Объектив

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Анохина Людмила Васильевна Шарова Татьяна Георгиевна Цуркан Виктория Леонидовна Крумкач Василий Иванович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Объектив, содержащий последовательно расположенные на оптической оси первый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, отрицательную двусклеенную линзу, первую и вторую одиночные двояковыпуклые линзы, второй положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, первую двояковогнутую линзу и апертурную диафрагму, отличающийся тем, что содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений и расположенный между отрицательной двусклеенной и первой одиночной двояковыпуклой линзами, вторую двояковогнутую линзу, расположенную между первой и второй одиночными двояковыпуклыми линзами, отрицательная двусклеенная линза состоит из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, апертурная диафрагма расположена на первой поверхности отрицательного мениска, расстояние между первым положительным мениском и отрицательной двусклеенной линзой составляет не менее 0,1 фокусного расстояния объектива, а расстояние между вторым положительным мениском и первой двояковогнутой линзой составляет не менее 0,2 фокусного расстояния объектива. Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам,и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗС-матрице. Известен светосильный длиннофокусный объектив 1, содержащий апертурную диафрагму, первый компонент - положительный, выполненный склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент, выполненный склеенным из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, третий компонент - отрицательный, выполненный в виде одиночной двояковогнутой линзы, четвертый компонент, выполненный склеенным из положительного мениска и двояковыпуклой линзы, пятый и шестой компоненты - одиночные отрицательные мениски, обращенные выпуклой поверхностью к пространству изображений. Недостатками объектива являются относительно небольшой спектральный диапазон,не превышающий 200 нм, и дисторсия, достигающая 2 для угла поля зрения 10. Наиболее близким к предлагаемому объективу является светосильный объектив 2,содержащий восемь установленных последовательно на оптической оси компонентов и апертурную диафрагму, первый и второй компоненты которого выполнены в виде положительных менисков, обращенных вогнутыми поверхностями к пространству изображений, третий компонент - отрицательная двусклеенная линза, состоящая из двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый и пятый компоненты выполнены в виде двояковыпуклых линз,шестой компонент - положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, седьмой компонент - двояковогнутая линза, восьмой компонент положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений,при этом апертурная диафрагма установлена между вторым и третьим компонентами. Недостатками прототипа являются относительно небольшой спектральный диапазон,не превышающий 140 нм (от 680 нм до 820 нм), небольшое поле зрения 220 и достаточно большая дисторсия 0,7 на этом угле поля зрения. Задачей полезной модели является увеличение спектрального диапазона до 400 нм,увеличение угла поля зрения до 36, уменьшение дисторсии на этом угле поля зрения до 0,003 мм, что составляет менее 1 при сохранении высокого качества изображения. Сущность полезной модели заключается в том, что объектив содержит последовательно расположенные на оптической оси первый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, отрицательную двусклеенную линзу, первую и вторую одиночные двояковыпуклые линзы, второй положительный мениск,обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, первую двояковогнутую линзу и апертурную диафрагму, в отличие от прототипа дополнительно содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений и расположенный между отрицательной двусклеенной и первой одиночной двояковыпуклой линзами, вторую двояковогнутую линзу, расположенную между первой и второй одиночными двояковыпуклыми линзами, отрицательная двусклеенная линза состоит из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, апертурная диафрагма расположена на первой поверхности отрицательного мениска, расстояние между первым положительным мениском и отрицательной двусклеенной линзой составляет не менее 0,1 фокусного расстояния объектива, а расстояние между вторым положительным мениском и первой двояковогнутой линзой составляет не менее 0,2 фокусного расстояния объектива. 