Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ

МАЛОГАБАРИТНЫЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к приборостроению, а именно к оптике, и может быть использовано в приборах с малым увеличением, например в сканерах, факсимильных устройствах. Сущность изобретения: в четырехлинзовом объективе первая линза положительный мениск, выпуклостью обращенный к предмету, вторая двояковогнутая, третья двояковыпуклая, четвертая отрицательный мениск, выпуклостью обращенный к плоскости изображения. При этом показатель преломления ne и коэффициенты дисперсии Аббе νe удовлетворяют следующим условиям: для положительных линз ne≥ 1,746 νe≅ 50 для отрицательных линз ne≅ 1,58 νe≅ 37,7 9 ил. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2044333
Класс(ы) патента: G02B9/34
Номер заявки: 5066420/10
Дата подачи заявки: 31.07.1992
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Центральное конструкторское бюро "Пеленг" (BY)
Автор(ы): Карп Маня Израйлевна[BY]; Черняк Нинэль Андреевна[BY]
Патентообладатель(и): Центральное конструкторское бюро "Пеленг" (BY)
Описание изобретения: Изобретением относится к приборостроению, а именно к оптике, может быть использовано в приборах с малым увеличением, например в сканерах, факcимильных устройствах.
Известен объектив типа "Индустар" [1] с фокусным расстоянием f' 100 мм, относительным отверстием 1:4,5, угловым полем в пространстве предметов 2 ω= 35о. Система обеспечивает достаточно высокое качество изображения в пределах всего поля изображения: поперечная сферическая аберрация не превышает 0,009 мм, астигматизм в пределах поля изображения 0,12 мм, дисторсия 0,06% Объектив ахроматизирован для спектральных линий g и l.
Недостатком известного объектива является небольшое относительное отверстие и наличие виньетирования, которое вызывает неравномерность освещенности в плоскости изображения.
Наиболее близким к заявляемому устройству является светосильный проекционный телеобъектив [2] содержащий четыре линзы, первая и третья из которых выполнены двояковыпуклыми, а вторая и четвертая двояковогнутыми, при этом расстояние между второй и третьей линзами равно 0,1 фокусного расстояния телеобъектива, показатели преломления ne и коэффициенты дисперсии νе двояковыпуклых линз удовлетворяют условиям
1,6 < ne < 1,67
47 < νе < 60, а двояковогнутых линз
1,49 < ne < 1,76
27 < νе < 70.
Недостатком прототипа является малая светосила для данного класса систем и наличие виньетирования.
Целью изобретения является создание объектива с увеличенной светосилой при сохранении высокого качества изображения и при отсутствии виньетирования в пределах поля изображения.
Цель достигается тем, что в объективе, содержащем четыре линзы, из которых вторая выполнена двояковогнутой, третья двояковыпуклой, показатель преломления ne и коэффициент дисперсии второй линзы удовлетворяют условию ne≅1,58 и νе≅37,7, в отличие от прототипа, первая линза положительный мениск, выпуклостью обращенный к предмету, четвертая линза отрицательный мениск, выпуклостью обращенный к плоскости изображения, с показателем преломления ne≅1,58 и коэффициентом дисперсии νе≅37,7, при этом выполняются условия:
r4 0,375f' -0,7r6
l2 1,9l1 0,375f'
l3 0,08f', где r4 второй радиус второй линзы; l1 первый воздушный промежуток; l2 второй воздушный промежуток; l3 третий воздушный промежуток; r6 второй радиус третьей линзы; f' фокусное расстояние объектива.
Увеличение относительного отверстия при отсутствии виньетирования в пределах рабочего поля и при сохранении высокого качества изображения является необходимым условием работы оптической системы с ПЗС-приемником, так как это повышает освещенность и обеспечивает хорошую равномерность освещенности в пределах поля изображения. Это достигается конструкцией объектива, взаимным расположением линз, отличающихся по знаку оптической силы, а также выбором радиуса кривизны четвертой поверхности, удовлетворяющего условию r4 0,375f' 0,7r6 Для обеспечения высокого качества изображения в пределах поля изображения, необходимо исправить кривизну Петцваля, а также хроматические аберрации в диапазоне длин волн от 600 до 700 нм, что обеспечивается выбором марок стекол для отрицательных линз.
