Объектив с переменным фокусным расстоянием (варианты)

 

Использование: в оптических системах, где необходим компактный объектив с большим коэффициентом изменения фокусного расстояния. Сущность изобретения: объектив содержит первую и вторую положительные группы линз и третью отрицательную группу линз. Все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и при этом в разных вариантах исполнения объектива удовлетворяются определенные соотношения между параметрами. В частности, в первом варианте выполняются соотношения fт/fw>3,0 и Lт/fт<1,0, где fт - максимальное фокусное расстояние объектива, fw - минимальное фокусное расстояние объектива, Lт -расстояние между первой поверхностью объектива и плоскостью изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива. 7 с. и 24 з. п. ф-лы, 3 табл., 18 ил.

Настоящее изобретение касается компактной системы линз вариообъектива, имеющей большой коэффициент изменения фокусного расстояния.

В последнее время так называемым "компактным" камерам дополнительно к наличию особенностей автоматики стремятся придать возможность изменения фокусного расстояния, оставляя их компактными.

Для компактных камер предложены два типа объективов с переменным фокусным расстоянием. Первый тип содержит две группы линз и обычно имеет 1,5-кратное изменение фокусного расстояния. Однако для коэффициента изменений фокусного расстояния больше 2 этот первый тип практически нельзя сделать компактным.

Второй тип состоит их трех групп линз [1] и обычно имеет примерно 2,5-кратное изменение фокусного расстояния. Однако коэффициент изменений фокусного расстояния этого второго типа ограничивается величиной примерно 2,6 и этот коэффициент недостаточен для применения компактных камер.

Известен объектив с переменным фокусным расстоянием второго типа, имеющий примерно 2,7-кратное изменение фокусного расстояния и состоящий из двенадцати элементов [2] Такой объектив с переменным фокусным расстоянием расширяет угол поля изображения в положении широкого угла, но их 2,7-кратного изменения фокусного расстояния все же недостаточно. Для компактных камер требуется изменение фокусного расстояния по крайней мере в 3,5 раза.

Настоящее изобретение преодолевает проблемы и недостатки известного уровня техники посредством обеспечения системы линз, которая компактна и имеет достаточно большой коэффициент изменения фокусного расстояния (примерно 3,5), давая в то же время хорошие оптические характеристики.

Для достижения задач и в соответствии с целью изобретения описываемый здесь объектив с переменным фокусным расстоянием содержит положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Причем по первому варианту исполнения в объективе выполняются соотношения 3,0<f/fw, Lт/fт<1,0, II т/fт <0,28,т-максимальное фокусное расстояние объектива; fw-минимальное фокусное расстояние объектива; Lт-расстояние между первой поверхностью объектива и плоскостью изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива; fI, II т эквивалентное фокусное расстояние первой и второй группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

Другие варианты исполнения объектива отличаются наличием определенных соотношений, которые изложены в описании и в пунктах формулы изобретения.

Предлагаемые чертежи показывают один пример воплощения изобретения и совместно с описанием предназначены для объяснения принципов изобретения.

Фиг.1 представляет вид в разрезе первой модификации воплощения настоящего изобретения объектива с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг. 2 среднем и фиг.3 фотографирования на дальнем расстоянии; фиг. 4 показывает величину различных аберраций, связанных с первой модификацией воплощения настоящего изобретения, присущих объективу с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг.5 среднем и фиг. 6 - фотографирования на дальнем расстоянии; фиг.7 представляет вид в разрезе второй модификации воплощения настоящего изобретения объектива с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг.8 среднем и фиг. 9 - фотографирования на дальнем расстоянии; фиг.10 показывает величину различных аберраций, связанных с второй модификацией воплощения настоящего изобретения, присущих объективу с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг.11 среднем и фиг.12 фотографирования на дальнем расстоянии; фиг. 13 представляет вид в разрезе третьей модификации воплощения настоящего изобретения объектива с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг. 14 среднем и фиг.15 фотографирования на дальнем расстоянии; фиг. 16 показывает величину различных аберраций, связанных с третьей модификацией настоящего изобретения, присущих объективу с переменным фокусным расстоянием в положениях широкого угла, фиг.17 среднем и фиг. 18 - фотографирования на дальнем расстоянии.

