проекційний об'єктив
Використання: винахід відноситься до області оптичного приладобудування і може бути використано в проекційних контрольно-вимірювальних приладах і інших оптичних системах. Суть винаходу: проекційний об'єктив містить дві групи лінз; перша група складається з п'яти лінз, з яких перша, третя і четверта лінзи виконані склеєними, при цьому перша і друга лінзи мають позитивну оптичну силу, друга група містить склеєну лінзу, що має негативну оптичну силу. Перша і друга лінзи складають перший компонент, а третя і четверта - другий компонент. Перший і другий компоненти утворюють проекційну систему зі збільшенням близьким до - 1 x. Друга і п'ята лінзи виконані склеєними, і крім того третя і четверта лінзи мають позитивну оптичну силу, а п'ята лінза - негативну оптичну силу. 9 мул.
Винахід відноситься до області оптичного приладобудування і може бути використано в проекційних контрольно-вимірювальних приладах і інших оптичних системах.
Відомий об'єктив зі збільшенням -50 x. який містить дві групи лінз, причому перша група складається з трьох простих і однієї склеєної лінз, а друга з трьох простих лінз [1] Недоліком цього об'єктива є те, що апертурная діафрагма розташована всередині другої групи лінз, а також те, що відстань між першою і другою групами лінз невелике, що унеможливлює реалізацію по даній оптичній схемі об'єктиву іншого збільшення. Найбільш близьким рішенням, обраним як прототип, є об'єктив [2] містить дві групи лінз, перша група складається з п'яти лінз, з яких перша, третя і четверта лінзи виконані склеєними, перша і друга лінзи мають позитивну оптичну силу, а друга група містить склеєну лінзу, що має негативну оптичну силу.
Реалізований за цією схемою об'єктив має збільшення -200 x. фокусна відстань 11 мм, числову апертуру 0,3 і робочий відрізок 15,4 мм. Апертурна діафрагма розташована на поверхні п'ятої лінзи.
До істотних недоліків даного об'єктива відноситься те, що виконання лінз першої групи не дозволяє отримати порівняно великий робочий відрізок, що тягне за собою незручність при роботі з об'єктивом, а також те, що розподіл оптичних сил між першою і другою групами лінз призводить до малого повітряному проміжку між групами, що ускладнює установку додаткових конструктивних елементів для реалізації підсвічування об'єкта у відбитому світлі, і, крім того, по даній оптичній схемі можливо реалізувати об'єктив тол до одного збільшення.
Завданням винаходу є розробка універсальної конструкції проекційного об'єктива для декількох типів збільшення технологічного у виготовленні і зручного в експлуатації, у якого апертурная діафрагма розташована на одному рівні від площини предмета / не залежно від збільшення /, і при цьому зберігається великий робочий відрізок і велика апертура.
Поставлена задача вирішується тим, що в проекційному об'єктиві, що містить дві групи лінз, перша група складається з п'яти лінз, з яких перша, третя і четверта виконані склеєними, при цьому перша і друга лінзи мають позитивну оптичну силу, друга група містить склеєну лінзу, що має негативну оптичну силу, перша і друга лінзи складають перший компонент, а третя і четверта другий компонент, при цьому перший і другий компоненти утворюють проекційну систему зі збільшенням близьким до -1 x. причому друга і п'ята лінзи виконані склеєними, і крім того третя і четверта лінзи мають позитивну оптичну силу, а п'ята лінза негативну оптичну силу.
На підставі запропонованої конструкції побудовані оптичні схеми проекційних об'єктивів зі збільшенням -200 x. -100 x. -50 x.
На фіг. 1 представлена оптична схема проекційного об'єктива зі збільшенням -200 x.
На фіг. 2 представлена оптична схема проекційного об'єктива зі збільшенням -100 x.
На фіг. 3 представлена оптична схема проекційного об'єктива зі збільшенням -50 x.
На фіг. 4, 5, 6 представлені конструктивні параметри проекційних об'єктивів, зі збільшенням -200 x. -100 x. -50 x відповідно.
На фіг. 7, 8, 9 представлені графіки поліхроматичний ЧКХ в площині предмета проекційних об'єктивів зі збільшенням -200 x. -100 x. -50 x відповідно.
Оптична схема об'єктиву зі збільшенням -200 x / фіг. 1 / містить дві групи лінз А і Б. Лінзи 1, 2, 3, 4, 5, що утворюють групу А, і лінза 6, утворює групу Б, розташовані уздовж оптичної осі, при цьому групи А і Б розташовані на значній відстані один від друга. Апертурна діафрагма розташована між першою і другою групами лінз, поблизу лінзи 5. Позитивна лінза 1, склеєна з двояковогнутой їм двоопуклою лінз, і позитивна лінза 2, склеєна з двоопуклою лінзи і негативного меніска, зверненого увігнутістю до лінзи 1, утворюють компонент I. Позитивні лінзи 3, 4, розташовані на незначній відстані від I-го компонента, і склеєні з однакових негативних менісків, звернених опуклістю до першого компоненту, і двоопуклою лінз, утворюють компонент II. Компонент I і компонент II утворюють проекційну систему зі збільшенням близьким до -1 x. Негативна лінза 5 склеєна з позитивного меніска, зверненого увігнутістю до II-му компоненту, і двояковогнутой лінзи. Негативна лінза 63 склеєна з двояковогнутой лінзи і позитивного меніска, зверненого опуклістю до другого компонента.
