Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7259
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК
G 02B 13/14 (2006.01)
(54) СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ
(21) Номер заявки: u 20100885
(22) 2010.10.21
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Анохина Людмила Васильев-
на; Кунделева Наталия Ефимовна; Агза-
мов Александр Мухтарович; Шевцова
Наталия Анатольевна (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционер-
ное общество "Пеленг" (BY)
(57)
Светосильный объектив, содержащий четыре компонента и апертурную диафрагму,
первый компонент которого положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью
к пространству изображений, второй компонент - отрицательный, третий компонент вы-
полнен в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображе-
ний, первый и второй компоненты выполнены из германия, отличающийся тем, что
второй компонент выполнен в виде вогнуто-плоской линзы, плоская поверхность которой
обращена к пространству изображений, мениск третьего компонента выполнен положи-
тельным, четвертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного
вогнутой поверхностью к пространству изображений, апертурная диафрагма совпадает с
выпуклой поверхностью первого компонента, а расстояние между первым и вторым ком-
понентами d удовлетворяет условию 0,23f'<d<0,25f', где f' - фокусное расстояние объекти-
ва, причем третий компонент выполнен из германия, а четвертый компонент - из селенида
цинка.
(56)
1. Патент US 5909307, публ. 1999, МПК G 02B 13/14.
2. Патент BY 10796, публ. 2008, МПК G 02B 13/14 (прототип).
Фиг. 1
BY7259U2011.04.30

2. BY 7259 U 2011.04.30
2
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам,
и может быть использована в тепловизионных приборах.
Известен светосильный объектив [1], состоящий из четырех компонентов. Первый
компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхно-
стью к пространству изображений. Второй компонент содержит положительный мениск,
обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Третий компонент со-
стоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству
изображений. Четвертый компонент выполнен в виде положительной линзы. Апертурная
диафрагма расположена между вторым и третьим компонентами и оптически сопряжена с
охлаждаемой диафрагмой приемника. Данной конструкцией реализуется объектив с фо-
кусным расстоянием 22 мм, относительным отверстием 1:1,2 и углом поля зрения до
2W = 18°. Недостатком является то, что при увеличении фокусного расстояния объектива
поле зрения уменьшается, что обусловлено конструкцией объектива, и при фокусном рас-
стоянии объектива порядка 100 мм поле зрения не превышает 2W = 2° даже при снижении
относительного отверстия до 1:1,3.
Наиболее близким к предлагаемому объективу является светосильный объектив [2],
состоящий из четырех компонентов. Первый компонент выполнен в виде положительного
мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй ком-
понент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к
пространству изображений, третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска,
обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый компонент
выполнен в виде положительной линзы. Первый, второй и четвертый компоненты выпол-
нены из германия, а третий компонент выполнен из селенида цинка. Апертурная диа-
фрагма расположена после четвертого компонента. Данной конструкцией реализуется
объектив с фокусным расстоянием 100 мм, относительным отверстием 1:1,36 и углом поля
зрения до 2W = 7°. Недостатком прототипа является недостаточно высокое относительное
отверстие.
Задачей полезной модели является увеличение относительного отверстия при сохра-
нении высокого качества изображений.
Светосильный объектив содержит четыре компонента и апертурную диафрагму, пер-
вый компонент - положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к про-
странству изображений, второй компонент - отрицательный, третий компонент выполнен
в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, пер-
вый и второй компоненты выполнены из германия, в отличие от прототипа, второй ком-
понент выполнен в виде вогнуто-плоской линзы, плоская поверхность которой обращена к
пространству изображений, мениск третьего компонента выполнен положительным, чет-
вертый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой по-
верхностью к пространству изображений, апертурная диафрагма совпадает с выпуклой
поверхностью первого компонента, а расстояние между первым и вторым компонентами d
удовлетворяет условию 0,23f'<d<0,25f', где f' - фокусное расстояние объектива, причем
третий компонент выполнен из германия, а четвертый компонент - из селенида цинка.
Конструкция второго компонента, выполненного в виде вогнуто-плоской линзы,
плоская поверхность которой обращена к пространству изображений, выбор знака третье-
го компонента, выполненного в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к
пространству изображений, выполнение четвертого компонента в виде отрицательного
мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, размещение
апертурной диафрагмы на выпуклой поверхности первого компонента, выбор расстояния
между первым и вторым компонентами d, удовлетворяющего условию 0,23f'<d<0,25f', где
f' - фокусное расстояние объектива, обеспечили высокую степень коррекции сферической
аберрации, комы, аберраций широких наклонных пучков при относительном отверстии
объектива 1:1.

3. BY 7259 U 2011.04.30
3
Выполнение первого, второго и третьего компонентов из германия, а четвертого ком-
понента из селенида цинка обеспечивает хорошее исправление хроматических аберраций.
На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого светосильного объектива.
На фиг. 2 приведены конструктивные параметры светосильного объектива.
Светосильный объектив (фиг. 1) состоит из четырех компонентов. Первый компонент
выполнен в виде положительного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к про-
странству изображений. Второй компонент представляет собой вогнуто-плоскую линзу 2,
обращенную плоской поверхностью к пространству изображений. Третий компонент вы-
полнен в виде положительного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к простран-
ству изображений. Четвертый компонент представляет собой отрицательный мениск,
обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Расстояние между
первым и вторым компонентами равно 22 мм, что составляет 0,24 фокусного расстояния
объектива. Апертурная диафрагма 6 совпадает с выпуклой поверхностью первого компо-
нента. Первый, второй и третий компоненты выполнены из германия, а четвертый компо-
нент - из селенида цинка.
Светосильный объектив рассчитывался с плоско-параллельной пластиной 5 из герма-
ния толщиной 9 мм.
Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного
в бесконечности, попадает в обьектив, где проходит через апертурную диафрагму, линзы
1, 2, 3, 4, плоско-параллельную пластину 5, и образует изображение предмета в плоскости
наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения.
В соответствии с предложенным решением рассчитан светосильный объектива для
дальнего ИК-диапазона λ = (7,5…14) мкм. Фокусное расстояние объектива 91,3 мм, отно-
сительное отверстие 1:1, угол поля зрения 2W = 7°30'. Высокая степень коррекции абер-
раций позволила получить концентрацию энергии в кружке диаметром 0,025 мм не менее
79 % для точки на оси и 77 % для края поля зрения.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.