close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15649

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.04.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15649
(13) C1
(19)
G 02B 9/60
(2006.01)
ОБЪЕКТИВ
(21) Номер заявки: a 20100280
(22) 2010.02.25
(43) 2011.10.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Кунделева Наталия Ефимовна; Шифферс Герман Викторович; Шарова Татьяна Георгиевна
(BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Пеленг" (BY)
(56) ВОЛОСОВ Д.С. Фотографическая оптика. Москва, Искусство, 1971, - С.
418-422.
BY 11764 C1, 2009.
RU 2181207 C1, 2002.
SU 1425572 A1, 1988.
JP 6324263 A, 1994.
BY 15649 C1 2012.04.30
(57)
Объектив, содержащий два установленных на оптической оси компонента, первый из
которых содержит двояковыпуклую линзу и отрицательную линзу, а второй выполнен в
виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, отличающийся тем, что между компонентами установлена апертурная диафрагма, первый компонент содержит положительный мениск, установленный за
указанной отрицательной линзой и обращенный вогнутой поверхностью к пространству
изображений, второй компонент склеен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и имеет толщину по оптической оси не менее 0,07 фокусного расстояния объектива, двояковыпуклая линза первого компонента выполнена из стекла с показателем преломления не
более 1,5 и числом Аббе не менее 80, а расстояние между компонентами составляет не
менее 0,13 фокусного расстояния объектива.
Фиг. 1
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и
может использоваться как объектив видеокамеры с формированием изображения на ПЗСматрице.
BY 15649 C1 2012.04.30
Известен объектив [1] из трех компонентов, первый из которых - положительный мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий
компонент - двояковыпуклая линза, склеенная из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска. Данная конструкция объектива имеет фокусное расстояние f'' = 220 мм, относительное отверстие 1 : 2,4. Однако недостатками аналога являются невысокое значение
коэффициентов передачи модуляции (T) для всего поля зрения: не более 0,3 на частоте
N = 60 мм-1, что не позволяет получить на ПЗС-матрице изображение объектов малого
контраста, а также большая длина объектива, которая составляет 1,37f'.
Наиболее близкими к предлагаемому объективу являются объективы типа "Таир" [2],
состоящие из двух компонентов. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой
линзы и отрицательной линзы, второй компонент - мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений и имеющий большую толщину.
Данная конструкция объектива обеспечивает относительное отверстие 1 : 3 при фокусном расстоянии объектива до 300 мм. Однако недостатком прототипа являются невысокие значения коэффициентов передачи модуляции (T), не превышающие 0,5 для точки
на оси и 0,2 для края поля зрения.
Задачей изобретения является повышение качества изображения в спектральном диапазоне λ = 620…850 нм за счет увеличения коэффициентов передачи модуляции по всему
полю зрения и сохранение небольшой длины объектива, считая от первой поверхности
объектива до плоскости изображения, не превышающей 1,01 фокусного расстояния объектива.
Объектив содержит два установленных на оптической оси компонента, первый из которых содержит двояковыпуклую линзу и отрицательную линзу, а второй выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству
изображений, в отличие от прототипа, между компонентами установлена апертурная диафрагма, первый компонент содержит положительный мениск, установленный за указанной отрицательной линзой и обращенный вогнутой поверхностью к пространству
изображений, второй компонент склеен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и имеет толщину по оптической оси не менее 0,07 фокусного расстояния объектива, двояковыпуклая линза первого компонента выполнена из стекла с показателем преломления не
более 1,5 и числом Аббе не менее 80, а расстояние между компонентами составляет не
менее 0,13 фокусного расстояния объектива.
Конструкция первого компонента, содержащего двояковыпуклую линзу, имеющую
показатель преломления стекла не более 1,5, число Аббе не менее 80 и обладающую особым ходом дисперсии, обеспечивает исправление вторичного спектра до 0,04 мм в спектральном диапазоне 620…850 нм, что позволяет получить хорошее исправление
хроматических аберраций.
Введение в первый компонент положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений и установленного за его отрицательной линзой,
позволило исправить сферохроматические аберрации до величин, не превышающих
0,006 мм, что обеспечило высокие значения коэффициента передачи модуляции для точки
на оси.