2 70892011.02.28 Введение отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, между отрицательной двусклеенной и первой двояковыпуклой линзами и второй двояковогнутой линзы между первой и второй одиночными двояковыпуклыми линзами, выполнение второго компонента в виде двусклеенной отрицательной линзы, состоящей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, позволяют наилучшим образом скомпенсировать вторичный спектр в объективе и тем самым обеспечить высокое качество изображения. С целью увеличения угла поля зрения в пространстве предметов при отсутствии виньетирования апертурная диафрагма расположена на первой поверхности отрицательного мениска и расстояние между первым положительным мениском и двусклеенной отрицательной линзой составляет не менее 0,1 фокусного расстояния объектива. Использование в качестве последнего компонента первой двояковогнутой линзы, расположенной на расстоянии не менее 0,2 фокусного расстояния объектива от второго положительного мениска, обеспечивает окончательную коррекцию дисторсии, астигматизма и кривизны изображения. Предлагаемый объектив работает в спектральном диапазоне(450850) нм, имеет фокусное расстояние 45 мм, относительное отверстие 12,4 и поле зрения 236,4. Объектив имеет высокое качество изображений сферическая аберрация для края зрачка не превышает 0,01 мм, дисторсия не превышает 0,0016 мм, что составляет менее 0,5 , хроматизм увеличения для края поля зрения не превышает 0,006 мм. Такое исправление аберраций обеспечивает концентрацию энергии в кружке 0,016 мм не менее 85 для точки на оси и не менее 73 для крайних точек поля зрения. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции для пространственной частоты 50 мм-1 в точке на оси у 0 составляют не менее 0,5, на краю поля зрения 236,4 не менее 0,4, что позволяет получать на приемнике изображения малых контрастов. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива. На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз объектива и характеристики стекол, где- радиусы кривизны поверхностей линз, Св. - световой диаметр линз,расстояния между поверхностями линз, е - показатель преломления стекол линз для линии(546 нм),- число Аббе для линии . На фиг. 3 приведены графики поперечной сферической аберрации объектива и графики аберраций широких наклонных пучков меридионального сечения для углов поля зрения 18 и 12. На фиг. 4 приведены графики аберраций широких наклонных пучков сагиттального сечения для углов поля зрения 18 и 12. На фиг. 5 приведены графики дисторсии, меридиональной и сагиттальной кривизны поля зрения. На фиг. 6 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристикидля точки на оси. Частотно-контрастные характеристики объектива рассчитаны в соответствии с таблицей коэффициентов спектральной эффективности актиничного потока излучения С, приведенной ниже. Объектив (фиг. 1) состоит из последовательно расположенных на оптической оси девяти линз. Первая линза выполнена в виде положительного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Вторая линза - двусклеенная из двояковогнутой 2 и двояковыпуклой линз 3 - расположена относительно первой на расстоянии 5,2 мм, что составляет не менее 0,1 фокусного расстояния объектива. Третья лин 3 70892011.02.28 за 4 выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, на первой поверхности которого расположена апертурная диафрагма. Четвертая линза 5 и шестая линза 6 - двояковыпуклые, пятая линза 7 и восьмая линза 8 - двояковогнутые. Седьмая линза 9 выполнена в виде положительного мениска,обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Двусклеенная отрицательная линза 2, 3 выполнена с использованием таких материалов, как стекла марок ОФ 4 с особым ходом дисперсии и ТК 21. Первая двояковогнутая линза 8 выполнена из стекла марки ЛК 3. Выбор марок стекол осуществлен таким образом,чтобы обеспечить, с одной стороны, минимальный хроматизм увеличения, не превышающий 0,006 мм, и минимальные значения сферо-хроматической аберрации, тем самым расширить спектральный диапазон до 400 нм, а с другой стороны, минимальное изменение фокусного расстояния и заднего фокального отрезка при изменении температуры. Объектив работает следующим образом параллельный пучок света с углом поля зрения 18 попадает в объектив и, преломившись через поверхностилинз 1-9, фокусируется в плоскости изображения, где расположена ПЗС-матрица. Графики аберраций, приведенные на фиг. 3-6, подтверждают, что объектив имеет хорошее качество изображения по всему полю зрения в спектральном диапазоне от 450 нм до 850 нм. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5