Широкоугольный светосильный объектив

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2745899:

Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ (RU)

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива в зеркальных фотокамерах. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент положительный и включает отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительный склеенный дублет, состоящий из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, второй компонент положительный и включает двояковогнутую линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу. Технический результат - увеличение относительного отверстия при сохранении высокого качества изображения и величины углового поля зрения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве фотографического объектива в зеркальных фотокамерах.

Известен широкоугольный светосильный объектив, рассчитанный на работу с полнокадровыми зеркальными фотокамерами, по патенту Японии JP5959999 - вариант исполнения №1, МПК G02B 9/60, опубл. 01.07.2016. Объектив имеет относительное отверстие 1/1.45, фокусное расстояние ƒ'=32,2 мм и линейное поле изображения 2у'=43 мм. Обладает сложной оптической схемой, включающей тринадцать линз из девяти различных оптических материалов. При этом содержит две асферические поверхности высшего порядка. Все вышеуказанное не только негативно сказывается на технологичности, но и отрицательно отражается на массогабаритных характеристиках данного объектива.

Известен широкоугольный фотографический объектив, рассчитанный на работу с полнокадровыми зеркальными фотокамерами, по патенту США US3731989 - вариант исполнения №1, МПК G02B 9/60, опубл. 08.05.1973. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент включает отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу. Второй компонент включает двояковогнутую линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу. Объектив имеет относительное отверстие 1/2.8, фокусное расстояние ƒ'=36 мм (в пересчете на работу с полнокадровой зеркальной фотокамерой) и угловое поле зрения 2ω=62°. Отличает данный объектив компактность и технологичность конструкции, однако он имеет невысокое качество изображения по краю поля зрения, а также низкую светосилу.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является широкоугольный фотографический объектив, рассчитанный на работу с полнокадровыми зеркальными фотокамерами, по патенту США US4257678 - вариант исполнения №1, МПК G02B 9/60, опубл. 24.03.1981. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент положительный и включает отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительный двухсклеенный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и содержащий двояковыпуклую и двояковогнутую линзы. Второй компонент положительный и включает двояковогнутую линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу. Объектив имеет относительное отверстие 1/2.8, фокусное расстояние ƒ'=34,6 мм (в пересчете на работу с полнокадровой зеркальной фотокамерой) и угловое поле зрения 2ω=64°. Отличает данный объектив компактность и технологичность конструкции, однако он имеет низкую светосилу.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение относительного отверстия при сохранении высокого качества изображения и величины углового поля зрения.

Технический результат - увеличение относительного отверстия при сохранении высокого качества изображения и величины углового поля зрения.

Это достигается тем, что в широкоугольном светосильном объективе, состоящем из установленных по ходу луча двух компонентов, первый из которых положительный и содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительную двухсклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент положительный и содержит двояковогнутую линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу, в отличие от известного, в положительной двухсклеенной линзе первого компонента отрицательная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта.

Кроме того, широкоугольный светосильный объектив может удовлетворять следующим условиям:

1,67<n₂<1,68,

47<v₂<48,

1,62<n₃<1,63,

35<v₃<36,

1,75<n₄<1,76,

27<v₄<28,

1,74<n₅=n₆<1,75,

49<v₅=v₆<51,

где:

n_i - показатель преломления i-ой линзы широкоугольного светосильного объектива,

v_i - величина дисперсии i-ой линзы широкоугольного светосильного объектива.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1. Принципиальная оптическая схема широкоугольного светосильного объектива

Фиг. 2. Полихроматическая частотно-контрастная характеристика широкоугольного светосильного объектива при относительном отверстии 1/2.0

Для решения поставленной задачи предложен широкоугольный светосильный объектив (фиг. 1), состоящий из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой, первый из которых положительный и содержит расположенные последовательно отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительный склеенный дублет, состоящий из двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3, обращенного вогнутостью к пространству объекта, второй компонент положительный и содержит двояковогнутую линзу 4, положительный мениск 5, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу 6.

В качестве примера конкретного исполнения предлагается широкоугольный светосильный объектив, рассчитанный на работу с зеркальной фотокамерой, с фокусным расстоянием ƒ'=35 мм, относительным отверстием 1/2.0 и угловым полем зрения 2ω=62°.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что увеличение относительного отверстия объектива достигается при перераспределении возможностей коррекции аберраций широких пучков, за счет смены знака оптической силы одной из внешних поверхностей склейки в первом компоненте с соответствующим подбором оптических материалов в склейке, который в свою очередь позволил уменьшить вклад склеиваемой поверхности во все монохроматические аберраций, что скомпенсировало рост аберраций узких наклонных пучков. Такое построение схемы объектива дало возможность при равных фокусных расстояниях увеличить площадь входного зрачка в два раза, что пропорционально увеличило светосилу.

