Объектив с вынесенным входным зрачком

Объектив может быть использован в телескопических системах, в микроскопах и других оптических приборах, в том числе в ИК-системах. Объектив с вынесенным входным зрачком состоит из трех компонентов. Первый - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Второй склеен из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Третий компонент состоит по ходу лучей из двояковыпуклой и двояковогнутой одиночных линз. Радиус седьмой оптической поверхности по ходу лучей по модулю больше радиуса восьмой оптической поверхности. Радиус второй оптической поверхности по ходу лучей может быть равен по модулю радиусу четвертой оптической поверхности. Технический результат - повышение качества изображения и увеличение заднего фокального отрезка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может быть использовано в телескопических системах, в микроскопах и других оптических приборах, в том числе в ИК-системах.

Известен окуляр Эрфле, описанный в книге Г.Г. Слюсарева «Расчет оптических систем», Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1975 г., стр. 160, табл. II.11, который может быть использован в обратном ходе лучей в качестве объектива с вынесенным входным зрачком, состоящий из трех компонентов, первого - склеенного из двух линз по ходу лучей отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, второго - склеенного из двух линз по ходу лучей отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы и третьего - одиночной двояковыпуклой линзы. Однако данный объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 23,37 мм для длины волны 656 нм, с относительным отверстием 1:9, угловым полем в пространстве предметов 2W=50 град., при выносе входного зрачка на 12,55 мм перед первой поверхностью имеет недостаточно большой задний фокальный отрезок, а именно 8,59 мм.

Известен окуляр Эрфле, описанный в книге Г.Г. Слюсарева «Расчет оптических систем», Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1975 г., стр. 161, табл. II.12, который может быть использован в обратном ходе лучей в качестве объектива с вынесенным входным зрачком, являющийся наиболее близким аналогом и состоящий из трех компонентов, первого - одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к предмету, второго - склеенного из двух линз по ходу лучей: двояковогнутой и двояковыпуклой и третьего - склеенного из двух линз по ходу лучей: двояковыпуклой и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Однако данный объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 23,37 мм для длины волны 656 нм, с относительным отверстием 1:9, угловым полем в пространстве предметов 2W=50 град., при выносе входного зрачка на 12,55 мм перед первой поверхностью имеет недостаточное качество изображения, в частности астигматические отрезки, астигматизм и дисторсию, и недостаточно большой задний фокальный отрезок, а именно 11,29 мм.

Задачей заявляемого изобретения является создание объектива с вынесенным входным зрачком с повышенными техническими и оптическими характеристиками.

Технический результат - повышение качества изображения и увеличение заднего фокального отрезка.

Это достигается тем, что в объективе с вынесенным входным зрачком, состоящим из трех компонентов, первого - одиночной положительной линзы, обращенной выпуклостью к изображению, второго - склеенного из двух линз и включающего в себя двояковыпуклую и отрицательную линзы, третьего - состоящего по ходу лучей из двояковыпуклой и отрицательной линз, в отличие от известного, первый компонент выполнен в виде мениска, во втором компоненте по ходу лучей первой расположена двояковыпуклая линза, а за ней мениск, обращенный выпуклостью к изображению, а в третьем компоненте линзы одиночные и отрицательная линза выполнена двояковогнутой, и, кроме того, радиус седьмой оптической поверхности по ходу лучей по модулю больше радиуса восьмой оптической поверхности. Помимо того, радиус второй оптической поверхности по ходу лучей может быть по модулю равен радиусу четвертой оптической поверхности.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива с вынесенным входным зрачком.

Объектив состоит из трех компонентов, первый из которых - одиночный положительный мениск 1, обращенный выпуклостью к изображению, второй - склеенный из двух линз по ходу лучей: из двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению, и третий, состоящий из двух одиночных линз, первая из которых по ходу лучей двояковыпуклая линза 4, а вторая - двояковогнутая линза 5.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).