Объектив с переменным фокусным расстоянием содержит первую группу линз I, вторую группу линз II и третью группу линз III, разнесенных друг от друга и расположенных последовательно со стороны объекта фотографирования. Вторая группа линз II содержит первую подгруппу линз IIа и вторую подгруппу линз IIb, разнесенных друг от друга на заданное расстояние и расположенных последовательно со стороны объекта. Первая и вторая группы линз I и II предпочтительно имеют положительную преломляющую способность, а третья группа линз III имеет отрицательную преломляющую способность.

В объективе с переменным фокусным расстоянием в первом варианте исполнения изобретения расстояние между первой и второй группами линз I и II и расстояние между второй и третьей группами линз II и III предпочтительно изменяются во время трансфокации. Для получения требуемого большого коэффициента изменения фокусного расстояния воплощаемая здесь система линз объектива с переменным фокусным расстоянием предпочтительно удовлетворяет отношению: 3,0<f/fw, (1) где fт-максимальное фокусное расстояние объектива в положении фотографирования на дальнем расстоянии;
fw минимальное фокусное расстояние объектива в положении широкого угла.

Для получения компактности объектив предпочтительно удовлетворяет соотношениям
Lт/fт<1,0; (2)
0,18<f II т/fт <0,28, (3)
где Lт-расстояние между первой поверхностью объектива и плоскостью изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива;
fI, II т эквивалентное фокусное расстояние первой и второй группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

Кроме того, в первом варианте в объективе удовлетворяются следующие соотношения:
-0,20<f/fт<-0,10; (4)
-1,0<f/fт<-0,5; (5)
40<IP-IN, (6)
где fIII фокусное расстояние третьей группы линз;
fIN фокусное расстояние отрицательной линзы первой группы линз I;
IP - среднее значение коэффициента дисперсии материала положительной линзы первой группы линз;
IN - среднее значение коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы первой группы линз.

По второму варианту выполнения объектива отличие заключается в том, что помимо соотношения (1) выполняются следующие соотношения:
3,5<m т<5,5; (7)
0,15<f р/fт <0,28, (8)
где mIII т коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива;
fIII р фокусное расстояние положительной линзы третьей группы линз.

Кроме того, по второму варианту выполнения во второй группе линз II первая подгруппа линз IIа предпочтительно содержит по крайней мере одну отрицательную и положительную линзы. Вторая группа линз II предпочтительно удовлетворяет соотношению
40<IIBP-IIBR, /9/
где IIBP -- среднее значение коэффициента дисперсии положительной линзы второй подгруппы;
IIBN - среднее значение коэффициента дисперсии отрицательной линзы второй подгруппы.

В дополнение к этим признакам объектив по второму варианту предпочтительно удовлетворяет соотношениям

где изменение расстояния между первой и второй группами линз во время изменения фокусного расстояния;
DII,III - изменение расстояния между второй и третьей группами линз во время изменения фокусного расстояния.

По третьему варианту выполнения объектива отличия заключаются в том, что положительный компонент первой группы линз выполнен из материала, имеющего число Аббе, равное или большее 75, и соблюдается соотношение (1). Кроме того, возможно выполнение соотношений (2) и (7).

По четвертому варианту выполнения объектива отличительными признаками являются выполнение положительного линзового элемента второй подгруппы линз из материала, имеющего число Аббе, равное или большее 75, и соотношение (1). Кроме того, предпочтительно выполнение соотношений (2) и (7).

По пятому варианту выполнения объектива отличием является выполнение соотношений (1), (10) и (11). Предпочтительно также выполнение соотношений (2) и (7).

По шестому варианту выполнения объектива отличием является выполнение соотношений (1), (2) и (7). Кроме того, предпочтительным является выполнение соотношения (8).

По седьмому варианту выполнения объектива отличием является выполнение соотношений
fI/fт<0,55; (12)
fII, III w/fII, III т >5; (13)
fII, III т<0, (14)
где fI фокусное расстояние первой группы линз;
fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fII, III w эквивалентное фокусное расстояние второй и третьей групп линз при минимальном фокусном расстоянии объектива;
fII, III т эквивалентное фокусное расстояние второй и третьей групп линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

Кроме того, предпочтительным является выполнение соотношений (1) и (2).