Работает объектив следующим образом: световые пучки, исходящие от предмета, расположенного на бесконечности, последовательно проходят компоненты I-II оптической системы и формируют изображение в плоскости наилучшей установки.

Широкоугольный светосильный объектив при относительном отверстии 1/2.0 обеспечивает разрешение 30 мм^-1 для центра поля с контрастом более 60%, по полю от у'=0 мм до y'=19 мм с контрастом более 30%. Модуль дисторсии по всему полю изображения не превышает 2,1%.

В таблице 1 представлены конструктивные параметры примера конкретного исполнения.

Таким образом, в заявляемом широкоугольном светосильном объективе достигнут представленный ранее технический результат - увеличено относительное отверстие при сохранении высокого качества изображения и величины углового поля зрения.

1. Широкоугольный светосильный объектив, состоящий из установленных по ходу двух компонентов, первый из которых положительный и содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительную двухсклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент положительный и содержит двояковогнутую линзу, положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и двояковыпуклую линзу, отличающийся тем, что в положительной двухсклеенной линзе первого компонента отрицательная линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта.

2. Широкоугольный светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что объектив удовлетворяет следующим условиям:

1,67<n₂<1,68,

47<v₂<48,

1,62<n₃<1,63,

35<v₃<36,

1,75<n₄<1,76,

27<v₄<28,

1,74<n₅=n₆<1,75,

49<v₅=v₆<51,

где: n_i - показатель преломления i-й линзы широкоугольного светосильного объектива,

v_i - величина дисперсии i-й линзы широкоугольного светосильного объектива.

Похожие патенты:

Светосильный объектив // 2737029

Объектив может быть использован в оптических системах, работающих как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра. Объектив состоит из двух компонентов.

Светосильный объектив // 2732342

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве объектива в цифровых прицельно-наблюдательных приборах с формированием изображения на мегапиксельных ПЗС или КМОП матрицах в дневных и ночных условиях эксплуатации.

Светосильный объектив // 2726280

Объектив может быть использован в ИК-системах, а также и в системах, работающих с телевизионной ПЗС-матрицей. Светосильный объектив содержит пять компонентов, первый из которых по ходу лучей - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий – отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный внешней, выпуклой поверхностью к изображению, состоящий по ходу лучей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, четвертый - одиночная двояковыпуклая линза и пятый - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Светосильный объектив // 2726261

Объектив может быть использован в оптических системах, работающих как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра, в частности в телекамерах, работающих с приемной матрицей.

Светосильный объектив // 2690053

Объектив может быть применен в цифровых прицелах и приборах наблюдения с ПЗС или КМОП матрицах в разнообразных условиях эксплуатации днем и ночью. Первый компонент содержит двояковыпуклую линзу и отрицательную вогнуто-выпуклую линзу, обращенную выпуклостью к пространству изображений.

Объектив для swir диапазона спектра // 2675195

Объектив для SWIR диапазона спектра может быть использован в оптико-электронных приборах на основе матричных фотоприемных устройств, чувствительных в спектральном диапазоне от 0,9 до 1,7 мкм.

Оптическая система // 2656015

Изобретение может быть использовано в оптических приборах, формирующих изображение при значительном выносе входного или выходного зрачка. Оптическая система содержит по ходу лучей четыре компонента.

Светосильный объектив // 2649227

Светосильный объектив может использоваться в приборах совместно с матричными приемниками. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, светофильтр в виде плоскопараллельной пластины, двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, положительную сложную линзу, склеенную из мениска и двояковыпуклой линзы, и положительную сложную линзу, склеенную из двояковыпуклой и отрицательной линз.

Светосильный объектив // 2648019

Объектив можно использовать в приборах ночного видения и в приборах, работающих с матричными приемниками оптического излучения. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча отрицательный компонент в виде склеенных друг с другом светофильтра в виде плоскопараллельной пластины и плосковогнутой линзы, обращенной вогнутостью к изображению, двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, блок из двух положительных компонентов, обращенных выпуклостями друг к другу, выполненных в виде склеенных друг с другом двояковогнутой и двояковыпуклой, двояковыпуклой и двояковогнутой линз каждый.

Объектив // 2639242

Объектив может быть использован в оптико-электронных приборах, формирующих изображения объектов земной поверхности через реальную атмосферу в коротковолновом ИК-диапазоне.