Светосильный широкоугольный объектив



Светосильный широкоугольный объектив
Светосильный широкоугольный объектив
Светосильный широкоугольный объектив

 


Владельцы патента RU 2485561:

Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)

Объектив может быть использован в кинотехнике, а именно в киносъемочной и фотоаппаратуре. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, и группу линз. Второй компонент состоит из положительной двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы, склеенной линзы и двух положительных двояковыпуклых линз. Группа линз первого компонента состоит из трех линз: первая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения, вторая двояковыпуклая, третья - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения. Во втором компоненте отрицательная линза выполнена склеенной, состоящей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, третья линза выполнена трехсклеенной, дополненной положительным мениском. Оптические силы удовлетворяют условиям, указанным в формуле изобретения. Технический результат - увеличение линейного поля изображения до формата пленки S35 (25,5×18,6 мм) без ухудшения качества изображения при одновременном увеличении заднего отрезка до величины, достаточной для использования объектива в современных киносъемочных аппаратах с зеркальным обтюратором. 1 ил., 1 прилож.

 

Предлагаемое изобретение относится к кинотехнике, а именно к киносъемочной и фото аппаратуре.

Известен светосильный объектив [1], состоящий из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой, первый из которых выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, положительной двояковыпуклой линзы, одного положительного и двух отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, второй компонент выполнен из положительной двояковыпуклой линзы, двояковогнутой линзы, двусклеенного положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и двух двояковыпуклых линз.

Объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:1,2, угловое поле зрения 75°30', удовлетворительное качество изображения, но его линейное поле изображения составляет 12,3×7,5 мм (пленка формата S16).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, является светосильный широкоугольный объектив [2], состоящий из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой, первый из которых включает в себя установленные последовательно отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, положительную двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, двояковыпуклую положительную линзу, и группу линз, включающую положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения и два отрицательных мениска, обращенных вогнутостью к пространству изображения и двояковыпуклую линзу.

Второй компонент II выполнен из положительной двояковыпуклой линзы, двояковогнутой линзы, двусклеенного положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и двух двояковыпуклых линз.

Объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:1,2, угловое поле зрения 84°, удовлетворительное качество изображения.

К недостаткам следует отнести небольшое линейное поле изображения 12,3×7,5 мм (пленка формата S16).

Основной задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является увеличение линейного поля изображения до формата пленки S35 (25,5×18,6 мм) без ухудшения качества изображения при одновременном увеличении заднего отрезка до величины, достаточной для использования объектива в современных киносъемочных аппаратах с зеркальным обтюратором.

Для решения поставленной задачи предложен светосильный широкоугольный объектив, который, как и прототип, содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, положительную двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, и группу линз, состоящую из положительной линзы и двух отрицательных менисков, и второй компонент, состоящий из положительной двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы, склеенной линзы и двух положительных двояковыпуклых линз.

В отличие от прототипа группа линз первого компонента, состоящая из трех линз, выполнена с оптической силой φ4,6,5, первая из которых - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения, вторая - двояковыпуклая, и третья - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, а во втором компоненте отрицательная линза выполнена склеенной, состоящей из двояковогнутой отрицательной линзы с оптической силой φ8 и двояковыпуклой положительной линзы с оптической силой φ13, третья линза выполнена трехсклеенной, дополненной положительным мениском с оптической силой φ14, при этом оптические силы удовлетворяют условию:

;

;

;

;

где φ4,6,5 - оптическая сила группы линз первого компонента;

φ8 - оптическая сила двояковогнутой отрицательной линзы второго компонента;

φ13 - оптическая сила двояковыпуклой положительной линзы второго компонента;

φ14 - оптическая сила дополненного положительного мениска второго компонента;

φ0 - оптическая сила объектива в целом.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что, такое выполнение предлагаемого светосильного широкоугольного объектива позволило увеличить линейное поле зрения изображения до формата пленки S35 (25,5×18,6 мм) - т.е. приблизительно в два раза, при этом сохранено высокое относительное отверстие 1:1.7 при угловом поле зрения по диагонали 2W=102,6°), полученный задний отрезок до поверхности пленки позволяет использовать этот объектив не только в фотокамерах, но и в профессиональной киносъемочной аппаратуре. При этом изображение контрастно по всему полю.

Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении линейного поля изображения и заднего отрезка, а также контрастности изображения по всему полю зрения.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена оптическая схема светосильного широкоугольного объектива, а также приложением, в котором даны конструктивные параметры и графики частотно-контрастной характеристики.

Светосильный широкоугольный объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой AD.

Первый компонент содержит отрицательный мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству изображения, положительную двояковыпуклую линзу 2, отрицательный мениск 3, обращенный вогнутостью к пространству изображения, и группу линз, состоящую их двух отрицательных менисков 4 и 5, второй из которых 5 обращен вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы 6.

Второй компонент состоит из положительной двояковыпуклой линзы 7, отрицательной двояковогнутой линзы 8, склеенного мениска 9 и 10 и двух положительных двояковыпуклых линз 11 и 12.

В первом компоненте отрицательный мениск 4 обращен вогнутостью к пространству объекта, между ним и отрицательным мениском 5 помещена положительная двояковыпуклая линза 6.

Во втором компоненте отрицательная линза выполнена в виде двусклеенного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта и состоящего из отрицательной двояковогнутой линзы 8 и положительной двояковыпуклой линзы 13.

Склеенный мениск обращен вогнутостью к пространству изображения и состоит из трех линз: двух отрицательных менисков 9 и 10 и одного положительного 14. Оптическая сила склеенного мениска второго компонента выполнена отрицательной.

Предлагаемый светосильный объектив работает следующим образом.

Лучи от объекта съемки проходят через первый компонент, ограничиваясь апертурной диафрагмой AD.

Положительная двояковыпуклая линза 6 в первом компоненте частично компенсирует сферическую аберрацию, кому, астигматизм, дисторсию и хроматизм.

Во втором компоненте двусклеенный мениск 8, 13 и трехсклееный мениск 9, 10 и 14 компенсируют остаточные сферическую аберрацию, кому, астигматизм, кривизну и хроматизм, создавая контрастное изображение по всему полю зрения на пленке формата S35, при этом задний отрезок достаточно велик, что позволяет использовать объектив не только в фотокамерах, телевизионных камерах, но и в профессиональной киносъемочной аппаратуре.

Положительная двояковыпуклая линза 6 в первом компоненте и выполнение отрицательной линзы двусклеенной в виде менисков 8 и 13 и трехсклеенной линзы, состоящей из менисков 9, 10 и 14, во втором компоненте, а также выбор конфигурации линз, их оптических сил и материалов, позволили обеспечить коррекцию аберраций объектива.

Благодаря использованию предлагаемого технического решения был рассчитан светосильный широкоугольный объектив с фокусным расстоянием f'=14,43 мм, относительным отверстием 1:1,7, угловым полем зрения по горизонтали 2W=86°, по вертикали 2W=69°, по диагонали 2W=106,6°.

Линейное поле изображения составляет 24,5×18,6 мм (пленка S35).

Результаты расчета и конструктивные параметры приведены в Приложении.

Телевизионная дисторсия y'=12,25 мм составляет 2,9%.

Оптические силы линз составляют:

φ4,6,50=-0,014; φ80=-0,6; φ130=-0,3; φ140=-0,24.

Объектив обладает высоким качеством изображения, что подтверждается графиками частотно-контрастной характеристики для дистанции - бесконечность и 700 мм.

Контраст изображения на частоте 30 лин/мм при относительном отверстии 1:1.7≥30% по всему полю изображения для дистанции «бесконечность» и ≥50% для дистанции 700 мм.

Таким образом, предлагаемый светосильный широкоугольный объектив позволил увеличить линейное поле изображения до формата пленки S35 (25,5×18,6 мм) без ухудшения качества изображения при одновременном увеличении заднего отрезка до величины, достаточной для использования объектива в современных киносъемочных аппаратах с зеркальным обтюратором.

Источники информации

1. Российская Федерация, патент №2123714, МПК: G02B 9/62, G02B 11/34, опубл. 20.12.1998 г.

2. Российская Федерация, патент №2123713, МПК: G02B 9/62, G02B 11/34, опубл. 20.12.1998 г. - прототип.

