Телецентрический объектив

Телецентрический объектив может быть использован для работы с ПЗС-матрицами. Объектив содержит 11 одиночных линз, сгруппированных в три группы из трех, одной и семи линз по ходу луча: из них линзы 1, 5, 8 и 11 - мениски, обращенные выпуклостью к предмету; 2 - двояковогнутая линза; 3, 6 и 9 - двояковыпуклые линзы, а 4, 7, 9 и 10 - мениски, обращенные вогнутостью к предмету. Фокусных расстояний некоторых групп и подгрупп линз соответствуют соотношениям, приведенным в формуле изобретения. Технический результат - расширение спектрального диапазона и получение высокого качества изображения в единой фокальной плоскости одновременно в трех спектральных диапазонах: Δλ1=0,5-0,6; Δλ2=0,6-0,7; Δλ3=0,79-0,9 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано в качестве объектива с телецентрическим ходом лучей для работы в спектральном диапазоне 0,5...0,9 мкм, например с ПЗС-матрицами.

Известен широкоугольный (90°) телецентрический объектив (SU №1117570 А1, кл. G 02 B 13/22, опубл. 07.10.84 г.), содержащий девять одиночных линз и менисков, а именно, по ходу луча: положительный и два отрицательных мениска, обращенных выпуклостью к предмету, апертурную диафрагму, положительный и отрицательный мениски, обращенные вогнутостью к предмету, две двояковыпуклые линзы и положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью друг к другу. Относительное отверстие объектива 1:5, фокусное расстояние 10 мм, рассчитан на длину волны 546 Нм.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является широкоугольный телецентрический объектив (JP 11084232 А, кл. G 02 B 13/04, опубл.26.03.99 г.), содержащий три группы линз: в первой группе G1, по ходу луча, двояковыпуклая линза G1-1 и подгруппа G1-2 из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковогнутой линзы, во второй группе G2 - положительная линза, в третьей группе G3 - отрицательная линза, положительный мениск и двояковыпуклая линза образуют подгруппу G3-1, а склейка из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и две двояковыпуклые линзы образуют подгруппу G3-2, при этом в объективе выполняются следующие соотношения:

(1) 0.2<|f1/f3|<0.8

(2) 0.01<|f/f2|<0.7

(3) 0.01<|f1/f1-1|<0.5

(4) 0.7<|f1-2/f1|<1.0

(5) |f3/f3-1|<0.6

(6) 0.5<|f3/f3-2|<0.95

где f... - фокусные расстояния соответствующих групп линз или объектива. У объектива большой задний отрезок (до 100 мм), светосила 1:4, он работает в видимой области спектра (0,486...0,656 нм).

Задачей настоящего изобретения является создание телецентрического объектива с расширенным спектральным диапазоном от 0,5 до 0,9 мкм, в частности для поддиапазонов: 0,5÷0,6; 0,6÷0,7; 0.79÷0,9 мкм в единой фокальной плоскости и высоким качеством изображения по всему полю.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в телецентрическом объективе, содержащем три группы линз из трех, одной и семи линз соответственно, первая группа Г1 включает вторую отрицательную линзу, вторая группа Г2 - четвертую положительную линзу, третья группа Г3 - пятую линзу - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, шестую положительную линзу, одиннадцатую положительную линзу, при этом, в отличие от известного, первая и восьмая линзы выполнены в виде отрицательных менисков, обращенных выпуклостью к предмету, вторая линза - двояковогнутая, третья, шестая и девятая - двояковыпуклые, четвертая - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, седьмая и десятая - отрицательные мениски, обращенные выпуклостью к изображению, одиннадцатая - мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Рекомендуется, чтобы в объективе выполнялись следующие соотношения фокусных расстояний (ф.р.) групп и подгрупп линз:

1.2<|f1/f3|<2.0

1.0<|f1/f1-1|<1.8

4.0<|f1-2/f1|<9.0

0.6<|f3/f3-1|<0.8

0.37<|f3/f3-2|<0.49, где

f1 - ф.р. группы Г1 (линзы 1, 2 и 3);

f3 - ф.р. группы Г3 (линзы 5-11);

f1-1 - ф.р. первой линзы;

f1-2 - ф.р. подгруппы из 2 и 3 линз;

f3-1 - ф.р. подгруппы из 5, 6 и 7 линз;

f3-2 - ф.р. подгруппы из 8, 9, 10 и 11 линз.

Предложенное выполнение объектива позволяет получить построение качественного изображения в единой фокальной плоскости одновременно в трех спектральных диапазонах: Δλ1=0,5÷0,6; Δλ2=0,6÷0,7; Δλ3=0,79÷0,9 мкм.

Оптическая схема поясняется чертежом.

Объектив состоит из 11 одиночных линз, сгруппированных в группы Г1 из трех линз, Г2 - одна линза, апертурной диафрагмы (АД) и группы Г3 из 7 линз. Эти линзы суть, по ходу луча: 1 - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету Г1-1; 2 - двояковогнутая линза; 3 - двояковыпуклая линза; при этом линзы 2 и 3 образуют подгруппу Г1-2; 4 - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету (Г2); 5 - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, 6 - двояковыпуклая линза, 7 - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, при этом линзы 5, 6 и 7 образуют подгруппу Г3-1; 8 - отрицательный мениск, аналогичный мениску 5; 9 - двояковыпуклая линза, 10 - отрицательный мениск, аналогичный мениску 7, 11 - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, при этом линзы 8, 9, 10 и 11 образуют подгруппу Г3-2. Между группами Г2 и Г3 расположена апертурная диафрагма 12.

