RU163268U1 - Двухлинзовый объектив - Google Patents

Abstract

1. Двухлинзовый объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, у которого радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, отличающийся тем, что имеет место условиегде R- радиус четвертой оптической поверхности по ходу лучей,- фокусное расстояние всего объектива.2. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза двояковогнутая, обращенная большей вогнутостью к предмету.3. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза вогнутоплоская, обращенная вогнутостью к предмету.

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных оптических системах, например, в оптических системах видимого и ИК-диапозонах.

Известен двухлинзовый объектив - ахромат, описанный в заявке Франции №2025476, МПК G02B 13/00, 5/00, опубл. в 1970 г., работающий в ИК-диапазоне от 8 до 14 мкм., состоящий из отдельных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Линзы объектива выполнены из материалов CsBr и ZnS с показателями преломления 1,66251 и 2,1986. Объектив имеет небольшое фокусное расстояние 100 мм и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных пробных стекол для каждой оптической поверхности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте RU №2316795, МПК G02B 9/10, опубл. в 2008 г., состоящий из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого обе линзы выполнены из оптического стекла, прозрачного в видимой и ближней ИК-области спектра, радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы ко второму ее радиусу менее 0,8 и имеют место соотношения:

1,46<n₁<1,63;

1,66<n₂<1,78

где n₁ и n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей. В соответствии с предложенным решением рассчитано два двухлинзовых объектива, первый вариант исполнения объектива выполнен из одиночных линз, а второй - выполнен склеенным. Кроме того, радиус R₄ является отрицательным, отношение R₄ к

в варианте исполнения одиночных линз равно минус 7,25, что меньше 0, а в варианте склейки минус 2,7 что тоже меньше 0, где R₄ - радиус четвертой оптической поверхности,

- фокусное расстояние всего объектива. У данного объектива не достаточно большие фокусное расстояние 399,55 мм и диаметр входного зрачка 57,5 мм.

Задачей заявляемого изобретения является создание технологичного двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - увеличение фокусного расстояния и диаметра входного зрачка при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой и отрицательной линз, при этом радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, в отличие от известного, имеет место условие:

,

где R₄ - радиус четвертой оптической поверхности,

- фокусное расстояние всего объектива. Кроме того, вторая линза может быть выполнена двояковогнутой или вогнутоплоской.

На фиг. 1 представлена оптическая схема двухлинзового объектива, когда вторая линза выполнена двояковогнутой. На фиг. 2 представлена оптическая схема двухлинзового объектива, когда вторая линза выполнена вогнутоплоской.

Двухлинзовый объектив (фиг. 1) состоит из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2. Радиусы двояковыпуклой линзы 1 равны по абсолютной величине, при этом R₄ - положительный. Двухлинзовый объектив (фиг. 2) состоит из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы 1 и вогнутоплоской линзы 3. Радиусы двояковыпуклой линзы 1 равны по абсолютной величине, при этом R₄=∝.

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

В соответствии с предложенным решением рассчитано два двухлинзовых объектива.

Первый вариант исполнения двухлинзового объектива исправлен одновременно для λ=625 нм и для λ=900 нм и ахроматизован для этих длин волн. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора. Объектив работает в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра. При этом вторая линза двояковогнутая, обращенная большей вогнутостью к предмету.

Конструктивные параметры первого варианта исполнения объектива приведены в табл. 1

Входной зрачок расположен на первой оптической поверхности объектива, но может быть и в другом месте.

Характеристики рассчитанного первого варианта исполнения объектива:

фокусное расстояние	1200 мм
диаметр входного зрачка	106 мм
угол поля зрения	2 град. 20 мин.

Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=625 нм:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более 0,0125 мм

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин. не более -0,0795 мм

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин не более -0,0074 мм

- меридиональный астигматический отрезок Х_м не более - 1,019 мм

- сагиттальный астигматический отрезок X_s не более - 0,448 мм

- дисторсия не более 0,001%

В предлагаемой полезной модели по первому варианту исполнения двухлинзового объектива:

|R₁|=|R₂|=581,241,

где R₁, R₂, R₄ - радиусы первой, второй и четвертой оптических поверхностей по ходу лучей,

- фокусное расстояние всего объектива.

Второй вариант исполнения двухлинзового объектива исправлен одновременно для λ=625 нм и для λ=900 нм и ахроматизован для этих длин волн и тоже может работать в качестве коллиматора. Двухлинзовый объектив работает в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра.

Конструктивные параметры второго варианта исполнения двухлинзового объектива приведены в табл. 2.

Входной зрачок находится на первой оптической поверхности второго варианта исполнения двухлинзового объектива, но может находиться и в другом месте.

Характеристики рассчитанного второго варианта исполнения двухлинзового объектива:

фокусное расстояние	1200 мм
диаметр входного зрачка	106 мм
угол поля зрения	2 град. 20 мин.

Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=625 нм:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более 0,0118 мм

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин. не более -0,0781 мм

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин не более -0,0072 мм

- меридиональный астигматический отрезок X_м не более - 0,961 мм

- сагиттальный астигматический отрезок X_s не более - 0,428 мм

- дисторсия не более 0,00045%.

Кроме того R₄=∝, то есть вторая линза вогнутоплоская, обращенная вогнутостью к предмету.

В предлагаемой полезной модели по второму варианту исполнения двухлинзового объектива:

|R₁|=|R₂|=612,942,

где R₁, R₂, R₄ - радиусы первой, второй и четвертой оптических поверхностей по ходу лучей,

- фокусное расстояние всего объектива.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с увеличенными фокусным расстоянием и диаметром входного зрачка с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.

Claims (3)

1. Двухлинзовый объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, у которого радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, отличающийся тем, что имеет место условие

где R₄ - радиус четвертой оптической поверхности по ходу лучей,

- фокусное расстояние всего объектива.

2. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза двояковогнутая, обращенная большей вогнутостью к предмету.

3. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза вогнутоплоская, обращенная вогнутостью к предмету.

Images