Оптическая система высокоскоростной фотокамеры с оптико-механической коммутацией изображения Советский патент 1982 года по МПК G03B39/02 

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии.

Известна оптическая система скоростной фотографической камеры СФКФ содержащая в одном канале расположен ные по ходу луча апертурную диафрагму, входной объектив, систему плоских зеркал, коллектив, вращаияцийся зеркальный многогранник, коммутирующую линзу, фокальную поверхность с фотопленкой t13

Недостатки оптической системы этой камеры - низкое качество изображения (24-29 миг ) при сравнительно небольшом размере кадра (6x10 мм), отсутствие промежуточного изображения, в плоскости которого можно было бы установить кадровую рамку и репер цля количественной оценки размеров фотографируемого объекта, поскольку единственное имеющееся в камере промежуточное изображение объекта находится в районе вращающегося зеркала.

Наиболее близк9й к предлагаемой по технической сущности является оптическая система высокоскоростной фотокамера с оптико-механической коммутацией изображения, содержащая вхбдной объектив, кадровую рамку, апертурную диафрагму, промежуточный

рёъектив, вращающееся зеркало, коммутирующий объектив и регистрирующий материал С21.Однако оптическая система этой камеры не позволяет получить высокого качества изображения (разрешающая vCLnoco6HOCTb при размере кадра 16х х22 мм составляет 15-20 мм ) , поскольку входящий в систему коллектив стро10ит действительное изображение апертурной диафрагмы перед промежуточным объективом, который в свою очередь передает его в район коммутирующей линзы, коллектив обладает значитель15ной оптической силой и вносит поэтому большую дисторсию.

Цель изобретения - повышение качества изображения.

Указанная цель достигается тем,

20 что в оптическую систему высокоскоростной фотокамеры с оптико-механической коммутацией изображения перед входным объективом введен оптический компенсатор, выполненный в виде че25тырехлинзового склеенного блока, содержащего двояковыпуклую, вогнутоплоскую, плосковыпуклую и вогнутоплоскую линзы, при этом входной объ-, ектив выполнен из склеенных двояко30выпуклой и двояковогнутой линз, прок}ежуточный объектив - ввиде двух сим 5етричных относительно апертурной диафрагмы компонентов, каждый из которых содержит положительный мениск, двухсклеенную положительную линзу., состоящую из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы-, отрицательный мениск и двоякоВЕлпуклую линзу, а коммутирукхций объектив выполнен в виде двух положительных склеенных компонентов, первый из которых содержит двояковогнутую и двояковыпуклую линзы, а второй двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск.

Кроме того, линзы оптического ком пенсатора выполнены соответственно из стекла БФ 28, кристалла иодис-г того калия, стекла БК 10 и стекла ТК 12,

На чертеже представлена оптическая схема предлагаемой системы.

Оптическая система содержит четырехлинзовую склеенную афокальную коррекционную систему 1, установленную перед вхоДныМ объективом 2, кадровую рамку 3, расположенную за входным обективом 2 и перед промежуточным объективом 4, апертурную диафрагму 5, зеркальную грань вращающегося зеркала б, первый 7 и второй 8 компонен ты коммутирующей линзы, фокальную поверхность 9 с регистрирующим материалом.

Оптическая система камеры работает следующим образом.