Выполнение отрицательного мениска второго компонента в виде склейки из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, имеющего толщину по оптической оси не менее 0,07
фокусного расстояния объектива, позволило исправить кривизну до величины 0,02 мм и
астигматизм до величины 0,013 мм для угла поля зрения 2W = 2°.
Выбор расстояния между компонентами не менее 0,13 фокусного расстояния объектива обеспечил небольшую длину от первой поверхности объектива до плоскости изображения, не превышающую 1,01 фокусного расстояния объектива, при высоком качестве
изображения по всему полю зрения.
2
BY 15649 C1 2012.04.30
Расположение апертурной диафрагмы между компонентами позволяет регулировать
относительное отверстие объектива.
Предлагаемый объектив работает в спектральном диапазоне λ = (620…850) нм, имеет
фокусное расстояние 300 мм, относительное отверстие 1 : 3. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции (T) для пространственной частоты N = 60 мм-1 в точке на оси
(у' = 0) не менее 0,8, на краю поля зрения 2W = 2° не менее 0,7.
На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива.
На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз объектива и характеристики
стекол, где R - радиусы кривизны поверхностей линз, D - расстояния между поверхностями линз, ne - показатель преломления стекол линз для линии e (λ = 546 нм), νe - число
Аббе для линии e.
На фиг. 3 приведены графики поперечной сферической аберрации объектива.
На фиг. 4 приведены графики аберраций широких наклонных пучков меридионального сечения угла поля зрения 2W = 2°.
На фиг. 5 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (T) для точки на оси.
На фиг. 6 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (T) для точки на краю поля зрения 2W = 3°.
Частотно-контрастные характеристики объектива рассчитаны в соответствии с таблицей коэффициентов спектральной эффективности актиничного потока излучения, приведенной ниже.
620
670
700
750
850
λ, мкм
C
0,14
1,0
0,8
0,48
0,1
Объектив (фиг. 1) состоит из двух компонентов и двух светофильтров, служащих для
выделения области спектра, указанной в таблице. Первый компонент содержит двояковыпуклую линзу 1, изготовленную из стекла N-PK52A фирмы SCHOTT с показателем преломления ne = 1,4985 и числом Аббе νe = 81,21, двояковогнутую линзу 2 и положительный
мениск 3, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к
пространству изображений, и склеен из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы
5, толщина мениска по оптической оси равна 23 мм, что составляет 0,076 фокусного расстояния объектива. Расстояние между компонентами равно 40,6 мм, что составляет 0,135
фокусного расстояния объектива. Объектив рассчитан со светофильтрами 7, 8, имеющими
суммарную толщину 4 мм.
Графики аберраций, приведенные на фиг. 3 и 4, а также графики полихроматической
частотно-контрастной характеристики для точки на оси и для края поля зрения, приведенные на фиг. 5 и 6, подтверждают, что объектив имеет хорошее качество изображения по
всему полю зрения, что позволяет получить изображение объектов с малым контрастом
(К = 0,1).
В предлагаемом объективе выбор конструкции первого компонента, содержащего первую двояковыпуклую линзу с показателем преломления стекла не более 1,5 и числом Аббе не менее 80, двояковогнутую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутой
поверхностью к пространству изображений, второго компонента, выполненного в виде
отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений и склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и имеющего толщину не менее 0,7 фокусного расстояния объектива и расстояния между компонентами не менее 0,13
фокусного расстояния, позволил получить высокие значения коэффициентов передачи
модуляции по всему полю зрения в спектральном диапазоне 620…850 нм и длину объек-
3
BY 15649 C1 2012.04.30
тива от первой поверхности до плоскости изображения 301,4 мм, что составляет 1,004 фокусного расстояния объектива.
Объектив работает следующим образом: параллельный пучок света с углом поля зрения 2W = 2° попадает на первую поверхность первого компонента объектива и, преломившись через поверхности пяти линз и светофильтров, фокусируется в плоскости
изображения, где расположена ПЗС-матрица.
Источники информации:
1. Патент RU 2190245C1, МКП G 02B 9/26, G 02B 11/14, 2002.
2. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. - М.: Искусство, 1971. - С. 419-422 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
4
BY 15649 C1 2012.04.30
Фиг. 5
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
199 Кб
Теги
by15649, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа