ДВУХЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
TWO-LENS OBJECTIVE

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, как в приборах видимого диапазона спектра, так и в ИК-системах.
Известен двухлинзовый склеенный объектив, описанный в книге «Прикладная оптика», И.А. Турыгин, Москва, «Машиностроение», 1966 г., стр. 423. Он состоит по ходу лучей из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Объектив имеет невысокое относительное отверстие 1:6,3; небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных и рабочих пробных стекол для каждой оптической поверхности.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте РФ №2316795, МПК G02B 9/10, публ. 2008 г., второй вариант выполнения, состоящий из расположенных по ходу лучей склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы ко второму ее радиусу менее 0,8, причем радиусы двояковыпуклой линзы равны по модулю и имеют место соотношения:
1
1,46<n<1,63;
2
1,66<n<1,78;
1
2
где: n, n - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей. У данного двухлинзового объектива невысокое относительное отверстие 1:6,9 и небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град.
Задачей заявляемого изобретения является создание двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками и технологичностью.
Технический результат - повышение относительного отверстия и увеличение углового поля в пространстве предметов при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.
Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, в отличие от известного первой линзой по ходу лучей расположен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а вторая линза по ходу лучей выполнена двояковыпуклой, кроме того, радиусы внешних оптических сферических поверхностей отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы равны по модулю.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива.
Двухлинзовый объектив (см. чертеж) состоит из расположенных по ходу лучей склеенных отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы 2. Радиусы внешних сферических оптических поверхностей линзы 1 и линзы 2 равны по модулю. За линзой 2 расположена плоскопараллельная пластина 3, которая может быть также выполнена и в виде светофильтра.
Двухлинзовый объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в двухлинзовый объектив, где проходит через линзы 1, 2 и плоскопараллельную пластину 3 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).
В соответствии с предложенным решением рассчитан двухлинзовый объектив. Двухлинзовый объектив исправлен для λ=546 нм и ахроматизован для длин волн 480 нм и 660 нм. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей или в оборачивающей оптической системе телескопической оптической системы типа Кеплера.
Входной зрачок в двухлинзовом объективе совпадает с первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.
Характеристики рассчитанного двухлинзового объектива:
фокусное расстояние
102,07 мм
относительное отверстие
1:3,88
угловое поле в пространстве предметов
13 град
Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=546 нм:
- поперечная сферическая аберрация
для точки на оси
не более - 0,0262 мм
- поперечная аберрация широкого наклонного
пучка в меридиональном сечении для поля
зрения 2W=13 град
не более - 0,948 мм
- поперечная аберрация широкого наклонного
пучка в сагиттальном сечении для поля
зрения 2W=13 град
не более - 0,107 мм
- меридиональный астигматический
отрезок Х<sub>м</sub> для поля зрения
2W=13 град
не более - 0,978 мм
- сагиттальный астигматический отрезок X<sub>s</sub>
для поля зрения 2W=13 град.
не более - 1,951 мм
- дисторсия для поля зрения
2W=13 град
не более - 0,091%
Конструктивные параметры двухлинзового объектива приведены в таблице 1.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с повышенным относительным отверстием, увеличенным угловым полем в пространстве предметов и с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.