Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

положительная линза третьего Компонента склеена из двояковыпуклой И двояковогнутой линз, а его мениск выполнен положительным, а положительная линза в составе двусклеенной линзы, являющейся второй линзой четвертого компонента, выполнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, причем расстояние между двусклеенной линзой третьего компонента и его мениском составляет не менее 0,1 фокусного расстояния этого компонента, а сумма оптических сил всех компонентов не превышает 0,00036 мм 1.Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с переменным фокусным расстоянием, и может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗС-матрице.Известен вариообъектив 1, имеющий небольшую длину, содержащий четыре компонента, причем первый компонент положительный, второй компонент отрицательный, третий компонент положительный и четвертый компонент положительный. Изменение фокусного расстояния происходит при движении второго компонента, а компенсация сдвига плоскости изображения осуществляется при помощи четвертого компонента. Третий компонент содержит четыре линзы, в том числе положительную линзу, направленную выпуклой стороной к пространству предметов, и отрицательную линзу. Четвертый компонент содержит асферическую поверхность. Апертурная диафрагма расположена перед третьим компонентом. Объектив имеет диапазон изменения фокусного расстояния 7,5) и общую длину (от первой поверхности до плоскости изображения) не более 1,3 Гтдх, где Гтх максимальное фокусное расстояние.Недостатком объектива является невысокое качество изображения по всему полю зрения для всего диапазона фокусных расстояний (коэффициент передачи модуляции Т 0,4 на пространственной частоте Ы 30 мм 1 при использовании одной асферической поверхности).Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническому рещению является вариообъектив 2, предназначенный для использования в видеокамерах и фотографических камерах. Вариообъектив содержит четыре компонента первый положительный компонент, второй отрицательный компонент, третий положительный компонент и четвертый положительный компонент. Первый компонент содержит положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и положительной линзы, и положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов. Второй компонент содержит три одиночные линзы отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов,отрицательную линзу и положительную линзу. Третий положительный компонент состоит из положительной линзы с одной асферической поверхностью, обращенной к пространству предметов, и отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, причем расстояние между положительной линзой и мениском составляет 0,04 фокусного расстояния компонента. Четвертый положительный компонент содержит положительную линзу и положительную двухсклеенную линзу, состоящую из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и положительной линзы. Изменение фокусного расстояния осуществляется при движении второго и четвертого компонентов, причем фокусировка в единую плоскость изображений производится перемещением четвертого компонента. Апертурная диафрагма расположена перед третьим компонентом. Недостатком прототипа являются невысокие значения коэффициентов передачи модуляции (Т) для всего поля зрения во всем диапазоне изменения фокусных расстояний, что не позволяет получить на ПЗС-матрице изображения объектов малого контраста.Задачей изобретения является повыщение качества изображения за счет увеличения коэффициента передачи модуляции по всему полю зрения во всем диапазоне изменения фокусных расстояний.Вариообъектив, содержащий Четыре компонента, первый, третий И Четвертый из которых положительные, а второй - отрицательный, И установленную перед третьим компонентом апертурную диафрагму, при этом второй и четвертый компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, первый компонент содержит положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и двояковыпуклой линзы, и положительный мениск,обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй компонент содержит две отрицательные линзы, вторая из которых двояковогнутая, и положительную линзу, третий компонент содержит положительную линзу и мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, а четвертый компонент содержит положительную двусклеенную линзу, элементы которой выполнены в виде отрицательного мениска,обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и положительной линзы,и двояковыпуклую линзу, в отличие от прототипа, первая отрицательная линза второго компонента выполнена двояковогнутой, положительная линза второго компонента вь 1 полнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов,положительная линза третьего компонента склеена из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, а его мениск выполнен положительным, а положительная линза в составе двусклеенной линзы, являющейся второй линзой четвертого компонента, выполнена в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, причем расстояние между двусклеенной линзой третьего компонента и его мениском составляет не менее 0,1 фокусного расстояния этого компонента, а сумма оптических сил всех компонентов не превыщает 0,00036 мм 1.Выбор формы первой отрицательной и положительной линз во втором компоненте и его перемещение позволяют исправить полевые аберрации щироких наклонных пучков в области малых фокусных расстояний. Выполнение третьего положительного компонента в виде положительной двусклеенной линзы, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений, выбор расстояния между положительной двусклеенной линзой и положительным мениском не менее 0,1 фокусного расстояния третьего компонента обеспечили исправление астигматизма, что позволило улучщить качество изображения объектива по всему полю во всем диапазоне изменения фокусных расстояний, а также позволяет исправить сферическую аберрацию при большом фокусном расстоянии.