Светосильный объектив

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Любанец Галина Казимировна Чеботарев Анатолий Васильевич Шарова Татьяна Георгиевна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Светосильный объектив, содержащий по направлению хода луча отрицательный двухлинзовый склеенный блок, положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, положительный склеенный блок, мениск, двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, отличающийся тем, что введена группа линз, расположенная за двояковогнутой линзой, состоящая из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости предмета, двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, при этом отрицательный двухлинзовый склеенный блок состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и обращен вогнутостью к плоскости изображения, положительный мениск выполнен двухлинзовым склеенным блоком, состоящим из положительного и отрицательного менисков, положительный склеенный блок дополнен отрицательной двояковогнутой линзой, а мениск выполнен положительным, обращенным вогнутостью к плоскости изображения. 49602008.12.30 Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к линзовым объективам, и может быть использована преимущественно в оптико-электронных аппаратах, обладающих высокой разрешающей способностью, большим относительным отверстием и работающих в широкой области спектра. Известен фотографический объектив 1 для высокоразрешающего формирования изображения в широком спектральном диапазоне. Объектив содержит два компонента первый положительный, состоящий из трех одиночных линз, первая из которых положительная двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третья - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - отрицательный, состоящий из четырех одиночных линз, первая - двояковогнутая, вторая - двояковогнутая, третья - двояковыпуклая, а четвертая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Объектив обладает высокой коррекцией как монохроматических, так и хроматических аберраций в области спектра(500900)нм. Недостатками указанного объектива являются небольшая светосила и снижение качества изображения за счет терморасстраиваемости при изменении температуры окружающей среды. Расчет терморасстраиваемости объектива, приведенного в описании, показал, что изменение температуры на 5 С вызывает дефокусировку на 0,08 мм, что приводит к снижению качества изображения. В таких объективах необходимо применение служебных систем, контролирующих состояние оптической системы объектива и, при необходимости, отрабатывающих его расфокусировку, что усложняет конструкцию и увеличивает вес аппарата. Из известных объективов наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели можно выбрать в качестве прототипа апо-хроматический объектив 2. Объектив состоит из последовательно расположенных по ходу лучей двух компонентови . Компонентвыполнен из отрицательного двухлинзового склеенного блока,состоящего из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, положительного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, положительного двухлинзового склеенного блока, состоящего из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, и двояковыпуклой линзы. Компонентвыполнен из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения, двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Объектив относится к классу систем с дифракционным качеством и апохроматической коррекцией вторичного спектра в спектральном диапазоне(460900)нм, низкой терморасстраиваемостью. Недостатками указанного объектива являются низкая светосила 15,6, не позволяющая производить фотографирование слабоосвещенных объектов, и недостаточное угловое поле зрения - 8. Технической задачей настоящей полезной модели является создание термокомпенсированного объектива, предназначенного для работы в открытом космосе без размещения в термоконтейнере, с фокусным расстоянием 250 мм, с относительным отверстием/3 и угловым полем 11,5 с обеспечением высокого качества изображения, в спектральном диапазоне(420860)нм, и с сохранением этого качества при колебании температуры окружающей среды. Технический результат, обеспечивающий получение высокого качества изображения в широкой области спектра, достигается созданием объектива, состоящего из тринадцати линз в девяти компонентах. В светосильном объективе, содержащем по направлению хода луча отрицательный двухлинзовый склеенный блок, положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, положительный склеенный блок, мениск, двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, в отличие от прототипа введена группа линз, расположенная за двояковогнутой линзой и состоящая из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости предмета, двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного 2 49602008.12.30 вогнутостью к плоскости изображения, при этом отрицательный двухлинзовый склеенный блок состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и обращен вогнутостью к плоскости изображения, положительный мениск выполнен двухлинзовым склеенным блоком,состоящим из положительного и отрицательного менисков, положительный склеенный блок дополнен отрицательной двояковогнутой линзой, а мениск выполнен положительным, обращенным вогнутостью к плоскости изображения. Введение склеенных блоков позволило изменить спектральный диапазон до(420860) нм и увеличить относительное отверстие, введение менисков обеспечивает высококачественную коррекцию полевых аберраций, что позволило увеличить поле зрения объектива до 11,5, а относительное отверстие до 13. Высокое качество изображения сохраняется при изменении температуры окружающей среды также за счет выбора марок стекол с низкими термооптическими и теплотехническими характеристиками и построения термокомпенсированной схемы объектива. На фигуре изображена принципиальная оптическая схема предлагаемого объектива. В таблице представлены конструктивные параметры линз объектива и характеристики использованных стекол. Объектив состоит из последовательно расположенных по ходу лучей отрицательного двухлинзового склеенного блока 1, состоящего из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенного вогнутостью к плоскости изображений, положительного склеенного мениска 2, состоящего из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения, положительного трехлинзового склеенного блока 3,состоящего из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, положительного мениска 4, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6,отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к плоскости предмета, двояковыпуклой линзы 8 и отрицательного мениска 9, обращенного вогнутостью к плоскости изображения. Для объективов, работающих с ПЗС-матрицей, параметрами, характеризующими качество изображения, является широкая область спектра ((460900)нм), относительное отверстие, значение коэффициентов передачи модуляции на частоте, определяемой размером пиксела, а также концентрация энергии в изображении точки на квадратной площадке, равной одному пикселу ПЗС-матрицы. Предлагаемый объектив имеет следующие характеристики фокусное расстояние - 250 мм относительное отверстие - 13 угловое поле зрения - 11,5 значение коэффициента передачи модуляции (КПМ) на пространственной частоте 70 мм-1 во всем спектральном диапазоне в пределах всего поля зрения - не ниже 0,57-0,7. Фотограмметрическая дисторсия не превышает 0,004 мм, дифференциальная хроматическая дисторсия не более 0,002 мм. Объектив работает следующим образом световой поток от предмета проходит через линзы 1-9 и формирует изображение в фокальной плоскости, обеспечивая построение изображения в различных спектральных диапазонах. Объектив можно отнести к классу светосильных систем с апохроматической коррекцией вторичного спектра. Терморасстраиваемость объектива в условиях изменения окружающей среды на 5 С не превышает 0,008 мм, что не приводит к изменению КПМ. В объективе обеспечен близкий к телецентрическому ход лучей в пространстве изображений, что позволяет использовать в качестве приемника информации- матрицы сериис микролинзами на поверхности , которые в 34 раза повышают чувствительность фотокамеры. 3 49602008.12.30 Таким образом, предложенный объектив позволяет увеличить относительное отверстие в 1.8 раза, угловое поле зрения в 1.4 раза по сравнению с прототипом и обеспечить в условиях открытого космоса высокое качество изображения, по всему полю и в узких спектральных диапазонах в области(420860)нм. Конструктивные параметры линз объектива и характеристики использованных стекол Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4