ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ

Предлагаемая полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована в измерительной технике.
Проекционные объективы измерительных приборов отличаются от прочих объективов высокой степенью коррекции дисторсии (ортоскопичностью), дифракционным или близким к дифракционному качеством изображения и параллельным оптической оси (телецентрическим) ходом главных лучей в пространстве предметов для исключения влияния погрешности позиционирования предмета на линейное увеличение системы.
Известны проекционные объективы 1, 2, в которых данные задачи были решены различным образом. Однако, для них характерны такие недостатки, как значительная сложность оптических систем 3, или недостаточно высокое качество изображения по полю. Иногда для исправления дисторсии в таких объективах используются асферические поверхности.
Паиболее близким техническим решением к заявляемому объективу является проекционный объектив 4.
диафрагмы четырехлинзового блока и третий - отрицательный, в виде одиночной плосковогнутой линзы.
Таким образом, оптическая схема данного объектива включает в себя пять одиночных линз и две склеенные линзы. Общее число отдельных линз в системе - девять.
Несмотря на довольно значительное количество оптических элементов в системе, качество изображения у прототипа значительно ухудшается от центра к краю. Это вызвано недостаточной коррекцией хроматизма увеличения в системе, что можно было бы признать несущественным при использовании совместно с объективом узкополосного светофильтра.
Однако в  современных проекционных системах все чаще требуется строить изображение в относительно широком спектральном интервале, поэтому уровень коррекции хроматических аберраций в прототипе представляется недостаточным. Кроме того, остаточная дисторсия в прототипе составляет не менее 3% при величине углового поля 25, тогда как в современных приборах это значение не должно превышать 0,05-0,1%.
Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является упрощение оптической схемы объектива путем уменьшения числа линз, повышение качества изображения по полю за счет коррекции хроматизма увеличения и монохроматических аберраций, а также уменьшение дисторсии до 0,05%.
Для решения поставленной задачи предложен телецентрический проекционный объектив, который, как и прототип, содержит три компонента, первый из которых выполнен в виде двух положительных линз.
В отличие от прототипа в предлагаемом объективе второй компонент выполнен в виде отрицательной склеенной линзы, третий компонент представляет собой группу линз отрицательной оптической силы, в которую входит положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и склеенная отрицательная линза, причем для третьего компонента справедливы соотношения:
f / fii,  0.26  0.62
f / V ( -0.4 -г- -10.3 ), где fill - фокусное расстояние третьего компонента, f - фокусное расстояние объектива, V - линейной увеличение
объектива, в котором между вторым и третьим компонентами находится апертурная диафрагма, расположенная у заднего фокуса блока, состоящего из первого и второго компонентов, причем ( f/fn)  (0,2  0,9), где fn  фокусное расстояние второго компонента.
Склеенная отрицательная линза третьего компонента состоит из положительного и отрицательного менисков.
Вторая линза первого компонента выполнена в виде положительного
мениска, обраш;енного выпуклостью к предмету.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что выполнение второго компонента в виде одной склеенной линзы и размещение ее перед апертурной диафрагмой и вьшолнение третьего
компонента в виде двух линз позволяет более рационально
перераспределить оптическую силу элементов в системе при одновременном увеличении апертуры объектива. Благодаря этому появляются дополнительные возможности по исправлению в системе аберраций главных лучей и широких наклонных пучков. Отказ от симметричных относительно апертурной диафрагмы элементов дополнительно способствует повышению ортоскопичности системы.
Сушность полезной модели поясняе-уся чертежом, где на фиг. 1 представлена оптическая схема объектива, и Приложением.
Проекционный объектив включает три компонента, первый из которых выполнен в виде двух положительных линз 1 и 2, второй - отрицательная склеенная линза 3, причем отношение оптических сил объектива и второго компонента (f/ f ц)  (0,2- 09), где Гц - фокусное расстояние второго компонента, третий компонент представляет собой группу линз отрицательной оптической силы, в которую входит .положительный мениск 4, обращенный выпуклостью к предмету, и склеенная отрицательная линза 5, причем для третьего компонента справедливы соотношения:
f/f,ii 0.26 0.62
fill /V  ( -0.4 - -10.3 ), где fill . фокусное расстояние третьего компонента, f - фокусное расстояние объектива, V - линейной увеличение объектива, в котором между вторым и третьим компонентами находится апертурная диафрагма, расположенная у заднего фокуса блока, состоящего из первого и второго компонентов.
Склеенная линза 5 третьего компонента может быть выполнена в виде положительного и отрицательного менисков, в виде положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз или в виде
положительного мениска и отрицательной двояковогнутой линзы.
Вторая линза 2 первого компонента выполнена как положительный мениск или двояковыпуклой формы.
Принцип работы предлагаемого объектива состоит в следующем.
Первый и второй компоненты совместно образуют положительную систему малой оптической силы, благодаря чему значительно уменьшается возрастание по полю аберраций высших порядков и не нарушается симметричность внеосевых пучков лучей.
Кроме того, склеенный второй компонент оказывает корректирующее воздействие на хроматизм увеличения системы. В то же время, третий компонент, имеющий малую отрицательную оптическую силу, в целом работает как корректор кривизны изображения и компенсатор дисторсии, причем форма менисковой линзы 4 близка к апланатической, благодаря чему она служит, как дополнительный корректор сферической аберрации. Отрицательная линза 5 выполнена склеенной и ее поверхность склейки одновременно участвует в исправлении как хроматизма увеличения, так и дисторсии, причем ее влияние на последнюю тем выще, чем больше увеличение объектива в целом.
дифракционным качеством изображения по всему полю (числа Штреля у объектива на оси не менее 0,80; на краю - не менее 0,43) и дисторсией, не превышающей 0,05%, а кроме того, значительно упростить конструкцию.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1.СССР, авторское свидетельство N 1048444, G 02В 13/22, 1982 г.
2.СССР, авторское свидетельство N 679911, G 02В 13/24, 1978 г.
3.СССР, авторское свидетельство N 694826, G 02В 13/24, 1978 г.
4.СССР, авторское свидетельство N 624188, G 02В 13/22, 1977 г. Прототип.