ОБЪЕКТИВ СВЕТОСИЛЬНЫЙ ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ

Заявляемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных приборах с матричными приемниками излучения, например, в специальных объективах, применяемых в приборах ночного видения.
Известен объектив, по заявке Японии N 63-81414(А), кл. G02В 13/04, опубл. 12.04.88 г., который состоит из пяти линз и содержит следующие последовательно расположенные компоненты: первый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй компонент - двояковыпуклая линза, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, пятый компонент - двояковыпуклая линза.
Недостатками данного устройства являются;
- недостаточное относительное отверстие объектива: 1: 1,65,
- недостаточное угловое поле зрения: 47°41′,
- достаточно большая длина оптической системы.
Известен также светосильный объектив по патенту на изобретение RU 2178194 С1, опубл. 10.01.2002, который по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, состоящий из следующих последовательно расположенных по ходу луча компонентов:
- первый компонент-отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,
- второй компонент - двояковыпуклая линза,
- третий компонент - двояковогнутая линза,
- четвертый компонент - двояковыпуклая линза,
- пятый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.
Апертурная диафрагма расположена за второй линзой. Недостатками известного аналога являются:
- широкоугольный светосильный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:2,
- недостаточное для решения поставленных задач угловое поле зрения 48°24′,
- относительно большая длина оптической системы.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является создание компактного светосильного широкоугольного объектива с увеличенным полем зрения при одновременном хорошем качестве изображения в центре и на краю поля зрения.
Технический результат заключается в увеличении угла поля зрения светосильного широкоугольного объектива - не менее 50° при расширении спектрального диапазона до 500-1000 нм и увеличении относительного отверстия до 1:1,5.
Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве светосильного широкоугольного объектива, содержащего оптическую систему из четырех компонентов, установленных по ходу движения луча
- первый, второй и третий компоненты представляют собой склеенные линзы,
- первая из склеенных линз - отрицательная линза выполненная из положительного и отрицательного менисков и обращенная вогнутостью к изображению,
- вторая из склеенных линз - вогнутовыпуклая линза выполнена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз,
- третья из склеенных линз-двояковыпуклая линза выполнена из двояковыпуклой и вогнутовыпуклой линз,
- четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету,
- апертурная диафрагма установлена после первого компонента.
В устройстве объектива новое компоновочное решение позволило существенно уменьшить фокусное расстояние, обеспечив при этом увеличение угла поля зрения и относительного отверстия.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная оптическая схема светосильного широкоугольного объектива.
Оптическая схема объектива состоит из последовательно установленных четырех компонентов. Первый компонент - обращенная вогнутостью к изображению выпукловогнутая склеенная линза 1, состоящая из положительного мениска (стекло ЛКЗ) и отрицательного мениска (стекло ТФ5). Второй компонент - вогнутовыпуклая склеенная линза 2, состоящая из двояковогнутой линзы (стекло ТФ5) и двояковыпуклой линзы (стекло СТК19). Третий компонент - двояковыпуклая склеенная линза 3, состоящая из двояковыпуклой линзы (стекло СТК19) и вогнутовыпуклой линзы (стекло ТФ5). Четвертый компонент - обращенный выпуклостью к предмету одиночный положительный мениск 4 из стекла ТФ3. Апертурная диафрагма 5 диаметром 7.3 мм установлена за первым компонентом - выпукловогнутой склеенной линзой 1 на расстоянии 6,37 мм от нее.
Характеристики рассчитанной оптической системы:
- фокусное расстояние f′=9.4 мм;
- задний фокальный отрезок мм;
- поле зрения 2 w=50°;
- диаметр входного зрачка d=6 мм;
- коэффициент полихроматической частотно - контрастной характеристики для точки на оси - ЧКХ на 50 л/мм - 0.5, на 60 л/мм - 0.4, на 70 л/мм - 0.3;
- спектральный диапазон λ=0.5 1.0 мкм.
Работает объектив следующим образом.
Параллельные пучки света от бесконечно удаленного предмета попадают в объектив, проходят последовательно через линзу 1, отверстие апертурной диафрагмы, далее через линзы 2, 3, 4, формирующие изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения матричного типа (не показан).
Предлагаемое техническое решение позволяет оптимизировать оптическую схему для формирования хорошего качества изображения по всему полю зрения, увеличены светосила-до 1:1,5 и угловое поле - до 50°. Массогабаритные размеры изделия значительно уменьшились.
В настоящее время изготовлены опытные образцы, которые успешно прошли испытания.