Для обеспечения высокого качества изображения по всему полю зрения и во всем диапазоне изменения фокусных расстояний сумма оптических сил всех компонентов вь 1 бирается близкой к О, а именно не более О,ООО 36 мм 1, что позволяет автоматически исправить кривизну изображения.Предлагаемый вариообъектив работает в спектральном диапазоне Ж 770-910 нм,фокусное расстояние объектива изменяется в пределах от 13,6 до 80 мм, относительное отверстие 12,612,5. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции (Т) на пространственной частоте Ы 30 мм 1 для точки на оси не ниже 0,74, для края поля зрения не ниже 0,6 во всем диапазоне изменения фокусных расстояний.На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого вариообъектива.На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз вариообъектива и характеристики стекол, где К - радиусы кривизны поверхностей линз, В - расстояния между поверхностями линз, пе - показатель преломления стекол линз для линии е (Ж 546 нм), у число Аббе для линии е.На фиг. 3 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) в точке на оси для фокусного расстояния объекива Г 80 мм.На фиг. 4 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) в точке на краю поля зрения 277 435 для фокусного расстояния объектива Г 80 мм.На фиг. 5 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) в точке на оси для фокусного расстояния объектива Г 13,6 мм.На фиг. 6 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) в точке на краю поля зрения 277 2629 для фокусного расстояния объектива Г 13,6 мм.Частотно-контрастнь 1 е характеристики объектива рассчитаны в соответствии с таблицей коэффициентов спектральной эффективности актиничного потока излучения, приведенной ниже.Вариообъектив (фиг. 1) состоит из четырех компонентов 1-4. Компонент 1 содержит положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска 5, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и двояковыпуклой линзы 6, и положительный мениск 7, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Компонент 1 положителен и неподвижен. Фокусное расстояние компонента - 53,78 мм.Компонент 2 содержит три одиночные линзы две отрицательные линзы 8 и 9, вь 1 полненные двояковогнутыми, и положительную линзу 10, выполненную в виде мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов. Компонент 2 отрицателен. Фокусное расстояние компонента - 13,26 мм. Перемещением вдоль оптической оси этого компонента достигается изменение фокусного расстояния объектива.Компонент 3 содержит положительную линзу, склеенную из двояковыпуклой линзы 11 и двояковогнутой линзы 12, и положительный мениск 13, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов. Третий компонент положителен и неподвижен. Его фокусное расстояние равно 45,25 мм. Расстояние между положительной двусклеенной линзой и положительным мениском 13 равно 5 мм, что составляет 0,11 фокусного расстояния компонента.Компонент 4 содержит положительную линзу 14, выполненую двояковыпуклой, и положительную двусклеенную линзу, состоящую из отрицательного мениска 15, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, и положительной линзы 16,выполненной в виде мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов. Фокусное расстояние объектива равно 28,51 мм. Компонент 4 движется возвратно-поступательно вдоль оптической оси, чем обеспечивает неподвижность плоскости изображения во всем диапазоне изменения фокусных расстояний объектива.В предлагаемой конструкции объектива сумма оптических сил компонентовФ р 1 02 р 3 04 0,00035 мм 1, где (р 1, р 2, (р 3, (р 4 - величины, обратные фокусным расстояниям компонентов 1, 2, 3, 4.Апертурная диафрагма 17 расположена перед третьим компонентом и осуществляет регулирование светового потока.Объектив работает со светофильтром 18.В положении компонентов, когда второй и четвертый компоненты занимают крайнее правое положение, система обеспечивает наибольшее фокусное расстояние 80 мм. Изменение фокусного расстояния объектива осуществляется при движении второго компонента влево на 23,3 мм. Четвертый компонент движется возвратно-поступательно с максимальной длиной хода 7,77 мм и обеспечивает неподвижность плоскости изображения при изменении фокусного расстояния объектива. Длина объектива от первой поверхности до плоскости изображения составляет 116,1 мм.Вариообъектив имеет следующие характеристикифокусное расстояние 13,680 мм относительное отверстие 12,612,5 поле зрения 277 2629 24435 326.При фокусном расстоянии Г 13,6 мм сферическая аберрация составляет 0,008 мм,сферохроматизм не более 0,016 мм для спектрального диапазона 770-910 мкм, астигматизм не более 0,016 мм, относительная дисторсия 1 , аберрации Широких пучков не более 0,013 мм.При фокусном расстоянии Г 80 мм сферическая аберрация не более 0,017 мм, сферохроматизм не более 0,004 мм, астигматизм не более 0,002 мм, относительная дисторсия 0,8 , аберрации Широких пучков не более 0,02 мм. Значения аберраций приведены в единой плоскости изображения.Такое исправление аберраций позволило получить высокие значения полихроматических коэффициентов передачи модуляции на пространственной частоте Ы 30 мм 1 для точки на оси не ниже 0,74, для края поля зрения не ниже 0,6 во всем диапазоне изменения фокусных расстояний, на пространственной частоте Ы 60 мм 1 для точки на оси не ниже 0,35, для края поля зрения не ниже 0,25 во всем диапазоне изменения фокусных расстояний (фиг. 3-6).Таким образом, предложенный вариообъектив позволяет получить более высокое качество изображения по сравнению с прототипом.

МПК / Метки

МПК: G02B 15/173, G02B 15/14

Метки: вариообъектив

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/6-8734-varioobektiv.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Вариообъектив</a>

Похожие патенты