ОБЪЕКТИВ
OBJECTIVE LENS

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве объектива в различных приборах, например, как объектив телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемником дальномера.
Известна оптическая система по патенту RU №2392647, МПК G02B 23/00, опубликованному 20.06.2010 г. Данная оптическая система содержит большое количество линз, что усложняет процесс ее производства.
-1
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив по патенту RU №2341816, МПК G02B 9/34, опубликованному 20.12.2008 г. Объектив содержит четыре компонента, расположенных на оптической оси. Первый компонент положительный выполнен в виде двусклеенной линзы, состоящей из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, второй компонент в виде отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. Четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, кроме того, между третьим и четвертым компонентами установлен спектроделительный блок. При этом расстояние между третьим и четвертым компонентами вдоль оптической оси составляет не менее 0,6 фокусного расстояния объектива, сумма оптических сил всех компонентов не превышает 0,0014 мм, а показатели преломления стекол линз третьего и четвертого компонентов не превышают 1,6. Использование спектроделительного блока, расположенного между третьим и четвертым компонентами, выполненного с возможностью разделения спектрального интервала от 575 нм до 850 нм и длины волны излучения лазера, позволяет использовать объектив как для формирования изображения на ПЗС-матрице, так и для регистрации возвратного излучения лазерного дальномера на площадке фотоприемника. Объектив имеет высокое качество изображение, формируемое в плоскости изображений, расположенной за четвертым компонентом. Но в данном объективе невозможна фокусировка изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон 575÷850 нм. Это, прежде всего, обусловлено малой оптической силой четвертого компонента, при этом выполнение данной фокусировки любым из первых трех компонентов приведет к расфокусировке в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны излучения лазера, что крайне нежелательно.
Задача изобретения - создание объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - обеспечение возможности фокусировки изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, при сохранении высокого качества изображения.
Это достигается тем, что в объективе, содержащем по ходу луча первый компонент, выполненный в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент, включающий двояковыпуклую линзу, так же в объективе установлен спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы, в отличие от известного, добавлены пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы, установленной после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков, оптически связаны с гранью спектроделительного блока, выделяющей длину волны лазерного излучения и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения, кроме того, отрицательная линза в первом компоненте выполнена двояковогнутой, второй компонент положительный, третий компонент выполнен в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом соблюдаются следующие соотношения:
объектива
3-й комп
-0,4≥f'/f'≥0,4
d1
d3
d5
1,6≥n=n=n≥1,7
d1
d3
d5
50≥υ=υ=υ≥61
d2
1,65≥n≥1,76
d2
26≥υ≥33
d4
1,7≥n≥1,8
d4
48≥υ≥54
d6
1,5≥n≥1,6
d6
50≥υ≥54
где
объектива
f' - фокусное расстояние объектива;
3-й комп
f' - фокусное расстояние третьего компонента объектива;
d1….6
n - коэффициенты преломления материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов на длине волны, соответствующей линии d спектра;
d1…6
υ - число Аббе материала 1-6 линз первого, второго и третьего компонентов для длины волны, соответствующей линии d спектра.
Кроме того, четвертый компонент может быть выполнен либо в виде двояковогнутой линзы, или мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, или мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, или плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству изображений, или плосковогнутой линзы, обращенной вогнутой поверхностью к пространству предметов, а также склеенным, и пятый компонент, при этом, тоже может быть склеенным.
На фиг.1 изображен первый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.2 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.3 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
На фиг.4 изображен второй вариант исполнения объектива, для которого на фиг.5 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.6 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
На фиг.7 изображен третий вариант исполнения объектива, для которого на фиг.8 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.9 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
На фиг.10 изображен четвертый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.11 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.12 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
На фиг.13 изображен пятый вариант исполнения объектива, для которого на фиг.14 - график частотно-контрастной характеристики в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.15 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
На фиг.16 изображен шестой вариант исполнения объектива, для которого на фиг.17 - график функции передачи модуляции в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы, а на фиг.18 - график функции концентрации энергии на элементе ФПУ.