Представлені на фіг. 2, 3 оптичні схеми об'єктивів зі збільшенням -100 x. -50 x відрізняються від описаної вище схеми виконанням компонента I, а також лінз 5 і 6.
Проекційний об'єктив / фіг. 2 / містить позитивні лінзи 1 і 2, склеєні з двоопуклою лінз і негативних менісків, звернених увігнутістю один до одного, негативну лінзу 5, склеєну з позитивного меніска, зверненого увігнутістю до II компоненту, і двояковогнутой лінзи, негативну лінзу 6, склеєну з двояковогнутой лінзи і позитивного меніска, зверненого опуклістю до II компоненту.
У проекційному об'єктиві на фіг. 3 компонент I складається з позитивних лінз 1 і 2, склеєних з двоопуклою лінз і негативних менісків, звернених опуклістю до II компоненту. Негативна лінза 5 склеєна з негативного і позитивного менісків, звернених опуклістю до другого компонента. Негативна лінза 6 склеєна з двояковогнутой і двоопуклою лінз.
Пучок променів від об'єктива падає на лінзу 1, і послідовно заломлюючись лінзами 1-4, будує зображення в проміжній площині зі збільшенням приблизно рівним -1 x (в наведених прикладах від -0,9 x до -1,8 x)). Причому, маючи позитивні оптичні сили, ці лінзи формують сходиться пучок променів. Склеєна лінза 5, що має негативну оптичну силу і розташована поблизу компонента II переносить отримане зображення з деяким подальшим збільшенням і виконує роль компенсатора аберацій проекційної системи з компонентів I і II, в результаті чого група лінз "А" виходить виправленої щодо аберацій для точки на осі і широких похилих пучків.
Зображення об'єкта, побудованого групою лінз А, переноситься на екран з необхідним збільшенням лінзою 6. При цьому лінза 6 розраховується на усунення аберацій по полю і дисторсии зображення.
Якість отриманого зображення об'єкта підтверджується графіками, наведеними на фіг. 7, 8, 9, і величиною дисторсии рівній 0,02-0,06% За конструктивним параметрам, представленим на фіг. 4, 5, 6, розраховані проекційні об'єктиви з робочого відрізка рівного 47,1 мм для області спектра / 0,486 0,656 / мкм з наступними оптичними характеристиками: 1 /. Збільшення -200 x; фокусна відстань 6,05 мм; лінійне поле в просторі предметів 1,5 мм; числова апертура в просторі предметів 0,25; роздільна здатність в просторі предметів 630 лин / мм.
2 /. Збільшення -100 x. фокусна відстань 12,97 мм; лінійне поле в просторі предметів 3 мм;
числова апертура в просторі предметів 0,2;
роздільна здатність в просторі предметів 430 лин / мм.
3 / Збільшення -50 x;
фокусна відстань 2,5 мм;
лінійне поле в просторі предметів 6 мм;
числова апертура в просторі предметів 0,15;
роздільна здатність в просторі предметів 320 лин / мм.
Пропонована серія проекційних об'єктивів в порівнянні з існуючими технічними рішеннями дозволяє:
принципово по новому вирішувати конструкцію проекційних приладів
використовувати один освітлювач для підсвічування об'єкта у відбитому світлі за рахунок розташування апертурними діафрагми на одному рівні від площини предметів для об'єктивів кількох збільшень;
забезпечити зручність при роботі, за рахунок наявності великого робочого відрізка;
поліпшити метрологічні характеристики за рахунок реалізації великої апертури, яка збільшує освітленість зображення і підвищує межу дозволу об'єктивів;
спростити технологію виготовлення серії збільшень за рахунок уніфікації конструктивних параметрів лінз II-го компонента.
Проекційний об'єктив, що містить два компоненти, перший з яких складається з п'яти лінз, а другий з однієї негативної лінзи, склеєної з негативною і позитивною лінз, при цьому перша лінза першого компонента - двусклеенная позитивна, друга позитивна, а третя і четверта - двусклеенние, що відрізняється тим, що в першому компоненті друга лінза виконана склеєної з двоопуклою лінзи і негативного меніска, третя і четверта лінзи виконані позитивними і склеєні з негативного меніска і двоопуклої лінзи , П'ята лінза негативна двусклеенная, при цьому перші лінзи утворюють проекційну систему зі збільшенням від 0,9 х до - 1,8 х.