В соответствии с предложенным решением рассчитаны два варианта исполнения пятилинзовых объективов с вынесенным входным зрачком, исправленные в спектральном диапазоне от 600 нм до 700 нм. Конструктивные параметры объектива по первому варианту исполнения приведены в табл. 1.

Входной зрачок расположен на расстоянии 12,55 мм перед первой оптической поверхностью.

Характеристики рассчитанного объектива по I варианту исполнения:

фокусное расстояние 23,37 мм
относительное отверстие 1:9
угловое поле в пространстве предметов 50 град
задний фокальный отрезок 12,11 мм

В предлагаемом варианте имеет место условие:

;

где R7, R8 - радиусы седьмой и восьмой оптических поверхностей по ходу лучей.

Конструктивные параметры объектива по второму варианту исполнения приведены в табл. 2.

Входной зрачок расположен на расстоянии 12,55 мм перед первой оптической поверхностью.

Характеристики рассчитанного объектива по II варианту исполнения:

фокусное расстояние 23,37 мм
относительное отверстие 1:9
угловое поле в пространстве предметов 50 град
задний фокальный отрезок 12,02 мм

В предлагаемом варианте имеют место условия:

;

;

где R2, R4, R7, R8 - радиусы второй, четвертой, седьмой и восьмой оптических поверхностей по ходу лучей.

Для двух вариантов рассчитанных объективов с вынесенным входным зрачком и ближайшего аналога для λ=656 нм аберрации приведены в табл. 3

Предлагаемый объектив по сравнению с ближайшим аналогом имеет большее значение заднего фокального отрезка, равного 12,11 мм для первого варианта исполнения объектива и 12,02 мм для второго варианта, а также меньшие значения астигматических отрезков, астигматизма и дисторсии.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан объектив с вынесенным входным зрачком с повышенным качеством изображения, увеличенным задним фокальным отрезком и улучшенными аберрационными характеристиками.

1. Объектив с вынесенным входным зрачком, состоящий из трех компонентов, первого - одиночной положительной линзы, обращенной выпуклостью к изображению, второго - склеенного из двух линз и включающего в себя двояковыпуклую и отрицательную линзы, третьего - состоящего по ходу лучей из двояковыпуклой и отрицательной линз, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде мениска, во втором компоненте по ходу лучей первой расположена двояковыпуклая линза, а за ней мениск, обращенный выпуклостью к изображению, а в третьем компоненте все линзы одиночные, отрицательная линза выполнена двояковогнутой, и, кроме того, радиус седьмой оптической поверхности по ходу лучей по модулю больше радиуса восьмой оптической поверхности.

2. Объектив с вынесенным входным зрачком по п. 1, отличающийся тем, что радиус второй оптической поверхности по ходу лучей по модулю равен радиусу четвертой оптической поверхности.



 

Похожие патенты:

Объектив // 2532560
Изобретение может быть использовано в качестве объектива телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемника дальномера. Объектив содержит по ходу луча первый компонент в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы.

Объектив выполнен из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент с оптической силой φI содержит мениск с оптической силой φI,1, обращенный вогнутой стороной к изображению.

Объектив может быть использован для работы в ИК-диапазоне длин волн в тепловизионных приборах. Объектив содержит четыре компонента: первый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, третий - одиночный мениск, четвертый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Объектив // 2451312
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗС-матрице.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в тепловизионных приборах, приемники которых чувствительны в инфракрасной (ИК) области спектра, в частности в диапазоне спектра =8-14 мкм.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например в визуальных и в ИК-системах. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться в качестве объектива в цифровых наблюдательных приборах с формированием изображения на ПЗС-матрице, в том числе в современных приборах ночного видения, фото- и видеокамерах, проекционных приборах.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а точнее к объективам, работающим с ПЗС-приемниками, и может быть использовано для получения информации от внешних объектов.