Лучи света от регистрируемого обЪ .екта проходят афокальную коррекционную систему 1 и попадают на входной объектив 2, который строит изображение объекта в плоскости кадровой рам ки 3, где также может быть установлен репер для количественной оценки размеров объекта Далее полученное изображение переносится промежуточным объективом 4 в плоскость, расположенную вблизи зеркальной грани вращающегося зеркала б и являющуюся предметной плоскостью для двухкомпонентной коммутирующей линзы, строящей изображение объекта в фокальной поверхности 9 камеры, где расположен регистрирующий материал. Изображение апертурной диафрагмы 5 строится второй половиной промежуточного объектива 4 вблизи коммутирующей линзы, с которой в данный момент зеркальная грань б осуществляет onTH ко-механическую коммутацию. Первая половина промежуточного объектива 4 строит в обратном ходе лучей изображение апертурной диафрагмы вблизи входного объектива 2. Двухкомпонентная коммутирующая линза работает с параллельным ходом лучей между компонентами 7 и 8, что позволяет при юстировке оптической системы камеры обеспечить одинаковость масщтаба изображения для различных кадров. Входной объектив 2, промежуточный объектив 4 и первый компонент 7 коммутирующей линзы представляют собой симметричную систему, плоскость симметрии которой совпадает с апертурной диафрагмой 5, и не вносят аберрации; комы, дисторсии и хроматической разности увеличений. Отсутствие требований к этим элементам оптической системы по перечисленным видам абберций дает возможность гораздо лучше исправить остальные виды абберраций , что приводит к улучшению качества изображения как в центре, так и по краю. Кома в системе целиком определяется лишь вторым компонентом 8 коммутирующей линзы и может быть легко исправлена. Дисторсия и хроматическая разность увеличений в системе отсутствуют, так как второй компонент 8 коммутирующей линзы находится вблизи выходного зрачка, а афокальная коррекционная система 1 вблизи входного зрачка оптической системы, следовательно, они не вносят дисторсии и хроматической разности увеличений.

Афокальная коррекционная система 1 практически не вносит аберраций в основном цвете (цвет DJ, поскольку установлена в параллельном ходе лучей и показатель преломления стекла БВ28 6ЛИЗО1С к показателю преломления кристалла йодистого калия, а пказатели преломления пары стекол БКЮ и ТК12 равны для цвета D. Кристалл йодистого калия обладает таким ходом дисперсии, что сочетание положительной линзы из стекла БФ28 и отрицательной из йодистого калия дает переисправление вторичного спектра в.области C-F,HO при этом в систему вносится хроматизм положения. Сочетание положительной линзы из стекла БКЮ и отрицательной из стекла 11(12 вносит хроматизм положения противоположного знака, увеличивая при этом переисправление вторичного спектра, что в сочетании с оптической системой камеры дает устранение вторичног спектра. Кроме того, поскольку разность коэффициентов дисперсии стекол ТК12 и БКЮ более чем в 2 раза меньше разности коэффициентов дисперсии стекла БВ28 и кристалла йодистого калия, четырехлинзовая коррекционная система вносит отрицательную сферохроматическую аберрацию и компенсирует положительную сферохроматическу аберрацию оптической системы камеры без афокальной коррекционной системы Следовательно, при соответствую цем выборе радиусов сферических поверхностей разделов стекло ЁФ28 - кристалл KI и стекло БКЮ - стекло ТК12можно устранить хроматизм положения, вторичный спектр и сферохроматическу аберрацию оптической системы Разрешающая способность оптической системы 60 центре кадра и 40 мм на краю, дисторсия практически устранен и не превышает 0,06% при сохранении размера кадра (16x22 мм) и увеличени относительного отверстия до 1:9,5. Афокальная крррекционная оптичейКа система предла гаёмрй конструкции может быть применена не только с оптической системой высокоскоростной фот камеры с оптико-механической коммута цией, но и с любой другой оптической системой, нуждающейся в исправлении хроматических аберраций Формула изобретения 1. Оптическая система высокоскоростной фотокамеры с оптико-механической коммутацией изображения, содержащая входной объектив, кадровую рамку, апертурную диафрагму, промежуточный объектив, вращающееся зеркало, коммутирующий объектив и регистрирующий материал, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изображения, передвходным объективом введен оптический компенсатор, выполненный в виде четнрехлинзового, склеенного блока. содержащего двояковыпуклую, вогнутоплоскую, плосковыпуклую и вогнутоплоскую линзы, при этом входной объектив выполнен из склеенных двояковыпуклых и двояковогнутых линз, промежуточный объектив - в виде двух симметричных относительно апертурной диафрагмы компонентов, каждый из которых содержит положительный мениск, двухсклеенную положительную линзу, состоящую из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, отрицательный менидк и двояковыпуклую линзу, а коммутирующий объектив выполнен в виде двух положительных склеенных компонентов, первыр из которых содержит двояковогнутую и двояковыпуклую линзы, а второй - двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск. 2. Система поп.1, отличаю щ-а я с я тем, что линзы оптического компенсатора выполнены соответственно из стекла БФ28, кристалла йодистого калия, стекла БК10 и стекла ТК12. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. Т.20, 1, 1975, с.61. 2.Там же, с.64 .(прототип).