Конструктивные параметры варианта исполнения объектива следующие:

РадиусыТолщиныМарка стеклаДиаметры поверхн.
R1=45,0838,5
d1=5,0TK21
R2=22,1831,4
d2=8,0
R3=-3311,030,8
d3=5,0ТФ2
R4=27,2928,4
d4=8,7
R5=159,9630,4
d5=8,0ТФ2
R6=-41,431,1
d6=8,3
R7=-35,428,6
d7=8,0OK4
R8=25,5929,1
d8=25,0
R9=0,011,9
d9=13,7
R10=113,1819,3
d10=5,0К8
R11=26,0621,2
d11=2,0
R12=30,2723,5
d12=10,0OK4
R13=-24,7725,0
d13=1,9
R14=-22,825,0
d14=5,0ТФ2
R15=-35,0828,0
d15=10,0
R16=218,331,7
d16=5,0К8
R17=32,6632,9
d17=3,0
R18=41,8635,4
d18=12,0ОК4
R19=-29,5136,0
d19=10,1
R20=-32,0632,9
d20=5,0ТК21
R21=-73,6235,3
d21=10,0
R22=137,7237,8
d22=8,0К8
R23=610,938,0

Фокусные расстояния групп линз и их соотношения у данного варианта исполнения следующие:

f1=-115,9|f1:f3|=1,53
f3=75,07|f1:f1-1|=1,56
f1-1=-73,79|f1-2:f1|=6,1
f1-2=709,2|f3:f3-1|=0,67
f3-1=112,02|f3:f3-2|=0,44
f3-2=170,14

Параметры такого варианта исполнения объектива:

- рабочий спектральный диапазон0,5÷0,9 мкм;
- фокусное расстояние40,0 мм;
- задний фокальный отрезок25,2 мм;
- угловое поля зрения54°
- линейное поле в пространстве изображений⊘40 мм;
- относительное отверстие1:6,0.

Объектив предназначен для работы с ПЗС-приемником. Он дает изображение объектов на приемник ПЗС-матрицы. Поэтому он рассчитан с учетом установки в промежуток SF' рзащитного стекла оптико-электронного блока, стекла светофильтра и фотоприемника толщиной соответственно 5 мм, 3 мм и 0,4 мм.

Качество изображения объектива характеризуются его ЧКХ.

Так, для частоты N=70 лн/мм контраст изображения составляет порядка:

Диапазон, мкм
0,5÷0,60,6÷0,70,79÷0,9
Мер.Саг.Мер.Саг.Мер.Саг.
Точка на оси0,670,60,5
Середина поля зрения0,580,640,580,580,510,55
Край поля зрения0,430,560,380,530,420,46

где мер. - меридианальное сечение;

саг. - сагиттальное сечение.

1. Телецентрический объектив, содержащий три группы линз: из трех, одной и семи линз по ходу луча, из них первая группа Г1 включает вторую отрицательную линзу, вторая группа Г2 - четвертую положительную линзу, третья группа Г3 - пятую линзу - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, шестую положительную линзу, одиннадцатую положительную линзу, отличающийся тем, что первая и восьмая линзы - отрицательные мениски, обращенные выпуклостью к предмету, вторая - двояковогнутая, третья, шестая и девятая - двояковыпуклые, четвертая - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, седьмая и десятая - отрицательные мениски, обращенные выпуклостью к изображению, одиннадцатая - мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

2. Телецентрический объектив по п.1, отличающийся тем, что в нем выполняются следующие соотношения:

1,2<|f1/f3|<1,8,

1,0<|f1/f1-1|<2,0,

4,0<|f1-2/f1|<8,0,

0,6<|f3/f3-1|<0,8,

0,2<|f3/f3-2|<0,49,

где f1 - фокусное расстояние (ф.р.) группы Г1 (линзы 1, 2 и 3);

f3 - ф.р. группы Г3 (линзы 5-11);

f1-1 - ф.р. первой линзы Г1-1;

f1-2 - ф.р. подгруппы Г1-2 из 2 и 3 линз;

f3-1 - ф.р. подгруппы Г3-1 из 5, 6 и 7 линз;

f3-2 - ф.р. подгруппы Г3-2 из 8, 9, 10 и 11 линз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с переменным фокусным расстоянием, и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗС-матрице.

Объектив // 2262726
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив приборов ночного и дневного видения. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к широкоугольным проекционным объективам, используемым, например, для проецирования изображений, формируемых DMD и LCD модуляторами.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться как объектив переноса изображения с экрана электронно-оптического преобразователя на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к длиннофокусным линзовым объективам, и может быть применено в различных оптико-фотографических и оптико-электронных приборах для высокоразрешающего формирования изображения в широком спектральном диапазоне, в частности в панхроматической аэросъемочной и космической аппаратуре для исследования природных ресурсов Земли.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к классу апохроматических объективов с дифракционным качеством изображения, и может быть использовано в различных оптико-электронных приборах для формирования изображения объектов земной поверхности через реальную атмосферу.

Изобретение относится к киносъемочной аппаратуре. .

Изобретение относится к кинотехнике, а именно к киносъемочной аппаратуре. .

Изобретение относится к кинотехнике, а именно к киносъемочной аппаратуре. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в телевизионных системах. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым проекционным объективам, которые могут найти широкое применение для наблюдения труднодоступных объектов.

Изобретение относится к медицинской технике и м.б. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к монохроматическим объективам, работающим совместно с лазерами. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фокусировки излучения лазера. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в скоростных кинокамерах с призменной компенсацией и непрерывным движением кинопленки.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить рабочий диапазон увеличений , В первом компоненте объектива перед двусклеенной линзой 3, 4 размещены отрицательные мениски 1, 2, обращенные выпуклостями к апертурной диафрагме 12.
Наверх