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах. Объектив содержит четыре одиночных мениска, обращенных вогнутостью к изображению. Первый мениск - положительный, второй - положительный, выполненный из материала с отрицательным температурным коэффициентом показателя преломления, третий - отрицательный, выполненный из материала с положительным температурным коэффициентом показателя преломления и малым значением показателя дисперсии, четвертый - положительный. Между фокусными расстояниями линз выполняются соотношения: F1/F0=1,7÷2,2; F0/F2=0,15÷0,55; |F3|/F0=1,6÷3,0; F4/F0=0,6÷1,0; где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно. Технический результат - повышение качества изображения объектива в широком диапазоне температур при большом относительном отверстии и угле поля зрения. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Объектив может быть использован в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, третий - отрицательный. Все мениски обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображений. Первый и четвертый мениски выполнены из германия, а второй и третий - из селенида цинка. Третий мениск выполнен подвижным вдоль оптической оси. Выполняются следующие соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=(0,75÷0,83):(0,3÷0,64):-(0,69÷1,5):(1,30÷1,77), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков; D2/f′=0,18÷0,42; D6/f=0,34÷0,60, где D2 - воздушный промежуток между первым и вторым менисками, f′ - эквивалентное фокусное расстояние объектива; D6 - воздушный промежуток между третьим и четвертым менисками. Технический результат - повышение относительного отверстия объектива при сохранении высокого контраста изображения и обеспечение неизменности фокусного расстояния в диапазоне температур от -40°C до +50°C. 3 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Телеобъектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, а третий - отрицательный. Все мениски обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображений. Первый мениск выполнен из германия, а остальные - из селенида цинка. Третий мениск выполнен подвижным вдоль оптической оси. Выполняются следующие соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=(1,15÷1,27):(0,9÷1,15):-(2,8÷3,8):(1,5÷2,7), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков; D2/f′=0,15÷0,35; D6/f′=0,25÷0,45, где D2 - воздушный промежуток между первым и вторым менисками, f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива; D6 - воздушный промежуток между третьим и четвертым менисками. Технический результат - уменьшение длины и массы телеобъектива при сохранении высокого контраста изображения и обеспечение неизменности фокусного расстояния в диапазоне температур от -40°С до +50°С. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области ИК-оптики и может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, не требующими охлаждения до криогенных температур, чувствительных в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив содержит первый отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений, выполненный из германия, второй положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений, выполненный из бескислородного стекла ИКС-25, третий отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений, выполненный из селенида цинка или сульфата цинка, и четвертый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений, выполненный из германия. На первую поверхность первого мениска нанесено алмазоподобное просветляющее покрытие. Выполняются соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=-(0,11÷0,23):(1,44÷1,70):-(0,68÷0,92):(1,04÷1,21), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков. Технический результат - обеспечение стойкости объектива к воздействию внешних условий (температура, влажность), что позволяет использовать объектив без дополнительного защитного стекла. 3 ил., 3 табл.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, а третий - отрицательный. Все мениски обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображений. Первый и четвертый мениски выполнены из германия, а второй и третий - из селенида цинка. Третий мениск выполнен подвижным вдоль оптической оси. Выполняются следующие соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=(0,70÷0,78):(0,18÷0,57):-(1,0÷1,78):(1,9÷2,5), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков; D2/f′э=0,6÷0,7, где D2 - воздушный промежуток между первым и вторым менисками, f′э - эквивалентное фокусное расстояние объектива. Технический результат - повышение технологичности, качества изображения при расширенных допусках изготовления и сборки объектива, неизменность фокусного расстояния объектива при термокомпенсации объектива в диапазоне температур от минус 40°C до +50°C. 4 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах. Светосильный объектив состоит из четырех расположенных по ходу лучей линз: первая и вторая линзы - одиночные положительные мениски, обращенные вогнутостью к изображению. Третья линза - одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Четвертая линза - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Первая и четвертая линзы выполнены из германия, а вторая и третья - из селенида цинка. Радиус второй оптической поверхности по ходу лучей по модулю равен радиусу шестой оптической поверхности по ходу лучей. Технический результат - повышение качества изображения при уменьшении габаритов. 1 ил., 2 табл.

