - отрицательный и содержит двояко- вогнутую линзу, вторая группа линз выполнена с отрицательной оптической силой и содержит отрицательный одиночный мениск и одиночную линзу, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй - в виде одиночной линзы, отрицательный одиночный мениск второй группы линз обращен вогнутостью к пространству изображений, а одиночная линза выполнена двояковогнутой, причем фокусные расстояния первой и второй группы линз равны, соответственно, 4,7-4,4 и 0,5-0,3 фокусного расстояния насадки, а расстояние между группами линз равно 1,9-2,3 величины фокусного расстояния насадки. Предложенной формой линз достигается такая балансировка аберраций оптической системы насадки, которая позволяет получить заданную кратность с хорошим качеством изображения. Выбор формы и оптической силы первой группы линз позволил исправить сферическую аберрацию, хроматизм положения и аберрации широких наклонных пучков, а разворот отрицательного мениска и двояковогнутая линза второй группы, при заданном положении входного зрачка, позволяет исправить кому и астигматизм системы, при этом оптическая сила второго компонента и расстояние между первой и второй группами обеспечивает нужную кратность.

На фиг.1 представлена принципиальная оптическая схема предлагаемой насадки; на фиг.2 - ее конструктивные параметры; на фиг.З - графики аберраций насадки; на фиг.4 - графики частотно-контрастных характеристик насадки.

Насадка для увеличения фокусного расстояния объективов состоит из двух групп линз (см. фиг.). В первую группу входят двояковыпуклая линза 1 и двояковогнутая линза 2, вторая группа представляет собой отрицательный мениск 3, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, и двоя- ковогнутую линзу 4. По данной принципиальной схеме рассчитана насадка с увеличением 4,6х, передней апертурой 0,092 и линейным полем зрения в пространстве предметов 1,74 мм, ахроматизована в области спектра 0,7-0,8 мкм. Насадка сохраняет хорошее качество изображения объектива: расчетное значение коэффициента передачи модуляции насадки в спектральном диапазоне 0,7-0,8 мкм, определяемом интерференционным фильтром и приемником по сравнению с дифракционными значениями; дл я точки на оси на N 30 мм не снижается; для точки вне оси у 8 мм на N 15 мм падает на 40% (см.фиг.4).

Насадка устанавливается в заднем рабочем отрезке объектива таким образом, что плоскость изображения объектива является плоскостью предметов для насадки, А так как насадка рассчитана таким образом, что ее плоскости предмета и изображения совпадают, то она может включаться и выклю- чаться из заднего рабочего отрезка объектива, не меняя при этом положения его плоскости изображения. При этом фокусное расстояние системы объектива плюс насадка будет увеличиваться в 4,4х-4,6х раза и во столько же раз уменьшается относительное отверстие и угловое поле зрения, Использование предлагаемой насадки для увеличения фокусного расстояния объектива позволяет увеличить масштаб изображения предмета, тем самым получить

дополнительную информацию о деталях рассматриваемого объекта, а также распознавать более мелкие объекты, которые при использовании прототипа были неразличимы. Насадка может быть использована в объективах теодолитах, телекамерах,

В таблице дана насадка для увеличения фокусного расстояния объективов.

Использование: в оптическом приборостроении. Сущность изобретения заключается в том, что нзсадка состоит из двух групп линз, в первой группе линз положительный компонент выполнен в виде двояковыпуклой 1, отрицательный - в виде двояковогнутой 2 линз, отрицательный мениск 3 второй группы обращен вогнутостью к плоскости изображении, а линза выполнена двояковогнутой, причем фокусные расстояния первой и второй групп линз равны соответственно 4,7...4,4 и 0,5...0,3, а расстояние между ними 1,9...2,3 величины фокусного расстояния всей насадки, Линейное увеличение / 4,6х, числовая апертура в пространстве предметов sin U 0,092, линейное поле в пространстве предметов 2у 3,48 мм, 1 табл., 4 ил.

Формула изобретения Насадка для увеличения фокусного расстояния объективов, содержащая две группы линз, причем первый компонент первой группы линз - одиночный положительный, второй - отрицательный и содержит двояковогнутую линзу, вторая группа линз выполнена с отрицательной оптической силой и содержит отрицательный одиночный мениск и одиночную линзу, отличаю- щ а я с я тем, что, с целью повышения кратности с сохранением высокого качества изображения, первый компонент в первой

Линейное увеличение ,бх

Числовая апертура в пространстве предметов sin U 0,092

Линейное поле в пространстве предметов 2Y 3,48 мм

Апертурная диафрагма расположена на расстоянии -1081 мм от первой поверхности. Плоскость предметов расположена на расстоянии 204 мм от первой поверхности.

группе линз выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй - в виде одиночной линзы, отрицательный одиночный мениск второй группы линз обращен вогнутостью к пространству изображений, а одиночная линза выполнена двояковогнутой, причем фокусные расстояния.первой и второй группы лин равны соответственно 4,7-4,4 и 0,5-0,3 фокусного расстояния насадки, а расстояние между группами линз равно 1,9-2,3 величины фокусного расстояния насадки.

да о о,о2

1 СТа,-лдиО1дДвасд кЬЛг я

о п,т -о,м о

-t

Фиё2

Щ -0,0 О Ш

700нп %2 дООнм

-1

6 /г 16 24 3D Н,мм 0 6 12 1S & 50 N,nri

ФиеЗ

06 1В 16 24 30 Н.мм1 . О 6 12 16 2U Ж Цнн -- Сашт. cev- - - Мерид. cev.

-1

0 6 12 1S & 50 N,nri

-/