Светосильный широкоугольный объектив, содержащий два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, положительную двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, и группу линз, состоящую из положительной линзы и двух отрицательных менисков, и второй компонент, состоящий из положительной двояковыпуклой линзы, отрицательной линзы, склеенной линзы и двух положительных двояковыпуклых линз, отличающийся тем, что группа линз первого компонента, состоящая из трех линз, выполнена с оптической силой φ4,6,5 первая из которых - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения, вторая двояковыпуклая, и третья - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, а во втором компоненте отрицательная линза выполнена склеенной, состоящей из двояковогнутой отрицательной линзы с оптической силой φ8 и двояковыпуклой положительной линзы с оптической силой φ13, третья линза выполнена трехсклеенной, дополненной положительным мениском с оптической силой φ14, при этом оптические силы удовлетворяют условию:
;
;
;
;
где φ4,6,5 - оптическая сила группы линз первого компонента;
φ8 - оптическая сила двояковогнутой отрицательной линзы второго компонента;
φ13 - оптическая сила двояковыпуклой положительной линзы второго компонента;
φ14 - оптическая сила дополненного отрицательного мениска второго компонента;
φ0 - оптическая сила объектива в целом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам, и может быть использовано, например, в устройствах переноса изображения, формируемого на выходном окне рентгеновского электронно-оптического преобразователя (РЭОП) или другого электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для средней инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использовано, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в пределах спектральных диапазонов от 3 до 5 мкм и от 8 до 12 мкм.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим системам приборов ночного видения (ПНВ), и может быть использовано в качестве объектива переноса изображения с экрана электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а точнее к объективам, работающим с ПЗС-приемниками, и может быть использовано для получения информации от внешних объектов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использован, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности. Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов, первый из которых выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Второй положительный компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, третий двусклеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, и двояковыпуклой линзы, а пятый компонент выполнен из одиночной двояковогнутой линзы и двух менисков, обращенных вогнутостью к пространству предметов. Коэффициент дисперсии νd положительных линз второго и третьего компонентов и мениска, расположенного за двояковогнутой линзой в пятом компоненте, νd≥70, а отрицательный мениск склеенной линзы третьего и двояковогнутая линза пятого компонентов имеют коэффициент дисперсии 42≤νd≤48. Технический результат - увеличение рабочего расстояния для обеспечения возможности работы с кюветами и манипуляторами, а также увеличение входной числовой апертуры при сохранении планапохроматической коррекции. 1 табл., 1 ил., 1 прилож.

Микрообъектив может быть использован для исследования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит первый компонент I с оптической силой ФI в виде фронтального мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклой положительной линзы, второй компонент II с оптической силой ФII, состоящий из положительной линзы, склеенной из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, двояковыпуклой линзы с оптической силой ФII5, склеенной линзы с оптической силой ФII6,7, состоящей из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и двояковыпуклой линзы, и двояковогнутой линзы. Третий компонент III с оптической силой ФIII содержит плосковыпуклую линзу и мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта и склеенный из положительного и отрицательного менисков. Соотношение оптических сил линз и объектива в целом и коэффициенты дисперсии материалов линз удовлетворяют условиям, указанным в формуле изобретения. Технический результат - повышение качества изображения в результате исправления кривизны изображения и хроматической разности увеличений при увеличении числовой апертуры и линейного поля зрения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож.

Инфракрасный объектив содержит вынесенную апертурную диафрагму, размещенную между последним компонентом объектива и плоскостью изображений, и четыре компонента. Первый компонент неподвижный и выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, второй подвижный компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы, третий компонент неподвижный и в нем первые два мениска положительные, обращенные выпуклостями друг к другу, а третья линза - вогнутоплоская, обращенная плоскостью к плоскости изображений, четвертый неподвижный положительный компонент включает три мениска, обращенные вогнутостью к плоскости изображений, первый и третий из которых положительные, а второй - отрицательный. Вторая поверхность линзы первого компонента, первая поверхность линзы второго компонента и вогнутая поверхность первого положительного мениска четвертого компонента выполнены асферическими. Технический результат - повышение коэффициента пропускания оптической системы и технологичности при сохранении высокого относительного отверстия, перепада увеличений и качества изображения. 8 ил., 1 табл.

Использование: относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных устройствах с матричными фотоприемными устройсвами. Цель: повышение разрешающей способности оптической системы тепловизионного прибора при сохранении ее компактности. Сущность изобретения: оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству. Во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством. 1табл., 1 ил.