Объектив может быть использован в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, не требующими охлаждения до криогенных температур и чувствительными в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив содержит четыре компонента: три мениска и двояковыпуклую линзу. Первый мениск - положительный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, его вторая поверхность выполнена асферической с коэффициентом асферичности K=0,2÷0,4. Второй мениск - положительный, обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Третий мениск - отрицательный, выполнен из селенида цинка и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Второй мениск и линза выполнены из бескислородного стекла ИКС-25 или халькогенидного стекла IRG-26. Выполняются соотношения: ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4=(0,005÷0,06):(1,2÷2,0):-(1,2÷2,2):(0,9÷1,7), где ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого компонентов. Технический результат - увеличение поля зрения, повышение пропускания, упрощение конструкции, расширение температурного диапазона работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, работающих в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, закрепленные в корпусе из алюминиевого сплава. Первый мениск - положительный, имеет асферическую вогнутую поверхность и выполнен из германия. Второй мениск - положительный, имеет асферическую вогнутую поверхность и выполнен из бескислородного стекла ИКС-25 или халькогенидного стекла IRG-26. Третий мениск - отрицательный, выполнен из селенида цинка. Четвертый мениск - положительный, выполнен из бескислородного стекла ИКС-25 или халькогенидного стекла IRG-26. Все мениски обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображений. Выполняются следующие условия: ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4=(0,006÷0,1):(1,1÷1,5):-(1,1÷2,7):(1,1÷2,0), где ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков; К1=2,3÷10, К2=0,55÷1,8, где К1, К2 - коэффициенты асферичности вогнутой поверхности соответственно первого и второго менисков. Технический результат - увеличение поля зрения, увеличение относительного отверстия, повышение качества изображения, упрощение оптической схемы и повышение коэффициента пропускания объектива. 5 ил., 6 табл.

Изобретение может быть использовано в объективах, работающих в дальнем ИК-диапазоне. Объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей. Первый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, третий - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и четвертый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Первый и четвертый компоненты выполнены из германия, второй и третий - из селенида цинка. Все оптические поверхности выполнены сферическими. Выполняются соотношения: |R5|>|R6|, |R5|≤|R2|, |R3|≥|R8|, где R2, R3, R5, R6, R8 – радиусы, соответственно, второй, третьей, пятой, шестой и восьмой оптических поверхностей. |R3| может быть больше или меньше |R6|. Технический результат - увеличение относительного отверстия при высоком качестве изображения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение может быть использовано в наблюдательных приборах и телевизионных обзорных комплексах. Объектив содержит апертурную диафрагму и четыре компонента. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Второй - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Третий - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, склеенный из отрицательного и положительного менисков. Четвертый - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Фокусные расстояния компонентов удовлетворяют условиям: F0/F1=0,1÷1,0; F2/F0=0,5÷0,9; F0/|F3|=0,1÷1,0; |F4|/F0=0,5÷0,9, где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно. Технический результат - повышение качества изображения, уменьшение длины и увеличение рабочего отрезка объектива. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

Объектив может быть использован в телескопических системах, в микроскопах и других оптических приборах, в том числе в ИК-системах. Объектив с вынесенным входным зрачком состоит из трех компонентов. Первый - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Второй склеен из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Третий компонент состоит по ходу лучей из двояковыпуклой и двояковогнутой одиночных линз. Радиус седьмой оптической поверхности по ходу лучей по модулю больше радиуса восьмой оптической поверхности. Радиус второй оптической поверхности по ходу лучей может быть равен по модулю радиусу четвертой оптической поверхности. Технический результат - повышение качества изображения и увеличение заднего фокального отрезка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Наверх