Светосильный объектив

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кунделева Наталия Ефимовна Тареев Анатолий Михайлович Николаева Анна Петровна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Светосильный объектив, содержащий установленные по ходу луча силовой и коррекционный компоненты, причем силовой компонент содержит положительную двусклеенную линзу, отрицательный мениск, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз,и одиночный положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, а коррекционный компонент содержит одиночный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, и одиночную линзу, отличающийся 11764 1 2009.04.30 тем, что отрицательный мениск силового компонента обращен вогнутой поверхностью к пространству предметов и установлен перед одиночным положительным мениском силового компонента, выполненным из материала с числом Аббе более 81, одиночный мениск коррекционного компонента выполнен положительным и установлен перед одиночной линзой коррекционного компонента, выполненной двояковогнутой, при этом расстояние между отрицательным и положительным менисками силового компонента составляет не менее 0,3 фокусного расстояния объектива, а сумма оптических сил силового и коррекционного компонентов не превышает 0,004 мм-1. Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив с формированием изображения на ПЗС-матрице. Известен объектив из пяти компонентов 1, первый компонент которого отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов и склеенный из отрицательной и положительной линз, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, пятый компонент выполнен в виде положительной линзы, склеенной из положительной и отрицательной линз. Данный объектив имеет хорошее качество изображения при относительном отверстии не более 12,5 и угле поля зрения 23. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объективу является объектив 2, состоящий из силового и коррекционного компонентов. Силовой компонент состоит из положительной двухлинзовой склейки, одиночного мениска, отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов и установленного после одиночного мениска,коррекционный компонент выполнен в виде двух менисков, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу. Данная конструкция объектива обеспечивает относительно высокое качество изображения при относительном отверстии 11.5, угле поля зрения 212 в спектральном диапазоне (680880)нм. Коэффициент передачи контраста на частоте 50 мм-1 для точки на оси составляет 0,62. Задачей изобретения является повышение качества изображения путем повышения коэффициентов передачи модуляции при увеличении спектрального диапазона до (5601000) нм при сохранении относительного отверстия. Светосильный объектив, содержащий установленные по ходу луча силовой и коррекционный компоненты, причем силовой компонент содержит положительную двусклеенную линзу, отрицательный мениск, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз,и одиночный положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, а коррекционный компонент содержит одиночный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, и одиночную линзу, отличается от прототипа тем, что отрицательный мениск силового компонента обращен вогнутой поверхностью к пространству предметов и установлен перед одиночным положительным мениском силового компонента, выполненным из материала с числом Аббе более 81, одиночный мениск коррекционного компонента выполнен положительным и установлен перед одиночной линзой коррекционного компонента, выполненной двояковогнутой, при этом расстояние между отрицательным и положительным менисками силового компонента составляет не менее 0,3 фокусного расстояния объектива, а сумма оптических сил силового и коррекционного компонентов не превышает 0,004 мм-1. Конструкция отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, и одиночного положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображе 2 11764 1 2009.04.30 ний, изготовленного из материала с числом Аббе более 81, выбор расстояния между отрицательным и положительным менисками силового компонента не менее 0,3 фокусного расстояния объектива обеспечили высокую степень коррекции сферохроматических аберраций, комы и вторичного спектра в широком спектральном диапазоне (5601000) нм для точки на оси при относительном отверстии объектива не менее 11.5. Выполнение коррекционного компонента в виде одиночного положительного мениска,обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, и одиночной линзы,выполненной двояковогнутой и расположенной после положительного мениска, выбор сумм оптических сил силового и коррекционного компонентов, близких к 0, а именно не более 0,004 мм-1, позволяет исправить кривизну изображения, астигматизм и аберрации широких наклонных пучков. Предлагаемый светосильный объектив работает в спектральном диапазоне(5601000) нм, имеет фокусное расстояние 75 мм, относительное отверстие 11.5,входной зрачок диаметром 50 мм совпадает с первой поверхностью объектива, поле зрения объектива 26. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого светосильного объектива. На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз светосильного объектива и характеристики стекол, где- радиусы кривизны поверхностей линз,- расстояния между поверхностями линз, е - показатель преломления стекол линз для линии е (546 нм), - число Аббе для линии е. На фиг. 3 приведен график поперечной сферической аберрации светосильного объектива. На фиг. 4 приведены графики аберраций широких наклонных пучков меридионального сечения угла поля зрения 26. На фиг. 5 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) для точки на оси. На фиг. 6 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) для точки на краю поля зрения 26. Светосильный объектив (фиг. 1) состоит из силовогои коррекционногокомпонентов, установленных по ходу луча на оптической оси. Силовой компонент содержит положительную двусклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз, отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов и склеенный из двояковогнутой 3 и двояковыпуклой 4 линз, и одиночный положительный мениск 5, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Одиночный положительный мениск 5 изготовлен из стекла марки -52 фирмы, имеющего число Аббе 81,21. Расстояние между отрицательным и положительным менисками силового компонента равно 23 мм, что составляет 0,306 фокусного расстояния объектива. Фокусное расстояние силового компонента равно 76,82 мм. Коррекционный компонентсостоит из двух линз одиночного положительного мениска 6,обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, и одиночной линзы 7,выполненной двояковогнутой. Фокусное расстояние коррекционного компонента равно-104,65 мм. Сумма оптических сил силового и коррекционного компонентов составляет 1/76,82(-1/104,65)0,0036 мм-1. Выбор конструкции отрицательного мениска силового компонента, выбор материала одиночного положительного мениска 5 силового компонента с числом Аббе более 81, выбор расстояния между отрицательным и положительным менисками силового компонента не менее 0,3 фокусного расстояния объектива, выбор конструкции коррекционного компонента и суммы оптических сил силового и коррекционного компонентов, не превышающей 0,004 мм-1, обеспечили более высокое качество изображения при относительном отверстии объектива 11,5 и спектральном диапазоне от 560 нм до 1000 нм по сравнению с прототипом. Так величина поперечной сферической аберрации не превышает 0,009 мм,3 11764 1 2009.04.30 величина вторичного спектра для параксиальных величин составляет 0,062 мм. Аберрации узких пучков не превышают следующих значений астигматизм составляет 0,008 мм, кривизна изображения - 0,016 мм, дисторсия - 0,036 для угла поля зрения 26. Аберрации широких наклонных пучков не превышают 0,02 мм. Хроматизм увеличения составляет 0,0017 мм для края поля зрения. Такое исправление аберраций позволило получить коэффиенты передачи модуляции не менее 0,8 для точки на оси и не менее 0,6 для края поля зрения для частоты 60 мм-1. Графики аберраций, приведенные на фиг. 3 и 4, подтверждают, что светосильный объектив имеет хорошее качество изображения по всему полю зрения. Объектив работает следующим образом параллельный пучок света с углом поля зрения 26 проходит через входной зрачок объектива диаметром 50 мм, совпадающий с первой поверхностью, и, преломившись через поверхности линз силового компонента 1-5,линзы коррекционного компонента 6,7 и светофильтр 8, фокусируется в плоскости изображения, где расположена ПЗС-матрица. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6