Необходимым условием работы объектива с ПЗС-приемником является равномерное распределение энергии в пятне рассеяния по всему полю изображения, что обеспечивается исправлением комы и дисторсии, при этом третий воздушный промежуток l3 0,08f', второй воздушный промежуток l2 удовлетворяет условию l21,9l1 0,375f'. Достаточно хорошее исправление комы и дисторсии, вызывающих смещение центра пятна рассеяния, позволило достичь минимального смещения фазы, характеризуемого частотно-фазовой характеристикой ЧФХ, на всех частотах до N 20 мм-1 в пределах поля изображения 0,9ymax', максимальное смещение фазы ЧФХ0,06π.
На фиг. 1 представлена оптическая схема малогабаритного проекционного объектива, фокусное расстояние которого f' 24 мм, выходная апертура sinu' 0,127, что соответствует относительному отверстию 1:3, линейное поле в пространстве предметов 2y 102 мм (2ω= 45о); на фиг. 2-6 приведены графики аберраций; на фиг. 7-9 представлены графики коэффициентов передачи модуляции КПМ.
В таблице даны конструктивные параметры и марки стекол.
Малогабаритный проекционный объектив состоит из последовательно расположенных положительного мениска 1, выпуклостью обращенного к предмету, двояковогнутой линзы 2, двояковыпуклой линзы 3, отрицательного мениска 4, выпуклостью обращенного к изображению. Линзы 1 и 2 представляют собой один компонент.
Толщины линз di соответственно равны 0,15f', 0,042f', 0,14f', 0,092f', воздушные промежутки между линзами li равны соответственно 0,035f', 0,067f', 0,077f'.
Линзы 1 и 3 выполнены из стекла сверхтяжелый крон СТК9 с показателем преломления ne 1,7460 и коэффициентом дисперсии νе 50.
Линзы 2 и 4 выполнены из стекла легкий флинт ЛФ9 с ne 1,5837 и νе= 37,7.
Все поверхности линз просветлены ахроматическим покрытием (ОСТ 3-1901-85).
Из графиков аберраций и графиков функции передачи модуляции, изображенных на фиг. 2-9, следует, что объектив обладает достаточно высоким качеством изображения как в центре поля, так и в пределах поля изображения 0,9ymax'.
Поперечная сферическая аберрация не превышает 0,009 мм.
Коэффициент Т передачи модуляции КПМ в центре поля изображения для частоты N 10 мм-1 равен 0,95 ( для безаберрационной системы на N 1- мм-1 Т 0,97), для частоты N 20 мм-1 Т 0,78.
Астигматизм в пределах поля изображения 0,9ymax' не превышает 0,08 мм, дисторсия в пределах этого поля изображения не превышает 0,16% Диаметр кружка рассеяния в пределах поля изображения 0,9ymax' не превышает 0,017 мм.
Значение коэффициента Т передачи модуляции в пределах поля изображения 0,9ymax' для частот N 10 мм-1 и N 20 мм-1 соответственно равно Т 0,88 и 0,65. Снижение значений коэффициента передачи модуляции из-за хроматических аберраций не наблюдается.
Вышеприведенный анализ графиков аберраций и графиков функции передачи модуляции подтверждает достижение цели.
Формула изобретения: МАЛОГАБАРИТНЫЙ ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий четыре линзы, из которых первая положительная, вторая двояковогнутая из материала с показателем преломления ne ≅ 1,58 и коэффициентом дисперсии νe≅ 37,7, третья - двояковыпуклая и четвертая отрицательная линза, отличающийся тем, что первая линза выполнена в виде мениска, выпуклостью обращенного к предмету, а четвертая линза в виде мениска, выпуклостью обращенного к плоскости изображения, из материала с показателем преломления ne ≅ 1,58 и коэффициентом дисперсии νe≅ 37,7, при этом выполняются соотношения
r4= 0,375 fʹ= - 0,7r6;
l2 1,9l1,
l3 0,08 f1,
где r4 второй радиус второй линзы;
r6 второй радиус третьей линзы;
l1-l3 первый, соответственно второй и третий воздушные промежутки;
fʹ фокусное расстояние объектива.