Объектив

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, а именно к объективам, и может быть использовано как объектив в различных оптических системах наблюдения, работающих с ПЗС-приемниками. Объектив содержит два компонента, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы из стекла с показателем преломления не более 1,5 и числом Аббе не менее 80, склеенной с плосковогнутой отрицательной линзой, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, склеенной с двояковогнутой линзой, функцию апертурной диафрагмы выполняет оправа второго компонента. Технический результат: расширение спектрального диапазона работы объектива до =600-1000 нм при одновременном упрощении конструкции; уменьшение весогабаритных характеристик и стоимости изделия; упрощение технологии сборки при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВНЕШНЕТОРГОВОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, а именно к объективам, и может быть использовано как объектив в различных оптических системах наблюдения, формирующих изображение на ПЗС-приемниках. Известны объективы типа "Таир" [1], состоящие из двух компонентов. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, второй компонент - мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Известны также объективы типа "Таир" [1], в которых первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, склеенной с отрицательной линзой, и мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Объективы имеют фокусное расстояние 300 мм и развивают относительное отверстие от 1:4,5 до 1:3. Недостатком объективов типа "Таир" являются невысокие значения коэффициентов передачи модуляции, что не позволяет использовать их при работе с низкоконтрастными объектами. Наиболее близким к предлагаемому объективу является объектив [2], состоящий из двух компонентов. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой, двояковогнутой одиночных линз и положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент склеен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Между первым и вторым компонентами установлена апертурная диафрагма. Объектив имеет фокусное расстояние 300 мм, относительное отверстие 1:3 и работает в спектральном диапазоне =620-850 нм. Данная конструкция объектива обеспечивает высокие полихроматические коэффициенты передачи модуляции для пространственной частоты N=60 мм-1: в точке на оси не менее 0.8, на краю поля зрения 2=2 не менее 0,7. Недостатком объектива является узкий спектральный диапазон работы, что может быть недостаточным для чувствительности ряда ПЗС-приемников и ограничивает применение объектива в сумеречное время суток. Задачей изобретения является расширение спектрального диапазона работы объектива до =6001000 нм при одновременном упрощении конструкции - уменьшении весогабаритных характеристик и стоимости изделия, упрощении технологии сборки и сохранении высоких эксплуатационных характеристик. Решение поставленной задачи достигается тем, что в объективе, содержащем два компонента, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы из стекла с показателем преломления не более 1,5 и числом Аббе не менее 80 и отрицательной линзы, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, склеенной с двояковогнутой линзой, в отличие от прототипа, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, склеенной с плосковогнутой отрицательной линзой, функцию апертурной диафрагмы выполняет оправа второго компонента. Такая конструкция объектива: выполнение первого компонента в виде двояковыпуклой линзы из стекла с показателем преломления не более 1,5 и числом Аббе не менее 80, обладающим особым ходом дисперсии, склеенной с плосковогнутой отрицательной линзой, второго - в виде двояковыпуклой линзы,склеенной с двояковогнутой линзой, позволяет получить компактный четырехлинзовый объектив, длина которого от первой поверхности до плоскости изображения составляет 0,95 фокусного расстояния объектива, с хорошей коррекцией хроматических аберраций в широком спектральном диапазоне =6001000 и кривизны поля и астигматизма, что позволило получить высокую равномерность коэффициентов передачи модуляции по всему полю зрения. Предлагаемый объектив работает в широком спектральном диапазоне =600-1000 нм, имеет фокусное расстояние 300 мм, относительное отверстие 1:3,5, апертурной диафрагмой является оправа второго компонента. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции для пространственной частоты N=60 мм-1 в точке на оси - не менее 0,76, на краю поля зрения 2=137' - не менее 0,72. Объектив рассчитан совместно со светофильтром, который обеспечивает левую границу спектрального диапазона=600 нм. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива. На фиг. 2 приведены технические характеристики и конструктивные параметры объектива. На фиг. 3 представлены результаты аберрационного расчета объектива. На фиг. 4 приведены графики расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики объектива. Объектив (фиг. 1) состоит из последовательно расположенных по ходу лучей двух компонентов и светофильтра. Первый компонент выполнен в виде двухлинзовой склейки, состоящей из двояковыпуклой линзы 1 и плосковогнутой линзы 2. Второй - в виде двухлинзовой склейки, состоящей из двояковыпуклой линзы 3 и двояковогнутой линзы 4. Функцию апертурной диафрагмы выполняет оправа второго компонента. Светофильтр 5, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, обеспечивает левую границу спектрального диапазона =600 нм. Параллельный пучок света падает на первую поверхность объектива и, преломившись через линзы двух компонентов и светофильтр, фокусируется в плоскости изображения, где расположен приемник оптического излучения. На фиг. 2 приведены технические характеристики рассчитанного объектива и его конструктивные данные: радиусы кривизны поверхностей линз R, толщины линз и воздушных промежутков d, световые диаметры линз, марки стекол (каталог OHARA). На фиг. 3 приведены графики аберраций осевого пучка (поперечной сферической аберрации и неизопланатизма), главных лучей (астигматических отрезков и относительной дисторсии), широких наклонных пучков в меридиональном сечении на краю поля зрения. На фиг. 4 приведены графики расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики для точки на оси и на краю поля зрения. В предлагаемом объективе выбор конструкции первого компонента в виде двояковыпуклой линзы из стекла с показателем преломления не более 1,5 и числом Аббе не менее 80, склеенной с плосковогнутой отрицательной линзой, второго - в виде двояковыпуклой линзы, склеенной с двояковогнутой линзой,позволил получить компактную - длина объектива от первой поверхности до плоскости изображения составляет 0,95 фокусного расстояния объектива, простую в сборке оптическую схему с высоким светопропусканием, которая обеспечивает высокое качество изображения в спектральном диапазоне =6001000 нм, что подтверждают графики аберраций, приведенные на фиг. 3, и графики полихроматической частотно-контрастной характеристики, приведенные на фиг. 4. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции объектива в спектральном диапазоне =600-1000 нм для пространственной частотыN=60 мм-1: в точке на оси - не менее 0,76, на краю поля зрения 2=137' - не менее 0,72. Использованные источники информации 1. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М.: Искусство, 1978. С. 339-436. 2. Патент РБ 15649, МПК G02B 9/60, 2011 (прототип). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Объектив, содержащий последовательно расположенные по ходу луча два компонента, первый из которых содержит двояковыпуклую линзу из стекла с показателем преломления не более 1,5 и числом Аббе не менее 80 и отрицательную линзу, второй компонент склеен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и обращен вогнутой поверхностью к пространству изображений, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде склейки, состоящей из двояковыпуклой линзы и плосковогнутой отрицательной линзы, обращенной плоской стороной к пространству изображений, функцию апертурной диафрагмы выполняет оправа второго компонента.