Микрообъектив содержит пять компонентов. Первый компонент содержит мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения и склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображения, и размещенной перед ним положительной линзы. Второй состоит из двух положительных линз, первая склеена из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью в пространство изображения, а вторая - из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения. Третий склеен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, и двояковыпуклой линзы, и перед ним дополнительно помещена двояковыпуклая линза. Четвертый содержит одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения, и линзу, склеенную из положительной и отрицательной линз. Пятый компонент включает линзу, склеенную из двух менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта, и перед ней помещен одиночный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и входной числовой апертуры, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 прил.

Изобретение может использоваться в видеокамере с ПЗС-матрицей. Вариообъектив содержит четыре компонента и апертурную диафрагму, расположенную перед четвертым компонентом. Первый и четвертый компоненты положительные, второй и третий отрицательные и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Первый компонент содержит положительную линзу, склеенную из отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы, положительную линзу и положительный мениск. Второй компонент содержит отрицательный мениск, двояковогнутую линзу и положительный мениск. Третий компонент отрицательный и склеен из положительного мениска и двояковогнутой линзы. Четвертый компонент содержит двусклеенную линзу из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, положительный мениск, отрицательный мениск, двояковыпуклую линзу, два отрицательных мениска и двояковыпуклую линзу. Выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - увеличение поля зрения и уменьшение относительной дисторсии при сохранении высокого качества изображения во всем диапазоне изменений фокусных расстояний вариообъектива, составляющем не менее 5,5 крат. 7 ил.

Изобретение может быть использовано в микроскопах для наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит три компонента. Первый компонент содержит положительные двусклеенные линзу и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков. Второй компонент состоит из трех положительных склеенных линз, первая из которых выполнена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, вторая содержит двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а третья склеена из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство изображения, отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и расположенной между ними двояковыпуклой линзы. Третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы и обращен вогнутостью в пространство изображения, а второй обращен вогнутостью в пространство объекта и выполнен из положительного и отрицательного менисков. Технический результат - увеличение линейного поля изображения и достижение планапохроматической коррекции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в микроскопах, а также для визуального наблюдения и вывода на TV-камеру малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив включает последовательно расположенные три компонента. Первый компонент содержит двусклеенную линзу, состоящую из плосковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, и мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный в виде одиночной линзы. Второй компонент выполнен в виде трехсклеенной линзы, состоящей из двух двояковыпуклых линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, и двух двусклеенных линз, между которыми помещен положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Третий компонент содержит двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта и выполненный из положительного и отрицательного менисков, и размещенный перед ним отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство изображения. Технический результат - увеличение входной числовой апертуры, линейного поля изображения, улучшение моно и хроматических аберраций осевого и внеосевых пучков. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прилож., 1 табл.
Изобретение может быть использовано в микроскопах, а также для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит три компонента. Первый компонент содержит положительную двусклеенную линзу и обращенный вогнутостью в пространство объекта положительный мениск в виде одиночной линзы. Второй компонент состоит из трех положительных линз, первая из которых - одиночная двояковыпуклая линза, вторая склеена из отрицательной и двояковыпуклой линз, третья склеена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта. Третий компонент содержит два склеенных отрицательных мениска, первый из которых включает в себя положительный и отрицательный мениски, обращенные вогнутостью в пространство изображения, а второй выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью в пространство объекта. Технический результат - увеличение линейного поля изображения, улучшение аберраций по полю изображения и устранение хроматизма увеличения. 1 ил., 1 табл.

Микрообъектив может быть использован в микроскопах для визуального наблюдения, вывода на TV-камеру и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов. Микрообъектив содержит четыре компонента. Первый компонент содержит «n» фронтальных одиночных положительных линз. Второй компонент содержит трехсклеенную линзу, выполненную из двух двояковыпуклых линз с размещенной между ними двояковогнутой линзой, и две двусклеенные положительные линзы, обращенные положительными линзами навстречу друг другу. Третий положительный компонент выполнен двусклеенным из двояковыпуклой и отрицательной линз. Четвертый компонент содержит двусклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и дополнительную линзу. Технический результат - увеличение рабочего расстояния при достижении планапохроматической коррекции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 прил., 2 табл.
Наверх