Объектив (фиг.1) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде двояковогнутой 8 линзы. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 9, установлен после четвертого компонента, а шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Объектив (фиг.4) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательного мениска 12, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Пятый компонент выполнен в виде положительной линзы 13, установлен после четвертого компонента, а шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Объектив (фиг.7) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательного мениска 14, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 15, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Объектив (фиг.10) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде плосковогнутой линзы 16, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 17, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Объектив (фиг.13) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде плосковогнутой линзы 18, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Пятый компонент, выполненный в виде положительной линзы 19, установлен после четвертого компонента, шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Объектив (фиг.16) содержит семь компонентов. Первый компонент положительный выполнен в виде склеенной из двояковыпуклой 1 и двояковогнутой 2 линз. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Третий компонент выполнен в виде склеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз и, в зависимости от сочетания радиусов седьмой и девятой поверхностей по ходу луча, может быть как положительным, так и отрицательным. Спектроделительный блок 7 разделяет длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный склеенным из двояковыпуклой 20 и двояковогнутой 21 линз, а пятый компонент склеен из двояковыпуклой линзы 22 и отрицательного мениска 23, обращенного выпуклостью к изображению. Шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, оптически связаны с гранью спектроделительного блока 7, выделяющей длину волны лазерного излучения, и обращены вогнутыми поверхностями к плоскости изображения.
Работает объектив следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, попадает на первую поверхность первого компонента и проходит через склеенный дублет из двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, а затем последовательно через второй компонент - склеенный дублет из двояковыпуклой линзы 3 и двояковогнутой линзы 4, и через третий компонент, выполненный в виде склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6. Спектроделительный блок 7 разделяет излучение на длину волны лазерного излучения и излучение в спектральном диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы. Излучение в диапазоне чувствительности ПЗС-матрицы проходит через четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы 8 или 12, или 14, или 16, или 18, или склейки из 20 и 21, и далее через пятый компонент, установленный после четвертого компонента и выполненный либо в виде положительной линзы 9, или 13, или 15, или 17, или 19 или склейки из 22 и 23 линз, и попадает на ПЗС-матрицу, где формирует изображение удаленного объекта. А лазерное излучение через шестой и седьмой компоненты, выполненные в виде положительных менисков 10 и 11, попадает на чувствительную площадку фотоприемного устройства лазерного дальномера, где формирует энергетическое пятно.
В соответствии с предложенным решением рассчитаны конкретные варианты исполнения объектива.
Для первого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 1.
Таблица 1
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=312.396
50.5
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-98.433
50.2
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=755.052
49.5
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=92.052
48.8
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-92.052
47.9
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=312.396
46.0
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=62.523
44.0
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-199.297
42.2
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.953
37.1
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.6
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>10</sub>=∞
23.7
d<sub>9</sub>=40.5
R<sub>12</sub>=-627.244
19.8
d<sub>9</sub>=4
1.6243/35.92
R<sub>13</sub>=35.782
19.6
d<sub>9</sub>=17.5
R<sub>14</sub>=57.406
24.5
d<sub>10</sub>=5.5
1.5888/60.89
R<sub>15</sub>=-68.714
24.6
Для первого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 2.
Таблица 2
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=312.396
50.0
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-98.433
49.7
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=755.052
49.2
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=92.052
48.8
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-92.052
47.9
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=312.396
46.0
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=62.523
44.0
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-199.297
42.3
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.953
31.2
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.7
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>10</sub>=∞
22.5
d<sub>9</sub>=13.5
R<sub>12</sub>=25.567
19.0
d<sub>9</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>13</sub>=42.609
17.6
d<sub>9</sub>=1
R<sub>14</sub>=15.266
16.5
d<sub>10</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>15</sub>=18.786
14.2
Характеристики рассчитанного зеркально-линзового объектива в первом варианте исполнения:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки пятого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.34 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.2, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения и 0.53/0.52 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Для второго варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 3.
Таблица 3
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=302.407
50.8
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-95.120
50.5
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=1099.802
49.7
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=88.573
48.9
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-88.573
48.0
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=302.407
45.8
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=66.280
43.6
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-155.617
41.9
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.034
36.6
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.3
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
23.5
d<sub>9</sub>=40.5
R<sub>12</sub>=1000.000
19.9
d<sub>9</sub>=4
1.6243/35.92
R<sub>13</sub>=33.405
19.6
d<sub>9</sub>=18.8
R<sub>14</sub>=83.105
24.9
d<sub>10</sub>=5.5
1.5888/60.89
R<sub>15</sub>=-50.222
25.1
Для второго варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 4.