В первом варианте выполнения объектива излагается базовое условие для его конструирования с целью получения большого коэффициента изменения фокусного расстояния при одновременном обеспечении компактности.

Хорошо известно, что
f fI mII mIII,
где f фокусное расстояние системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием;
fI фокусное расстояние первой группы линз I системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием;
mII коэффициент поперечного увеличения второй группы линз II;
mIII коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз III.

В соответствии с этим для увеличения фокусного расстояния f системы линз вариобъектива в положении фотографирования дальних объектов необходимо увеличить все или любой из вышеупомянутых трех элементов
fI, mII и mIII.

Однако увеличение fI не желательно, потому что это уменьшает преломляющую способность группы линз I и создает трудность в создании компактной системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием. Далее, хотя увеличение mII помогает сделать систему линз с вариобъективом компактной, оно создает трудность в компенсировании аберраций, связанных с третьей группой линз III, потому что первая и вторая группы линз I и II имеют сильную собирающую преломляющую способность.

Следовательно, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения для создания компактной системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием фокусное расстояние f объектива увеличивают посредством установки mIII, то есть коэффициента поперечного увеличения третьей группы линз III в положении для фотографирования дальних объектов на значение, которое попадает в диапазон, определяемый соотношением (7). Если значение mIII оказывается ниже нижнего предела, установленного в соотношении (7), то нельзя получить большой коэффициент трансфокации. С другой стороны, если оно превышает верхний предел, то становится чрезмерно высокой преломляющая способность, создавая, таким образом, трудность в компенсировании аберраций и вызывая проблему во время сборки линз, поскольку сильно увеличивается их чувствительность.

Параграф III более подробно касается получения большого коэффициента трансфокации и компактности. Соотношение (3) представляет объединенную преломляющую способность первой и второй групп линз I и II системы линз вариобъектива при максимальном фокусном расстоянии, и если объединенная преломляющая способность оказывается ниже нижнего предела, установленного в соотношении (3), становится чрезмерно высокой преломляющая способность первой группы линз I и второй группы линз II, создавая, таким образом, трудность в компенсировании аберраций рассеивающей преломляющей способности третьей группы линз. С другой стороны, если она превышает верхний предел, то хотя это может помочь компенсировать аберрации в третьей группе линз, она вызовет трудность в создании компактной системы.

Соотношение (4) определяет диапазон преломляющей способности третьей группы линз III. Расстояние между второй и третьей группами линз II и III определяется условием, приведенным в соотношении (3), а также соотношении (4). При приведенном в соотношении (4) условии, если фокусное расстояние третьей группы линз III оказывается ниже нижнего предела установленного здесь диапазона, увеличивается расстояние между второй и третьей группами II и III, делая трудным создание компактной системы линз объектива. Если фокусное расстояние превышает верхний предел, то ухудшаются характеристики, потому что увеличиваются аберрации.

Для минимизирования изменений хроматических аберраций в линзе вариобъектива, которые появляются во время изменения фокусного расстояния, и получения высоких эксплуатационных данных посредством удовлетворения соотношений (5) и (6) устраняют хроматические аберрации, связанные с каждой группой линз системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием.

Хотя аберрации в первой группе линз I компенсируются благодаря наличию по крайней мере одного элемента рассеивающей линзы и собирающей линзы в первой группе линз I, если указанное в соотношении (5) значение превышает верхний предел или оказывается ниже нижнего предела установленного в соотношении (5) диапазона, становится трудным компенсировать сферическую и несимметричнкую аберрации. Соотношение (6) предлагает условие, необходимое для устранения хроматических аберраций, связанных с первой группой линз. В соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения для компенсирования аберраций и устранения хроматических аберраций преломляющую способность положительной, отрицательной линз в первой группе линз устанавливают на малую величину, а для положительной линзы первой группы линз используют материал с большим коэффициентом дисперсии, как предложено в соотношении (6).

Далее, если в первой группе линз имеется по крайней мере одна положительная линза, изготовленная из материала с коэффициентом дисперсии больше семидесяти пяти (75), то можно использовать материал с высокой преломляющей способностью для положительной линзы, все же удовлетворяя соотношение (6) и компенсируя хроматические и другие аберрации при малой конструкции линзы.

