Светосильный широкоугольный объектив

Использование: в оптическом приборостроении, а именно в киносъемочной и фотоаппаратуре. Задача: увеличение углового поля зрения и относительного отверстия. Сущность: в светосильном широкоугольном объективе, содержащем два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит два мениска, обращенные выпуклостью в пространство объекта, отрицательную линзу, мениск, расположенный за отрицательной линзой, и положительную двояковыпуклую линзу и второй компонент, состоящий из первой склеенной линзы, одиночной положительной линзы и второй склеенной линзы, в первом компоненте первый мениск выполнен положительным, мениск, расположенный за отрицательной линзой, выполнен положительным и обращен вогнутостью в пространство объекта, во втором компоненте первая склеенная линза выполнена положительной, содержащей двояковыпуклую положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, одиночная положительная линза выполнена двояковыпуклой, и ее первая поверхность выполнена асферической, вторая склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, а перед первой склеенной линзой дополнительно помещена отрицательная двояковогнутая линза. Кроме того, показатель преломления положительного мениска и отрицательной линзы первого компонента имеет значения 1.8n_d1.85, а их коэффициент дисперсии 40_d48, показатель преломления положительных двояковыпуклых линз в первой и второй склеенных линзах второго компонента 1.48n_d1.52, и его коэффициент дисперсии 40_d48. 1 н.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре.

Известен светосильный объектив [1], содержащий два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых состоит из последовательно расположенных отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, отрицательной линзы, склеенной из положительной и отрицательной линз, положительной двояковыпуклой линзы, положительной линзы, склеенной из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, и отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта.

Второй компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, склеенного из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, положительной двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство изображения.

Объектив имеет высокое относительное отверстие 1:1.2, изображение контрастно по всему полю зрения, но угловое поле недостаточно велико.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является светосильный широкоугольный объектив [2]. Он состоит из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, положительного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, положительной двояковыпуклой линзы, двух отрицательных линз, выполненных в виде менисков, обращенных выпуклостью в пространство объекта, двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы.

Второй компонент выполнен из. отрицательной линзы, склеенной из двояковыпуклой положительной и двояковогнутой отрицательной линз, одиночного положительного мениска и положительной линзы, склеенной из отрицательного мениска и положительной двояковыпуклой линзы.

Этот объектив имеет высокое качество изображения, значительное относительное отверстие (1:1.4), но недостаточное угловое поле зрения (2W=75°).

Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение углового поля зрения и относительного отверстия.

Поставленная задача решается с помощью предложенного светосильного широкоугольного объектива, который, как и прототип, содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит два мениска, обращенные выпуклостью в пространство объекта, отрицательную линзу, мениск, расположенный за отрицательной линзой, и положительную двояковыпуклую линзу и второй компонент, состоящий из первой склеенной линзы, одиночной положительной линзы и второй склеенной линзы.

В отличие от прототипа в первом компоненте первый мениск выполнен положительным, мениск, расположенный за отрицательной линзой, выполнен положительным и обращен вогнутостью в пространство объекта, во втором компоненте первая склеенная линза выполнена положительной, содержащей двояковыпуклую положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, одиночная положительная линза выполнена двояковыпуклой, и ее первая поверхность выполнена асферической, вторая склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, а перед первой склеенной линзой дополнительно помещена отрицательная двояковогнутая линза.

Кроме того, показатель преломления положительного мениска и отрицательной линзы первого компонента имеет значения 1.8n_d1.85, а их коэффициент дисперсии 40_d48, показатель преломления положительных двояковыпуклых линз в первой и второй склеенных линзах второго компонента 1.48n_d1.52, и его коэффициент дисперсии 40_d48.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что вышеперечисленное выполнение конфигураций оптических элементов в первом и во втором компоненте позволили увеличить угловое поле зрения в 1.2 раза, а выполнение марок стекол с указанными показателями преломления и коэффициентами дисперсии позволило увеличить относительное отверстие до 1:1.2 и обеспечить высокое качество изображения в центре и полю зрения.

Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении относительного отверстия и углового поля зрения при сохранении высокого качества изображения в центре и по полю.

Предлагаемый светосильный широкоугольный объектив иллюстрируется чертежом, на котором на фиг. 1 - представлена его оптическая схема, а также Приложением, в котором даны графики волновых аберраций и частотно-контрастной характеристики.

Заявляемый светосильный широкоугольный объектив содержит два компонента.

Первый I компонент содержит положительный мениск 1, обращенный выпуклостью в пространство объекта, отрицательный мениск 2, обращенный выпуклостью в пространство объекта, отрицательную линзу 3, положительный мениск 4, обращенный вогнутостью в пространство объекта и положительную двояковыпуклую линзу 5.

Второй компонент состоит из положительной двояковыпуклой линзы 6, отрицательной двояковогнутой линзы 7, склеенной с линзой 6, двояковыпуклой линзы 8, двояковыпуклой линзы 9, на первой поверхности которой нанесена асферика, склеенной с отрицательным мениском 10, обращенным вогнутостью в пространство объекта, перед склеенной линзой 6, 7 дополнительно помещена двояковогнутая отрицательная линза 11.

Кроме того показатели преломления положительных мениска 1, отрицательной линзы 3 в первом компоненте и отрицательной линзы 11 во втором компоненте имеют значения 1.8n_d1.85, а их коэффициенты дисперсии 40_d46, показатель преломления положительных линз 6 и 9 второго компонента 1.48n_d1.5, а их коэффициент дисперсии 70_d85. Предлагаемый объектив содержит на две линзы меньше, чем в прототипе.

Предлагаемый объектив работает следующим образом.

Лучи от объекта наблюдения проходят через первый компонент: линзы 1, 7, 2, 3, ограничиваясь апертурной диафрагмой, внося небольшую положительные сферическую аберрацию, кому и астигматизм, и далее через второй компонент: линзы 4, 5, 6, и 8 компенсирует аберрации, вносимые первым компонентом, образуя контрастное изображение по всему полю зрения в фокальной плоскости объектива.

Благодаря использованию предлагаемого технического решения был рассчитан светосильный широкоугольный объектив с фокусным расстоянием f=18 мм, относительным отверстием 1:1.2 и угловым полем зрения 89°.

Результаты расчета приведены в Приложении.

Частотно-контрастная характеристика ЧКХ в рассчитанном объективе по всему полю для частоты 30 л/мм более 30%, в центре кадра

На 50 л./мм контраст изображения составляет 48%, телевизионная дисторсия для дистанции бесконечность составляет не превышает 1.6%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская федерация, патент на изобретение 2431164, МПК: G02B 9/62, 10.10.2011.

2. Российская федерация, авторское свидетельство 1242892, МПК: С02В 9/62 В, 9/64 07.07.1986 г. Бюлл. 25 - прототип.

1. Светосильный широкоугольный объектив, содержащий два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит два мениска, обращенные выпуклостью в пространство объекта, отрицательную линзу, мениск, расположенный за отрицательной линзой, и положительную двояковыпуклую линзу и второй компонент, состоящий из первой склеенной линзы, одиночной положительной линзы и второй склеенной линзы, отличающийся тем, что в первом компоненте первый мениск выполнен положительным, мениск, расположенный за отрицательной линзой, выполнен положительным и обращен вогнутостью в пространство объекта, во втором компоненте первая склеенная линза выполнена положительной, содержащей двояковыпуклую положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, одиночная положительная линза выполнена двояковыпуклой, и ее первая поверхность выполнена асферической, вторая склеенная линза содержит положительную двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, а перед первой склеенной линзой дополнительно помещена отрицательная двояковогнутая линза.

2. Светосильный широкоугольный объектив по п. 1, отличающийся тем, что показатель преломления положительного мениска и отрицательной линзы первого компонента имеет значения 1.8n_d1.85, а их коэффициент дисперсии 40_d48, показатель преломления положительных двояковыпуклых линз в первой и второй склеенных линзах второго компонента 1.48n_d1.52, и его коэффициент дисперсии 40_d48.

РИСУНКИ