Таблица 4
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=302.407
50.1
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-95.120
49.9
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=1099.802
49.3
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=88.573
48.7
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-88.573
47.9
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=302.407
45.8
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=66.280
43.7
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-155.617
42.0
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.034
36.7
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.4
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
22.3
d<sub>9</sub>=13.5
R<sub>12</sub>=24.275
18.8
d<sub>9</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>13</sub>=39.034
17.4
d<sub>9</sub>=1
R<sub>14</sub>=14.735
16.3
d<sub>10</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>15</sub>=17.708
14.0
Характеристики рассчитанного второго варианта исполнения зеркально-линзового объектива:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.25 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.5, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.50/0.45 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Для третьего варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 5.
Таблица 5
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=191.313
50.1
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-110.018
49.7
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=295.153
48.6
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=89.386
48.0
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-89.386
47.0
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=191.313
45.0
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=52.631
43.4
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-477.539
41.6
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.719
36.8
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
26.7
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
22.5
d<sub>9</sub>=44.821
R<sub>12</sub>=-29.715
18.0
d<sub>9</sub>=4
1.6243/35.92
R<sub>13</sub>=-183.191
18.9
d<sub>9</sub>=15.021
R<sub>14</sub>=63.486
22.5
d<sub>10</sub>=5.5
1.5888/60.89
R<sub>15</sub>=-61.631
22.5
Для третьего варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 6.
Таблица 6
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=191.313
49.6
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-110.018
49.2
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=295.153
48.3
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=89.386
47.9
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-89.386
47.0
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=191.313
45.0
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=52.631
43.4
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-477.539
41.7
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.719
36.9
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
26.7
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
21.1
d<sub>9</sub>=5
R<sub>12</sub>=30.001
19.4
d<sub>9</sub>=4
1.7552/27.49
R<sub>13</sub>=49.017
18.1
d<sub>9</sub>=0.4
R<sub>14</sub>=18.353
17.3
d<sub>10</sub>=4
1.7552/27.49
R<sub>15</sub>=22.356
15.0
Характеристики рассчитанного третьего варианта исполнения зеркально-линзового объектива:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.17 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.8, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.49/0.46 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Для четвертого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 7.
Таблица 7
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=209.504
50.4
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-100.856
50.0
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=320.477
48.9
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=87.163
48.3
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-87.163
47.4
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=209.504
45.2
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=50.579
43.4
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-479.848
41.6
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=3 7.247
36.4
d<sub>9</sub>=45
R10=∞
26.0
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
21.7
d<sub>9</sub>=40.43
R<sub>12</sub>=-36.233
17.4
d<sub>9</sub>=4
1.6243/35.92
R<sub>13</sub>=∞
18.0
d<sub>9</sub>=19.44
R<sub>14</sub>=39.257
22.1
d<sub>10</sub>=5.5
1.5888/60.89
R<sub>15</sub>=-158.471
21.8
Для четвертого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 8.
Таблица 8
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=209.504
49.6
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-100.856
49.3
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=320.477
48.5
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=87.163
48.1
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-87.163
47.2
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=209.504
45.2
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=50.579
43.4
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-479.848
41.7
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=3 7.247
36.5
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
26.0
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
20.3
d<sub>9</sub>=5
R<sub>12</sub>=27.861
18.6
d<sub>9</sub>=4
1.7552/27.49
R<sub>13</sub>=44.499
17.2
d<sub>9</sub>=0.4
R<sub>14</sub>=16.989
16.4
d<sub>10</sub>=4
1.7552/27.49
R<sub>15</sub>=20.264
14.1
Характеристики рассчитанного четвертого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.35 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.11, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.50/0.42 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Для пятого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 9.
Таблица 9
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=03.494
50.7
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-96.072
50.4
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=986.314
49.7
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=89.408
48.9
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-89.408
47.9
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=303.494
45.8
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=65.522
43.7
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-163.482
42.0
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.381
36.8
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.4
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
23.6
d<sub>9</sub>=40.5
R<sub>|2</sub>=∞
19.9
d<sub>9</sub>=4
1.6243/35.92
R<sub>13</sub>=34.384
19.6
d<sub>9</sub>=18.52
R<sub>14</sub>=74.259
24.8
d<sub>10</sub>=5.5
1.5888/60.89
R<sub>15</sub>=-54.061
25.0
Для пятого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 10.