Как описано выше, вторая группа линз II воплощаемой здесь системы линз вариобъектива содержит первую подгруппу IIа, имеющую отрицательную преломляющую способность, и вторую подгруппу IIb, имеющую положительную преломляющую способность. Хотя каждая группа линз устраняет хроматические аберрации и компенсирует аберрации благодаря наличию в ней собирающей и рассеивающей линз, устранение хроматических аберраций более заметно получается второй подгруппой IIb, имеющей сильную положительную преломляющую способность, удовлетворяющую условию, предлагаемому в соотношении (9).

Кроме того, если во второй группе линз II по крайней мере для одного элемента положительной линзы второй подгруппы линз IIb используется материал с коэффициентом дисперсии больше 75, можно использовать положительную линзу из материала с высокой преломляющей способностью, удовлетворяя соотношение (9), и все же компенсировать хроматические и другие аберрации при малой конструкции линз.

Хотя третья группа линз III в целом имеет сильную отрицательную преломляющую способность, одна лишь рассеивающая линза не может устранить хроматические аберрации и не компенсирует суммы Петцваля в плоскости изображения.

В соответствии с этим дополнительно к двум положительным линзам третья группа линз III содержит отрицательные линзы. Кроме того, для устранения хроматических аберраций и компенсирования сумм Петцваля преломляющую способность положительной линзы третьей группы линз III устанавливают на величину, которая находится в приведенном в соотношении (8) диапазоне. Если опорное значение в соотношении (8) превышает верхний предел или оказывается ниже нижнего предела предлагаемого в соотношении (8) диапазона, преломляющая способность рассеивающей линзы становится слишком большой или слишком маленькой, делая трудным компенсирование аберраций.

Хотя в воплощаемой здесь системе линз вариобъектива основным правилом является перемещение каждой из первой, второй и третьей групп линз по отдельности во время трансфокации, посредством удовлетворения соотношений (10) и (11) получают даже более компактные и менее дорогостоящие системы линз объективов с переменным фокусным расстоянием.

Например, соотношение (10) касается совместного перемещения первой и третьей групп линз во время трансфокации и это помогает сделать более простую и менее дорогостоящую конструкцию оправы линзы. Если соотношение (10) не удовлетворяется, то конструкция оправы или система линз вариобъектива должна быть такой, чтобы первая-третья группы линз в системе линз вариобъектива перемещались по отдельности, а это вызовет добавление ряда элементов в системе линз объектива с переменным фокусным расстоянием и увеличение стоимости узла, увеличивая, таким образом, стоимость системы.

Соотношение (11) касается изготовления более компактной системы посредством ограничения величины изменения расстояния между группами линз во время трансфокации. Когда коэффициент изменения фокусного расстояния больше трех, то, хотя обычно величину изменения расстояния между группами линз от положения широкого угла до положения фотографирования дальних объектов во время трансфокации можно легко доводить до 0,15, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения с целью получения компактности системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием величину изменения предпочтительно ограничивают определяемым в соотношении (11) диапазоном.

Фокусное расстояние первой положительной группы линз с целью изготовления компактной системы предпочтительно ограничивают величиной, которая находится в определяемом соотношением (12) диапазоне. Кроме того, для уменьшения общей длины системы в положении фотографирования дальних объектов объединенное фокусное расстояние второй положительной группы линз положительной преломляющей способности и третьей группы линз III отрицательной преломляющей способности предпочтительно ограничивают величиной, которая находится в определяемом соотношениями (13), (14) диапазоне.

Соотношения (13), (14) устанавливают совместную преломляющую способность второй и третьей групп II и III в положении широкого угла. Другими словами, в положении фотографирования дальних объектов вторая и третья группы линз II и III, имеющие совместную большую отрицательную преломляющую способность, располагаются, если смотреть со стороны объекта фотографирования, позади первой группы линз I, имеющей сильную положительную преломляющую способность, которая удовлетворяет соотношению (12). Такое расположение групп линз помогает получить компактность. Другими словами, если опорное значение находится за пределами определяемого соотношениями (12), (13) и (14) диапазона, то трудно получить и компактность, и большой коэффициент изменения фокусного расстояния одновременно.

Хотя в технике изготовления линз с асферическими поверхностями произошел прогресс, такие линзы с асферическими поверхностями все еще имеют слишком высокую стоимость. Поэтому для систем низкой стоимости вместо них выгодно использовать сферические линзы. Используя вышеописанные принципы и концепции в отношении настоящего изобретения, можно получить компактный объектив с переменным фокусным расстоянием, имеющий высокие коэффициент изменения фокусного расстояния и характеристики, но в котором все же используется сферическая линза низкой стоимости.

Ниже приведено более конкретное описание объектива с переменным фокусным расстоянием в соответствии с каждой из модификаций осуществления настоящего изобретения по отдельности. Показанная на фиг. 1-3 система линз вариобъектива предпочтительно содержит апертурную диафрагму A между второй и третьей группами линз II и III и рядом с второй подгруппой линз IIb второй группы линз II.

Обычно апертурную диафрагму А предпочтительно размещают в среднем местоположении системы линз вариобъектива, то есть в середине второй группы линз II. Однако такое расположение апертурной диафрагмы А делает необходимым расщепление второй группы линз II на две части, делая узел более сложным и подверженным погрешностям и создавая, таким образом, трудность в получении системы с высокими характеристиками. Поэтому для преодоления этих проблем функционирования и сборки и для получения системы с низкой стоимостью в воплощаемой здесь системе линз объектива с переменным фокусным расстоянием апертурную диафрагму А предпочтительно располагают между второй и третьей группами линз II и III и избегают расщепления второй группы линз II. В таблице 1 приведен набор иллюстративных значений параметров воплощаемой здесь системы линз объектива с переменным фокусным расстоянием.

Здесь d 20 относится к фокусному расстоянию со стороны изображения, то есть к расстоянию между плоскостью изображения и поверхностью, обращенной к плоскости изображения третьей группы линз III.

Предлагаемые в вышеприведенных соотношениях (1)-(14) условия имеют следующие значения:
соотношение fт/fw 3,466
соотношение Lт/fт 0,886
соотношение mIII т 0,224
соотношение fI, II т/fт -0,139
соотношение fIII/fт -0,724
соотношение fIN/fт 57,78
соотношение IP-IN 4,574
соотношение IIBP-IIBN 52,2
соотношение fIIIр/fт 0,206
соотношение DI,II/fT= - DII,III/fT 0,076
соотношение |DI,II/fT| 0,076
соотношение fI/fт 0,464
соотношение fII, III w /fII, III т 39,7
Рассматривая фиг. 7-9, отметим, что воплощаемая здесь система линз объектива с переменным фокусным расстоянием предпочтительно содержит апертурную диафрагму A между первой и второй подгруппами линз IIа и IIb второй группы линз II (см. табл. 2).

Предлагаемые в вышеприведенных соотношениях (1)-(14) условия имеют следующие значения:
соотношение fт/fw 3,291
соотношение Lт/fт 0,852
соотношение mIII т 4,474
соотношение fI, II т/fт 0,224
соотношение fIII/fт 0,139
соотношение fIN/fт 0,724
соотношение IP-IN 57,58
соотношение IIBP-IIBN 41,61
соотношение fIII р/fт 0,274
соотношение DI,II/fT= - DII,III/fT 0,067
соотношение |DI,II/fT| 0,067
соотношение fI/fт 0,403
соотношение |fII,IIIW/fII,IIIT| 4,96
Воплощаемая на фиг. 13-15 система линз объектива с переменным фокусным расстоянием предпочтительно содержит апертурную диафрагму А между первой и второй подгруппами линз IIа и IIb второй группы II (см. табл.3).

Предлагаемые в вышеприведенных соотношениях (1)-(14) условия имеют следующие значения:
соотношение fт/fw 3,433
соотношение Lт/fт 0,840
соотношение mIII т 0,201
соотношение fI, II т/fт 0,201
соотношение fIII/fт 0,115
соотношение fIN/fт 0,476
соотношение IP-IN 57,78
соотношение IIBP-IIBN 51,82
соотношение fIII р/fт 0,233
соотношение DI,II/fT= - DII,III/fT 0,062
соотношение |DI,II/fT| 0,062
соотношение fI/fт 0,350
соотношение |fII,IIIW/fII,IIIT| 3,3
В соответствии с настоящим изобретением получается компактная система линз объектива с переменным фокусным расстоянием, имеющая высокое отношение увеличения (fт/fw), равное примерно 3,5, а отношение при максимальном фокусном расстоянии (Lт/fт) меньше 0,9 в положении фотографирования дальних объектов. Кроме того, в соответствующей настоящему изобретению системе линз объектива с переменным фокусным расстоянием вместо более дорогостоящих линз с асферическими поверхностями используются сферические линзы низкой стоимости без ухудшения оптических характеристик системы.

Разумеется, специалисты в данной области могут внести в предлагаемое устройство различные изменения, соответствующие конкретным условиям применения, не выходя при этом за рамки объема притязаний настоящего изобретения.


Формула изобретения

1. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью групп линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что в объективе выполняются соотношения
3 < fт/fw;
Lт/fт < 1;

где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива;
Lт расстояние между первой поверхностью объектива и плоскостью изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива;
эквивалентное фокусное расстояние первой и второй группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что в нем выполняется соотношение -0,2 < fIII/fт < -0,1, где fIII фокусное расстояние третьей группы линз.

3. Объектив по п.1, отличающийся тем, что первая группа линз включает отрицательную линзу, при этом выполняется соотношение -1,0 < fIN/fт < -0,5, где fIN фокусное расстояние упомянутой отрицательной линзы первой группы линз.

4. Объектив по п.1, отличающийся тем, что первая группа линз содержит одну или более положительных линз и одну или более отрицательных линз, при этом выполняется соотношение
40<IP-IN,
где IP - среднее значение коэффициента дисперсии материала положительной линзы первой группы линз;
IN - среднее значение коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы первой группы линз.

5. Объектив по п.1, отличающийся тем, что первая, вторая и третья группы линз содержат сферические линзы.

6. Объектив по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит апертурную диафрагму, расположенную между второй и третьей группами линз.

7. Объектив по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит апертурную диафрагму, расположенную во второй группе линз.

8. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, содержащую одну положительную линзу, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что в объективе имеют место соотношения
3 < fт/fw;


где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива;
коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива;
фокусное расстояние положительной линзы третьей группы линз.

9. Объектив по п.8, отличающийся тем, что вторая группа линз содержит первую и вторую подгруппы линз, причем первая подгруппа линз содержит отрицательную и положительную линзы, а вторая подгруппа линз содержит отрицательную и положительную линзы, для которых выполняется соотношение
40 < IIBP-IIBN,
где IIBP - среднее значение коэффициента дисперсии материала положительной линзы второй подгруппы линз;
IIBN - среднее значение коэффициента дисперсии материала отрицательной линзы второй подгруппы линз.

10. Объектив по п.8, отличающийся тем, что дополнительно содержит апертурную диафрагму, расположенную между второй и третьей группами линз.

11. Объектив по п.8, отличающийся тем, что дополнительно содержит апертурную диафрагму, установленную во второй группе линз.

12. Объектив по п.8, отличающийся тем, что выполняется соотношение
DI,II/fT= -DII,III/fT,
где DI,II - изменение расстояния между первой и второй группами линз во время изменения фокусного расстояния;
DII,III - изменение расстояния между второй и третьей группами линз во время изменения фокусного расстояния.

13. Объектив по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит апертурную диафрагму, расположенную между первой и второй подгруппами линз второй группы линз.

14. Объектив по п.11, отличающийся тем, что апертурная диафрагма и вторая группа линз установлены с возможностью совместного перемещения во время изменения фокусного расстояния.

15. Объектив по п.12, отличающийся тем, что выполняется соотношение
|DI,II/fT| < 0,1.
16. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, включающую по крайней мере один положительный и один отрицательный компоненты, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что положительный компонент первой группы линз выполнен из материала, имеющего число Аббе, равное или большее 75, при этом в объективе соблюдается соотношение
3 < fт/fw,
где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива.

17. Объектив по п.16, отличающийся тем, что выполняется соотношение
Lт/fт < 1,
где Lт расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива.

18. Объектив по п.16, отличающийся тем, что выполняется соотношение
3,5 < < 5,5;
где коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

19. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, причем вторая группа линз содержит первую и вторую подгруппы линз, каждая из которых включает по крайней мере один положительный и один отрицательный линзовый элемент, отличающийся тем, что положительный линзовый элемент второй подгруппы выполнен из материала, имеющего число Аббе, равное или большее 75, при этом в объективе соблюдается соотношение
3 < fт/fw,
где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива.

20. Объектив по п.19, отличающийся тем, что выполняется соотношение
Lt/fт < 1,
где Lт расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива.

21. Объектив по п.19, отличающийся тем, что выполняется соотношение

где коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

22. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что в объективе выполняются соотношения
3 < fт/fw;
DI,II/fT= -DII,III/fT;
|DI,II/fT| < 0,10,
где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива;
DI,II - изменение расстояния между первой и второй группами линз во время изменения фокусного расстояния объектива;
DII,III - изменение расстояния между второй и третьей группами линз во время изменения фокусного расстояния объектива.

23. Объектив по п.22, отличающийся тем, что выполняется соотношение
Lт/fт < 1,
где Lт расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива.

24. Объектив по п.22, отличающийся тем, что выполняется соотношение

где коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

25. Объектив по п. 22, отличающийся тем, что первая, вторая и третья группы линз содержат сферические линзы.

26. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что в объективе выполняются соотношения
3 < fт/fw;
Lт/fт < 1,

где fт максимальное фокусное расстояние объектива;
fw минимальное фокусное расстояние объектива;
Lт расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива;
коэффициент поперечного увеличения третьей группы линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

27. Объектив по п. 26, отличающийся тем, что первая, вторая и третья группы линз содержат сферические линзы.

28. Объектив по п.26, отличающийся тем, что третья группа линз содержит положительную линзу и при этом выполняется соотношение

где фокусное расстояние положительной линзы третьей группы линз.

29. Объектив с переменным фокусным расстоянием, содержащий расположенные вдоль оптической оси положительную первую группу линз, положительную вторую группу линз и отрицательную третью группу линз, при этом все группы линз установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, отличающийся тем, что в объективе выполняются соотношения
fI/fт < 0,55;


где fI фокусное расстояние первой группы линз;
fт максимальное фокусное расстояние объектива;
эквивалентное фокусное расстояние второй и третьей групп линз при минимальном фокусном расстоянии объектива;
эквивалентное фокусное расстояние второй и третьей групп линз при максимальном фокусном расстоянии объектива.

30. Объектив по п.29, отличающийся тем, что выполняются соотношения
3 < fт/fw;
Lт/fт < 1,
где fw минимальное фокусное расстояние объектива;
Lт расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения при максимальном фокусном расстоянии объектива.

31. Объектив по п. 29, отличающийся тем, что первая, вторая и третья группы линз содержат сферические линзы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в резонаторах лазеров как элемент уголкового отражателя и в системах транспортировок лазерного излучения

Изобретение относится к оптике, а именно к оптическим элементам с управляемым фокусным расстоянием

Изобретение относится к области адаптивной оптоэлектроники, в частности к созданию адаптивного рефрактивного оптического устройства на основе самоцентрирующейся жидкой линзы

Изобретение относится к области офтальмологии, а именно к линзам с изменяемым фокусным расстоянием, используемым в очках

Изобретение относится к области офтальмологии, а именно к линзам с переменным фокусным расстоянием, используемым в очках

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на повышение удобства эксплуатации линз с переменным фокусным расстоянием, включающих наполненную текучей средой камеру, за счет удобного и простого соединения между этой камерой и линзой, что обеспечивается за счет того, что клапанное устройство для линзы с переменным фокусным расстоянием содержит впускное отверстие для приема текучей среды из резервуара, выпускное отверстие для прохождения текучей среды к полости линзы и клапанный элемент, который имеет проток, предназначенный для обеспечения проточного сообщения между впускным и выпускным отверстиями, и клапан для закрытия указанного протока, причем указанный клапан приводится в действие путем поворота клапанного элемента вокруг оси поворота, при этом проток проходит вдоль клапанного элемента в осевом направлении

Изобретение относится к устройству (200) электросмачивания на диэлектрике. Устройство электросмачивания содержит одну или более ячеек, при этом каждая ячейка содержит электросмачивающую композицию из первой и второй несмешивающихся текучих сред. Причем первая текучая среда представляет собой электролитический раствор (240). Также устройство содержит первый электрод (230), отделенный от электросмачивающей композиции диэлектриком (231), источник (260) напряжения для приложения рабочей разности напряжений между первым электродом (230) и электролитическим раствором для работы устройства электросмачивания. При этом первый электрод (230) устройства (200) электросмачивания на диэлектрике содержит вентильный металл, а электролитический раствор (240) способен анодировать вентильный металл с образованием оксида металла при рабочей разности напряжений. Техническим результатом является повышение надежности устройства (200) электросмачивания. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Оптический прибор с изменяемым фокусным расстоянием содержит жесткий криволинейный прозрачный оптический компонент, две прозрачные растяжимые мембраны, примыкающие по периметру жесткого оптического компонента и определяющие две полости, первая полость - между жестким оптическим компонентом и первой мембраной, а вторая - между первой мембраной и второй мембраной, и резервуар, содержащий дополнительную жидкость и обеспечивающий инжекцию жидкости в полости или ее извлечение. Радиусы кривизны передней и задней поверхностей жесткого оптического компонента искривлены в одном направлении. Радиус кривизны передней поверхности меньше, чем радиус кривизны задней поверхности, так что пересечение упомянутых поверхностей является периферийным краем жесткого оптического компонента. Технический результат - возможность настраивать оптическую силу в широком диапазоне без существенного влияния на косметический внешний вид, срок службы или качество изображений. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Механизм для изменения оптической силы оптического прибора, имеющего оптический компонент, содержащий полость, заполненную изменяемым количеством жидкости, и резервуар, который содержит дополнительную жидкость и передает жидкость в упомянутую полость, содержит диафрагму, герметизирующую резервуар, исполнительное устройство для перемещения диафрагмы относительно резервуара, чтобы изменять в нем давление для изменения количества жидкости внутри полости оптического компонента. Исполнительное устройство содержит плунжер, надавливающий на диафрагму и перемещающийся в противоположных направлениях перпендикулярно к диафрагме, и перемещающее устройство для перемещения плунжера, которое перемещается коаксиально вдоль оправы оптического прибора. Резервуар расположен смежно с оправой. Перемещающее устройство может быть расположено вдоль упомянутой оправы так, что плунжер перемещается за счет его вращения. Технический результат - возможность настраивать оптическую силу в насколько возможно более широком диапазоне, а также минимизация объема жидкой линзы. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Жидкостная менисковая линза содержит переднюю линзу и заднюю линзу, расположенную в непосредственной близости от передней линзы. Внутренние поверхности передней и задней линз формируют между собой полость. В полости содержится объем физиологического раствора и масла, формирующих между собой мениск. Стенка мениска сформирована в области внутренней поверхности передней линзы и содержит общую форму усеченного конуса, поперечное сечение которого является некруговым. Технический результат - создание жидкостной менисковой линзы, способной функционировать в человеческом глазу, и формировать цилиндрическую оптическую силу для коррекции астигматизма. 32 з.п. ф-лы, 8 ил.

Жидкостная менисковая линза содержит переднюю линзу и заднюю линзу, расположенную в непосредственной близости от передней линзы. Внутренние поверхности передней и задней линз формируют между собой полость. В полости содержится объем физиологического раствора и масла, формирующих между собой мениск, и стенка мениска, сформированная в области внутренней поверхности передней линзы. Стенка мениска содержит общую форму усеченного конуса с множественными зонами напряжения, сформированными в передней линзе и граничащими с мениском, сформированным между физиологическим раствором и маслом. По меньшей мере две из зон напряжения способны получать различные примененные напряжения. Технический результат - создание жидкостной менисковой линзы, способной функционировать в человеческом глазу и формировать цилиндрическую оптическую силу для коррекции астигматизма. 32 з.п. ф-лы, 10 ил.

Объектив с переменным фокусным расстоянием (варианты)

Наверх