патент
№ RU 2630194
МПК G02B13/14

СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ

Авторы:
Щеглов Сергей Иванович Зубок Светлана Николаевна SHCHEGLOV SERGEJ IVANOVICH
Все (6)
Номер заявки
2016112325
Дата подачи заявки
01.04.2016
Опубликовано
05.09.2017
Страна
RU
Дата приоритета
13.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
1
Реферат

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: |R|>|R|, |R|≤|R|, |R|≥|R|, где R, R, R, R, R– радиусы, соответственно, второй, третьей, пятой, шестой и восьмой оптических поверхностей. |R| может быть больше или меньше |R|. Технический результат - увеличение относительного отверстия при высоком качестве изображения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Формула изобретения

1. Светосильный объектив, состоящий из четырех по ходу лучей компонентов, первый из которых - 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 компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место соотношения
|R5|>|R6|,
где R5 - радиус пятой оптической поверхности,
R6 - радиус шестой оптической поверхности,
отличающийся тем, что имеют место соотношения
|R5|≤|R2|,
|R3|≥|R8|,
где R2 - радиус второй оптической поверхности,
R3 - радиус третьей оптической поверхности,
R8 - радиус восьмой оптической поверхности.
2. Светосильный объектив по п. 1, в котором |R3| больше |R6|.
3. Светосильный объектив по п. 1, в котором |R3| меньше |R6|.

Описание

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в дальнем ИК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.

Известен светосильный объектив, описанный в патенте RU №2183340, МПК G02В 13/14, 9/34; опубл. 2002 г., содержащий четыре компонента по ходу лучей, первый из которых положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - вогнутоплоская линза, обращенная плоскостью к изображению, третий - положительная плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к предмету, и четвертый - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм и все линзы у него выполнены из германия с показателем преломления более 4. При этом фокусное расстояние объектива 51,14 мм, относительное отверстие 1:1,65, угол поля зрения - 18 град, задний фокальный отрезок 45,23 мм. Этот объектив близок по конструкции к заявляемому изобретению, однако имеет малое относительное отверстие.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является светосильный объектив, описанный в патенте RU №2348059; МПК G02В 9/34, 13/14, опубл. 27.02.2009 г., состоящий из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, третьего компонента - одиночного положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и четвертого компонента - одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место условия:

|R2|=|R5|

|R3|=|R6|=|R8|

|R5|>|R6|

где R2 - радиус второй оптической поверхности;

R3 - радиус третьей оптической поверхности;

R5 - радиус пятой оптической поверхности;

R6 - радиус шестой оптической поверхности;

R8 - радиус восьмой оптической поверхности.

Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм. Фокусное расстояние объектива 130,03 мм, относительное отверстие 1:1,08, угол поля зрения 5 град 20 мин, задний фокальный отрезок 25,07 мм, но у него малое относительное отверстие.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - увеличение относительного отверстия при высоком качестве изображения.

Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из четырех по ходу лучей компонентов, первый из которых - 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 компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место соотношения

|R5|>|R6|

где R5 - радиус пятой оптической поверхности,

R6 - радиус шестой оптической поверхности,

отличается тем, что имеют место соотношения

|R5|≤|R2|

|R3|≥|R8|

где R2 - радиус второй оптической поверхности,

R3 - радиус третьей оптической поверхности,

R8 - радиус восьмой оптической поверхности.

Кроме того, в светосильном объективе |R3| может быть больше или меньше |R6|.

На фигуре представлена оптическая схема светосильного объектива.

Светосильный объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска 1, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к изображению, третьего компонента - одиночного положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению, и четвертого компонента - одиночного положительного мениска 4, обращенного вогнутостью к изображению. За мениском 4 расположена плоскопараллельная пластина 5, которая может также являться защитным стеклом.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, плоскопараллельную пластину 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 выполнения светосильного объектива, исправленные в спектральном диапазоне от 8 до 12,5 мкм.

Конструктивные параметры объектива по первому варианту выполнения приведены в таблице 1.

Характеристики рассчитанного объектива по первому варианту выполнения:

фокусное расстояние130,14 мм
относительное отверстие1:0,978
угол поля зрения5 град 20 мин
задний фокальный отрезок 1,765 мм
задний фокальный отрезок
без учета плоскопараллельной пластины46,515 мм
входной зрачок совпадает с первой поверхностью

В предлагаемом первом варианте объектива имеют место соотношения:

|R3|=|R8|=116,14,

266,7=|R5|>|R6|=115,88,

266,7=|R5|<|R2|=272,3,

116,14=|R3|>|R6|=115,88.

Характеристики рассчитанного объектива по второму варианту выполнения:

фокусное расстояние130 мм
относительное отверстие1:1
угол поля зрения5 град 20 мин
задний фокальный отрезок1,027 мм
задний фокальный отрезок
без учета плоскопараллельной пластины46,277 мм
входной зрачок совпадает с первой поверхностью

В предлагаемом втором варианте объектива имеют место соотношения:

|R2|=|R5|=272,3,

272,3=|R5|>|R6|=116,41,

116,14=|R3|<|R6|=116,41,

116,14=|R3|>|R8|=115,35.

Конструктивные параметры объектива по второму варианту выполнения приведены в таблице 2.

В табл. 3 приведены аберрации для длины волны 10 мкм предложенных вариантов выполнения светосильного объектива.

Таким образом, в результате предложенных решений по двум вариантам обеспечено получение технического результата: созданы два светосильных объектива по первому и второму вариантам для спектрального диапазона от 8 до 12,5 мкм с увеличенным относительным отверстием при высоком качестве изображения.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты