Объектив зрительной трубы с внутренней фокусировкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 393 А 51)5 6 02 В 13/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и завод ССР 1988 Й Т ческо овано ф гГ 5 ожешкосбраження йн СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СМ 1561059, кл, О 02 В 13/02,(54) ОБЪЕКТИВ ЗРИТЕЛЬНОВНУТРЕННЕЙ ФОКУСИРОВКОЙ(57) Изобретение относится кприборостроению и м.б, ис зрительных трубах преимущественно геодезических приборов. Цель изобретения - упрощение конструкции при высоком качестве изображенияи большом диапазоне фокусировки, Объектив содержит положительный компонент 5 из двусклеенных линз 8 и 9, положительный компонент б в виде трехсклеенной линзы и отрицательный компонент 7 в виде двусклеенной линзы. Компоненты 6 и 7 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, 5 ил.Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам зрительных труб с внутренней фокусировкой преимущественно геодезических приборов.Известен объектив с внутренней фокусировкой, состоящей из двух компонентов: первого положительного неподвижного и второго отрицательного, перемещением которого вдоль оптической оси осуществляется фокусировка на близко расположенный предмет. Принципиальная схема такого объектива, применяется в высокоточном нивелире Н, приводится на фиг. 1.В табл. 1 даны его конструктивные параметры: г - радиусы кривизны линз; б - толщина линз и воздушные промежутки.Первый компонент 1 - неподвижный, содержит две линзы. Передняя линза 3 склеена из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и положительной двояковыпуклой линзы, Вторая линза 4 склеена из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, Фокусировка осуществляется перемещением двояковогнутого одиночного компонента 2,Объектив хорошо коррегирован для предмета в бесконечности, Графики аберраций для этого случая расположения предмета приведены на фиг, 2,где Л 8 - продольная сферическая аберрация;Ьу - поперечная сферическая аберрация;гп - высота луча на входном зрачке.Объектив ахроматизован в диапазоне длин волн Г и С, поперечная сферическая аберрация не превышает 0,017 мм, вторичный спектр, вычисляемый как 1- (Л Яоу + Л Яо,с), составляет 0,045 бк,о 1 фф где Л,Й,с - вторичный хроматизм на оси системы для длины волны С;ЬЯу - вторичный хроматизм на оси системы для длины волны Р;1 с 01 экв - эквивалентное фокусное расстояние объектива при фокусировке на бесконечность.На фиг. 3 приводится график изменения хроматизма положения ЛЯ 3 у - с в зависимости от расстояния от первой поверхности до предмета.Основной недостаток данной конструкции - ограниченный диапазон перефокусировки, минимальное расстояние визирования составляет 2 м от первой поверхности. Анализ аберраций объектива по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 каэывает, что при приближении предмета нарушается ахроматическая степень коррекции, хроматизм положения увеличивается до 1,4 мм. Ухудшение качества изображения объектива при ближнем расположении снижает контраст изображения, затрудняет наблюдения, и может повлиять. на точность визирования при проведении геодезических измерений,Известен объектив зрительной трубы с внутренней фокусировкой, состоящий из трех компонентов. Первый - положительный неподвижный, а второй положительный и третий отрицательный имеют возможность перемещаться вдоль оптической оси для наведения на близко расположенный объектив. Первый и второй компоненты состоят каждый из двояковыпуклой линзы, склеенной с отрицательным мениском, обращенным выпуклостью к изображению, и одиночного положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и склеенных между собой двояковогнутой линзы и положительного мениска.Существенным недостатком объектива является наличие двенадцати поверхностей, граничащих с воздухом, что уменьшает коэффициент пропускания системы и увеличивает чувствительность объектива к различным дестабилизирующим факторам, например к изменению температуры, приводящим к нарушению центрировки объектива, Кроме того, наличие большого количества отдельно расположенных элементов, шести линз, вызывает усложнение конструкции и, следовательно, увеличение затрат на изготовление, сборку, юстировку прибора. Анализ состояния аберрационной коррекции показывает, что при расположении предмета в бесконечности сферохроматизм равен 0,11 эк вторичный спектр 0,08 зэк а хроматизм увеличения составляет значительную величину - 0,015 мм при угловом поле в пространстве предметов 2 в= 1,3,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ооъектив, состоящий из трех компонентов. Первый компонент, положительный, неподвижный, содержащий две склейки, каждая из которых состоит из двояковыпуклой линзы и мениска, второй компонент подвижный положительный - двояковыпуклая линза, склеенная из трех линз, двояковыпуклой и двух отрицательных менисков, у которых абсолютное значение разности показателей преломления равно 0,0014, а относительных частных дисперсий - 22. Причем 2 )и 1, где у 1, Р 2 - значения относительных частныхный, содержит две положительные. линзы 8 и 9, Первая склеена из двояковогнутой и двояковыпуклой, а вторая - из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, Наведение на 55 дисперсий материалов соответственно первого и второго отрицательных менисков второго компонента, Их фокусные расстоянияудовлетворя ют соотношению б: 2=1; 1,33. Третий подвижный отрицательныйкомпонент содержит две склейки, первая из 5которых состоит из положительного и отрицательного менисков, а вторая - из положительного мениска и двояковогнутой линзы.Наименьшее расстояние визирования составляет примерно 1 экв, при бесконечно удаленном предмете, и он хорошокоррегирован во всем диапазоне перефокусировки. Основной недостаток объектива,взятого в качестве прототипа, - сложностьконструкции. Он содержит пять незави-симых оптических элементов, состоящих изодиннадцати линз, Наличие большого числаповерхностей, граничащих с воздухом,уменьшает коэффициент пропускания иувеличивает рассеяние в системе, что приводит к снижению контраста в изображении. Кроме того, в сложных системахзначительно увеличивается количество дестабилизирующих факторов, которые могутповлиять на качество изображения, например, децентрировка поверхностей при изменении температуры, Для борьбы с этимиявлениями применяются различные методы, что также усложняет прибор и увеличивает его стоимость.30Цель изобретения - упрощение конструкции объектива при высоком качествеивображения и большом диапазоне фокусировки,Цель достигается тем, что первая. линзапервого компонента склеена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, первая линзавторого трехлинзового компонента - отрицателъный мениск, а фокусные расстояниявторой и третьей линз находятся в соотношении Фр 1 . Ь= 1;1,8,;,2, где Ь 1 - фокусное1, 1расстояние линзы с меньшим значением относительной частной дисперсии; 4 - соответственно с большим значением; причемлинза с меньшим значением относительной частной дисперсии - положительный мениск,.а третий компонент представляет собой склейку из двояковыпуклой: идвояковогнутой линз.На фиг, 4 представлена принципиальная схема такого телеобъектива с внутренней фокусировкой. Объектив состоит из компонентов,5-7. Компонент 5, неподвижрезкое видение предметов, находящихся наконечном расстоянии, осуществляется перемещением компонентов 6 и 7 в противоположные стороны. Второй компонент бпредставляет собой трехсклеенную положител ьную линзу, состоящую из отрицател ьного мениска и двух линз, имеющихабсолютное значение разности показателейпреломления менее 0,01 и разности относительных частных дисперсий и более 15, первая из которых с меньшим значениемположительный мениск. Третий компонент3 выполнен в виде склейки из двояковыпуклой и двояковогнутой линз,В табл. 2 приводятся конструктивныепараметры телеобъектива. Фокусные расстояния второй И и третьей тз линз второгокомпонента удовлетворяют соотношению:И: 6= 1:1,92.Эквивалентное фокусное расстояниеобъектива.при фокусировке на бесконечность равно 450 мм, Фокусировка осуществляется перемещением второго и третьегокомпонентов в противоположные стороны.На фиг. 5 представлены графики аберраций осевого и узкого наклонного пучковпри различных положениях предмета Я.Анализируя состояние аберрационнойкоррекции предлагаемого объектива, можно сделать вывод о том, что он хорошо коррегирован во всем диапазонеперефокусировки. Полихроматический кружок рассеивания для осевого пучка при расположении предмета в бесконечностипримерно равен 20 мкм, Вторичный спектрсоставляет 0,041 экв. Хроматизм поло 10 Ожения и сферохроматизм остаются практически постоянными при любых положенияхпредмета, хроматизм увеличения Лу непревышает 3 мкм, а кривизна поля изображения Е 1, Й 0,08 мм.Применение такой схемы позволило исключить из объектива две линзы. Упрощение конструкции приводит к повышениюэффективности пропускания примерно на30, уменьшает светорассеивание и чувствительность системы к воздействию различных факторов, вызывающих децентровку,снижающую качество изображения.Вследствие того, что отпадает необходимость в изготовлении склеенной линзы иоправы для нее, их сборке и центрировке,себестоимость объектива уменьшается.Формула изобретенияОбъектив зрительной трубы с внутренней фокусировкой, содержащий три компонента, первый из которых положительныйнеподвижный, второй - положительный и.Таблица 1 7третий - отрицательный установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, причем первый компонент содержит две положительные двусклеенные линзы, вторая из которых склеена из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент склеен из трех линз с абсолютной величиной разности показателей преломления и коэффициентов дисперсии материалов второй и третьей линз соответственно менее .0,01 и более 15, третий компонент содержит двусклеенную линзу, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции при высоком качестве изображения и большом диапазоне фокусировки, в первом компоненте первая двусклеенная линза выполнена из двояковогнутой и двоя ковыпуклой линз, отрицательная линза второй двусклеенной линзы выполнена двояковогнутой, второй компонент выполнен из отрицательного мениска, положительного мениска и выпуклоплоской линзы 10 с соотношением фокусных расстояний положительного мениска и выпуклоплоской линзы 1:1,82, а третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз,15Составитель А. ТерновскаяТ, Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор Т. Малец роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1889 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5