Таблица 10
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=303.494
50.0
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-96.072
49.8
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=986.314
49.3
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=89.408
48.7
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-89.408
47.9
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=303.494
45.9
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=65.522
43.8
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-163.482
42.0
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=39.381
36.9
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
27.5
d<sub>9</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
22.4
d<sub>9</sub>=13.5
R<sub>12</sub>=24.821
18.9
d<sub>9</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>13</sub>=40.945
17.5
d<sub>9</sub>=1
R<sub>14</sub>=14.849
16.3
d<sub>10</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>15</sub>=18.028
14.0
Характеристики рассчитанного пятого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.27 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.14, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.52/0.48 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Для шестого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ПЗС-матрице, приведены в таблице 11.
Таблица 11
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=337.30
50.8
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-100.69
50.4
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=824.10
49.7
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=92.68
49.1
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-92.68
48.1
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=337.30
46.2
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=59.29
44.0
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-233.90
42.2
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=38.90
36.9
d<sub>9</sub>=45
R<sub>10</sub>=∞
26.8
d<sub>10</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
22.6
d<sub>11</sub>=32.1
R<sub>12</sub>=-302.70
19.4
d<sub>12</sub>=6
1.6569/51.14
R<sub>13</sub>=-30.27
19.2
d<sub>13</sub>=2
1.6727/32.14
R<sub>14</sub>=40.64
19.1
d<sub>14</sub>=17
R<sub>15</sub>=65.77
23.8
d<sub>15</sub>=5.5
1.6727/32.14
R<sub>16</sub>=-167.88
23.9
d<sub>16</sub>=5.5
1.6569/51.14
R<sub>17</sub>=-75.86
23.9
Для шестого варианта исполнения конструктивные параметры объектива в направлении хода луча, формирующего изображение на ФПУ, приведены в таблице 12.
Таблица 12
Радиус, мм
Толщина, мм
n<sub>d</sub>/υ<sub>d</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=337.30
50.3
d<sub>1</sub>=8
1.6569/51.14
R<sub>2</sub>=-100.69
50.1
d<sub>2</sub>=5
1.6727/32.14
R<sub>3</sub>=824.10
49.6
d<sub>3</sub>=5
R<sub>4</sub>=92.68
49.2
d<sub>4</sub>=10
1.6569/51.14
R<sub>5</sub>=-92.68
48.3
d<sub>5</sub>=5
1.7441/50.38
R<sub>6</sub>=337.30
46.4
d<sub>6</sub>=5
R<sub>7</sub>=59.29
44.3
d<sub>7</sub>=9
1.6569/51.14
R<sub>8</sub>=-233.90
42.5
d<sub>8</sub>=4.5
1.5294/51.70
R<sub>9</sub>=38.90
37.2
d<sub>9</sub>=45.8
R<sub>10</sub>=∞
26.9
d<sub>10</sub>=34
1.5163/64.07
R<sub>11</sub>=∞
21.4
d<sub>11</sub>=12
R<sub>12</sub>=38.37
18.3
d<sub>12</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>13</sub>=67.76
17.1
d<sub>13</sub>=1
R<sub>14</sub>=17.62
16.2
d<sub>14</sub>=4
1.6569/51.14
R<sub>15</sub>=28.77
14.3
Характеристики рассчитанного шестого варианта исполнения зеркально-линзового объектива:
фокусное расстояние
f'=215 мм
относительное отверстие
1:4.3
угол поля зрения
2ω=3.9°
-1
Фокусировка на короткую дистанцию осуществляется путем подвижки четвертого компонента, оптическая сила которого равна - 0.01852 мм, при этом величина подвижки линзы для фокусировки на дистанцию 5 метров составляет 9.29 мм. Функция передачи модуляции приведена на фиг.17, ее значение на частоте 90 лин/мм для центра поля зрения составляет 0.65 и для края поля зрения 0.53/0.51 для меридионального и сагиттального сечения соответственно.
Таким образом, путем добавления компонентов, подбором другой комбинации стекол и оптимизации, достигнут технический результат - обеспечена возможность фокусировки изображения объектов, расположенных на малой дистанции, в плоскости изображения, связанной с гранью спектроделительного блока, выделяющей спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, при сохранении высокого качества изображения.