Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ
ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ

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 пятилинзовом объективе все линзы простые, первая линза положительный мениск, вторая и четвертая линзы отрицательные, третья и пятая положительные линзы, при этом положительные линзы выполнены из стекла ne 1,74, νe 50, отрицательные 1,62 < ne < 1,65; 33,6 < νe < 34,3. 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: 2044334
Класс(ы) патента: G02B9/60
Номер заявки: 5066421/10
Дата подачи заявки: 31.07.1992
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Центральное конструкторское бюро "Пеленг" (BY)
Автор(ы): Карп Маня Израилевна[BY]; Черняк Нинэль Андреевна[BY]
Патентообладатель(и): Центральное конструкторское бюро "Пеленг" (BY)
Описание изобретения: Изобретение относится к приборостроению, а именно к оптике, и может быть использовано в приборах с малым увеличением, например в сканерах, факсимильных устройствах.
Известен объектив типа "Индустар" с фокусным расстоянием f' 100 мм, относительным отверстием 1:4,5, угловым полем в пространстве предметов 2ω= 35о. Система обеспечивает достаточно высокое качество в пределах всего поля изображения: поперечная сферическая аберрация не превышает 0,009 мм, астигматизм в пределах поля изображения 0,12 мм, дисторсия 0,06 [1]
Объектив ахроматизирован от линии спектра g до линии е.
Недостатком известного объектива является наличие виньетирования, которое вызывает неравномерность освещенности в плоскости изображения.
Известен репродукционный объектив [2] состоящий из трех компонентов, разделенных воздушными промежутками. Внешние компоненты образованы двумя склеенными линзами. Компонент, ближайший к плоскости изображения, состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска. Компонент, ближайший к предмету, состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Средний компонент представляет собой простую двояковогнутую линзу.
Недостатком данного объектива является недоисправленная сферическая аберрация, диаметр кружка рассеяния 0,04 мм в плоскости предмета и наличие виньетирования (до 20%), что недопустимо для данного класса систем.
Наиболее близким по техническому решению к данному устройству является светосильный проекционный объектив [3] содержащий пять линз, из которых первая, третья и пятая двояковыпуклые, вторая и четвертая двояковогнутые, при этом отношение абсолютных величин оптических сил второй и третьей линз равно 1,12, первая, третья и пятая линзы выполнены из стекла с показателями преломления более 1,7 и коэффициентом дисперсии более 50, а вторая и четвертая линзы из стекла с показателем преломления 1,52-1,68 и коэффициентом дисперсии 30-41.
Недостатком данного объектива является наличие виньетирования в пределах поля изображения, что не позволяет обеспечить высокую равномерность освещенности, которая требуется для данного класса систем.
Целью изобретения является создание проекционного объектива с высоким качеством изображения при отсутствии виньетирования в пределах поля изображения.
Цель достигается тем, что в проекционном объективе, содержащем пять линз, первая из которых положительная, вторая и четвертая двояковогнутые, третья и пятая двояковыпуклые, в отличие от прототипа, первая линза выполнены в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломления 1,74 и коэффициентом дисперсии 50, а отрицательные линзы из стекла с показателем преломления ne и коэффициентом дисперсии νе, удовлетворяющим условию
1,62 < ne < 1,65
33,6 < νе < 34,3, при этом выполняются соотношения
r5 0,545f'
r10 0,72r6 -0,5f', где r5 первый радиус третьей линзы;
r6 второй радиус третьей линзы;
r10 второй радиус пятой линзы;
f' фокусное расстояние объектива.
Создание объектива с высоким качеством изображения при отсутствии виньетирования в пределах поля изображения является необходимым условием работы оптической системы с ПЗС-приемником, так как это повышает точность считывания информации и обеспечивает хорошую равномерность освещенности в пределах поля изображения. Это обеспечивается конструкцией объектива, взаимным расположением линз, отличающихся по знаку оптической силы.
Для обеспечения высокого качества в пределах поля изображения необходимо исправить кривизну Петцваля, а также хроматические аберрации в диапазоне длин волн от 500 до 700 нм, что обеспечивается выбором марок стекол как для положительных, так и для положительных, так и для отрицательных линз. Необходимым условием работы объектива с ПЗС-приемником является равномерное распределение энергии в пятне рассеяния, что обеспечивается исправлением комы и дисторсии. Для исправления комы и дисторсии необходимо выполнение следующих условий:
r10 0,72r6 -0,5f';
r5 0,545f'.
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 70 мм-1 в пределах поля изображения 0,9ymax' максимальное смещение фазы ЧФХ 0,15.
На фиг. 1 представлена оптическая схема проекционного объектива, работающего с ПЗС-приемником, фокусное расстояние которого f' 33,7 мм, линейное увеличение β= -0,129х, выходная апертура sinu' 0,1, что соответствует относительному отверстию 1:4,5, линейное поле в пространстве предметов 2y 210 мм (2ω= 40о); на фиг. 2-6 приведены графики аберраций; на фиг. 7-9 приведены графики коэффициента передачи модуляции КПМ.
В таблице даны конструктивные параметры и марки стекол.
Проекционный объектив состоит из последовательно расположенных положительного мениска 1, выпуклостью обращенного к плоскости предмета, двояковогнутой линзы 2, двояковыпуклой линзы 5.
Толщины линз di соответственно равны 0,116f', 0,033f', 0,111f', 0,039f', 0,154f', воздушные промежутки между линзами li равны соответственно 0,070f', 0,079f', 0,092f', 0,074f'.
Линзы 1, 3, 5 выполнены из стекла сверхтяжелый крон СТК 9, ne 1,7460, νе 50. Линзы 2, 4 из стекла тяжелый флинт ТФ1, ne 1,6522, νе= 33,62. 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 высоким качеством изображения как в центре поля, так и в пределах поля изображения 0,9ymax'. Поперечная сферическая аберрация не превышает 0,0017 мм.
Коэффициент Т передачи модуляции в центре поля изображения для частот N 50 мм-1 и N 70 мм-1 соответственно равен 0,79 и 0,69 (для безаберрационной системы соответствующих частот Т 0,81, Т0,73).
Астигматизм в пределах поля изображения 0,9ymax' не превышает 0,05 мм.
Диаметр кружка рассеяния в пределах поля изображения 0,9ymax' не превышает 0,010 мм. Значение коэффициента Т передачи модуляции в пределах поля изображения 0,9ymax' для частот N 50 мм-1 и 70 мм-1 соответственно равно 0,72 и 0,60.
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: ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий пять одиночных линз, первая из которых положительная, вторая и четвертая двояковогнутые, третья и пятая - двояковыпуклые, отличающийся тем, что первая линза выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломления ne 1,74 и коэффициентом дисперсии νe= 50, а отрицательные линзы из стекла с характеристиками, удовлетворяющими условию
1,62 < nе < 1,65;
33,6 < νe< 34,3,
при этом выполняются соотношения
r5= 0,545 fʹ;
r10= 0,72r6= - 0,5fʹ,
где r5 первый радиус третьей линзы;
r6 второй радиус третьей линзы;
r10 второй радиус пятой линзы;
fʹ фокусное расстояние объектива.