ОБЪЕКТИВ

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована, в частности, в системах с многоэлементными приемниками излучения.
Для создания таких объективов используют, как правило, многокомпонентные оптические системы с числом линз более семи, и с определенным сочетанием линз и менисков, и с использованием особых марок стекол.
Известен объектив [RU 2308063, C1, G02B 9/61, 10.10.2007], содержащий семь компонентов, расположенных последовательно на оптической оси, и апертурную диафрагму, первый и второй компоненты которого представляют собой положительные мениски, обращенные вогнутыми поверхностями к пространству изображений, третий компонент выполнен в виде отрицательной двусклеенной линзы, четвертый, пятый и шестой компоненты - положительные линзы, седьмой компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы, при этом он дополнительно содержит восьмой компонент, расположенный на оптической оси после седьмого компонента и выполненный в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, отрицательная двусклеенная линза третьего компонента состоит из двояковогнутой линзы и положительного мениска, пятый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, шестой компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, апертурная диафрагма расположена между вторым и третьим компонентами, толщина второго компонента составляет не менее 0,15 фокусного расстояния объектива, расстояние между вторым и третьим компонентами составляет не менее 0,25 фокусного расстояния объектива, а оптическая сила восьмого компонента составляет не менее 0,3 оптической силы объектива.
Объектив используется для формирования изображения на ПЗС-матрице.
Недостатком этого технического решения является сравнительно малое угловое поле зрения (2w=20°).
Известен также широкоугольный телецентрический объектив [JP 11084232 A, G02B 9/64, 26.03.1999), содержащий первую двояковыпуклую линзу, вторую линзу - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третью двояковогнутую линзу, четвертую положительную линзу, пятую отрицательную линзу, шестую линзу - положительный мениск, седьмую двояковыпуклую линзу, восьмой компонент - склейка из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, девятый и десятый компонент - одиночные двояковыпуклые линзы.
Объектив имеет увеличенный задний отрезок (до 100 мм) и относительное отверстие 1:4.
Недостатком этого технического решения является относительно узкая область применения, поскольку предназначен только для видимой области спектра в диапазоне 0,486-0,656 мкм.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является объектив [RU №2338225, C1, G02B 9/64, 10.11.2008], состоящий из первого положительного компонента, содержащего три линзы, из которых последовательно по ходу лучей первая линза положительная двояковыпуклая, вторая линза отрицательная с первой вогнутой поверхностью, третья линза положительная с первой выпуклой поверхностью, второго положительного компонента, содержащего три линзы, из которых две положительные и одна отрицательная, причем, третья по ходу лучей линза положительная с первой выпуклой поверхностью, и одиночной отрицательной линзы с первой вогнутой поверхностью, расстояние между первым и вторым компонентами больше 0,3 фокусного расстояния объектива, причем в первый компонент перед первой линзой введен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, второй компонент содержит последовательно по ходу лучей первую линзу отрицательную с первой вогнутой поверхностью, вторую линзу положительную со второй выпуклой поверхностью, при этом расстояние между вторым компонентом и одиночной отрицательной линзой меньше 0,2 фокусного расстояния объектива.
2
Недостатками наиболее близкого технического решения являются относительно малое поле зрения (12°) и относительно высокая технологическая сложность, т.к. содержит линзы, изготовленные из нетехнологичного кристаллического материала - флюорита (CaF) (вторая, четвертая, шестая и седьмая линзы). Этот кристалл длительно выращивается и сложно обрабатывается.
Задачей предлагаемого изобретения является создание объектива с повышенной технологичностью и улучшенными техническими характеристиками, в частности, более широким полем зрения (12°).
Требуемый технический результат заключается в расширении поля зрения.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в объективе на одной оптической оси установлены последовательно первая отрицательная линза, первая положительная линза, вторая положительная линза и третья положительная линза, апертурная диафрагма, вторая отрицательная линза, склеенная с четвертой положительной линзой, пятая положительная линза и третья отрицательная линза, при этом, первая положительная линза расположена от первой отрицательной линзы на расстоянии  равном
где ƒ' - фокусное расстояние объектива.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, вогнутая поверхность первой отрицательной линзы 1 выполнена с радиусом 259,19 мм,
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, апертурная диафрагма расположена на расстоянии 2,5 мм.
Такая конфигурация линз и их взаимное расположение, а также размещение апертурной диафрагмы между четвертой и пятой линзами позволяют увеличить поле зрения. Кроме того, такое расположение диафрагмы позволяет получить равномерное распределение освещенности по полю зрения.
Кроме того, объектив не имеет в составе линз, выполненных из кристаллов, а только из обычных оптических стекол, что улучшает его технологичность, и снижает материалоемкость относительно дорогостоящих материалов, и повышает технологичность изготовления.
Объектив, и его конструктивные особенности, и характеристики поясняются чертежом, где представлены:
на фиг. 1 - оптическая схема объектива;
на фиг. 2 - уровень расчетного качества изображения, создаваемого объективом, который оценивается модуляционной передаточной функцией;
на фиг. 3 - распределение освещенности по полю зрения объектива;
на фиг. 4 - таблица параметров линз.
Объектив реализован по следующей оптической схеме (фиг. 1).
В объективе на одной оптической оси установлены последовательно первая отрицательная линза 1, первая положительная линза 2, вторая положительная линза 3 и третья положительная линза 4, вторая отрицательная линза 5, склеенная с четвертой положительной линзой 6, пятая положительная линза 7 и третья отрицательная линза 8, а также апертурная диафрагма 9, размещенная между третьей положительной линзой 4 и второй отрицательной линзой 5, при этом первая положительная линза 2 расположена от первой отрицательной линзы 1 на расстоянии  равном
где ƒ' - фокусное расстояние объектива.
В частном примере выполнения объектива вогнутая поверхность первой отрицательной линзы 1 выполнена с радиусом 259,19 мм.
Указанные примеры выполнения объектива позволяют реализовать следующие технические характеристики:
- относительное отверстие 1:2,5;
- угловое поле зрения (2ω) 54 градуса;
- спектральный диапазон работы 0,45-0,95 мкм.
Вторая, четвертая и четырнадцатая поверхности выполнены асферическими (асферика второго порядка), что позволяет добиваться высокого качества изображения в широком угле поля зрения без использования кристаллических материалов с особыми свойствами.
Уровень расчетного качества изображения объектива представлен на фиг. 2, откуда следует, что объектив в диапазоне спектра 0,45…0,95 мкм обеспечивает контраст изображения на уровне не ниже 0,3 на пространственной частоте 150 лин/мм.
Развитие углового поля в оптических системах часто ограничено существенным падением освещенности при увеличении угла поля. Расположение апертурной диафрагмы 5 между третьей положительной линзой 4 второй отрицательной линзой 6 позволяет добиться равномерного распределения освещенности по полю зрения. Расчетное распределение освещенности по полю зрения показано на фиг. 3. График на фиг. 3 демонстрирует, что относительное падение освещенности по полю зрения не превышает 10%.