СВЕТОСИЛЬНЫЙ ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 1995 года по МПК G02B9/64 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к светосильным широкоугольным кинотелеобъективам, работающим с 13-миллиметровыми электронно-лучевыми трубками в условиях пониженной освещенности объектов.

Известны конструкции светосильных широкоугольных объективов, состоящие из двух линзовых групп, из которых первая выполнена из положительной линзы и отрицательного мениска, а вторая группа разделена диафрагмой, за которой расположены четыре компонента [1,2] Объектив [1] имеет недостаточно высокое относительное отверстие 1: 2,8 при угле поля зрения 2 ω=75^о. Объектив [2] имеет достаточно высокое относительное отверстие 1:1,4, но недостаточно широкий угол поля зрения 2 ω63^о. Отмеченные недостатки ограничивают применение указанных объективов.

Известен также объектив [3] имеющий относительное отверстие 1:1,4 при угле поля зрения 2 ω 68^о, что недостаточно для съемки больших объектов с малых дистанций или для съемки в ограниченном пространстве. Кроме того, объектив имеет недостаточно высокое качество изображения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объективу является объектив [4] содержащий две линзовые группы, из которых первая состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, а вторая разделена диафрагмой и состоит из шести компонентов, из которых первый склеен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй компонент выполнен из склеенных между собой двояковыпуклой, двояковогнутой и двояковыпуклой линз, третий компонент двояковогнутая линза, четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, пятый плосковыпуклая линза, а шестой положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Данный объектив имеет относительное отверстие 1:1,4, угол поля зрения 2 ω 75^о.

Недостатком объектива является сложность его конструкции при недостаточно высоком относительном отверстии, что не позволяет использовать его в цветных телевизионных камерах, работающих на 13-миллиметровой передающей трубке с форматом 6,4х4,8 мм в условиях недостаточной освещенности.

Эти недостатки исключены в светосильном широкоугольном объективе, содержащем две линзовые группы, первая из которых состоит из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая разделена диафрагмой, перед которой расположены положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и двояковогнутая линза, за диафрагмой расположены 4 одиночных компонента, первый из которых двояковогнутая линза, второй положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий положительная линза, а четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, положительный мениск второй группы, расположенный перед диафрагмой, выполнен в виде одиночной линзы, двояковыпуклая линза, также расположенная перед диафрагмой, состоит из склеенных между собой положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а третий компонент, расположенный за диафрагмой, выполнен в виде двояковыпуклой линзы.

Благодаря такому конструктивному решению уменьшено число линз в конструкции светосильного широкоугольного объектива при сохранении широкого угла поля зрения, равного 75^о, при высоком относительном отверстии 1:1,2-1:1,4, и высоком качестве изображения.

На фиг. 1 представлена оптическая схема объектива; на фиг.2 графики аберраций объектива в меридианальном сечении; на фиг.3 сводки и графики аберраций объектива в сагиттальном сечении.

В табл.1 приведены конструктивные данные объектива; в табл.2 и 3 сводки аберраций объектива в меридианальном сечении.

Предлагаемый объектив состоит из двух линзовых групп. Первая группа линз выполнена из положительной линзы 1 и отрицательного мениска 2. Вторая линзовая группа состоит из шести компонентов, из которых первый выполнен из одиночного положительного мениска 3, обращенного вогнутостью к предмету, второй компонент представляет собой склеенные между собой две линзы 4 и 5 соответственно, двояковыпуклую и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Третий компонент двояковогнутая линза 6, четвертый компонент положительный мениск 7, обращенный вогнутостью к предмету, пятый компонент двояковыпуклая линза 8, шестой положительный мениск 9, обращенный вогнутостью к изображению. Между линзами 5 и 6 расположена действующая диафрагма 10 диаметром 6,4 мм, удаленная от линзы 5 на расстоянии 2 мм.

В качестве примера конкретного выполнения рассчитан объектив со следующими основными характеристиками: фокусное расстояние f' 5,48 мм относительное отверс- тие 1:n 1:1,2 угол поля зрения 2 ω 72^о27'26" линейное поле изобра- жения 2y' 8 мм
задний вершинный отрезок S_F' 4,78 мм
Объектив скоррегирован для длины волны l, ахроматизирован в диапазоне длин волн l-g. Объектив рассчитан с учетом толщины защитного стекла передающей трубки, равной 2 мм. Аберрации объектива совместно с защитным стеклом передающей трубки (см.фиг.2,3) рассчитаны в плоскости Гаусса.

Преимущества предлагаемого объектива по сравнению с прототипом состоят в уменьшении числа линз объектива при сохранении широкого угла поля зрения при высоком относительном отверстии 1:1,2 (угол поля зрения равен 75^о) и высоком качестве изображения.

Использование: оптическое приборостроение, а именно светосильные широкоугольные кинотелеобъективы, работающие с тринадцатимиллиметровыми электронно-лучевыми трубками в условиях пониженной освещенности объектов. Сущность изобретения: светосильный широкоугольный объектив содержит две линзовые группы, первая из которых состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Вторая группа разделена диафрагмой, перед которой расположены положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, и склеенная двояковыпуклая линза, состоящая из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска. За диафрагмой расположены четыре одиночных компонента, первый из которых двояковогнутая линза, второй - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий двояковыпуклая линза, а четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. 3 ил. 3 табл.

СВЕТОСИЛЬНЫЙ ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий две линзовые группы, первая из которых состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая разделена диафрагмой, перед которой расположены положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, и склеенная двояковыпуклая линза, а за диафрагмой расположены четыре одиночных компонента, первый из которых двояковогнутая линза, второй положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий положительная линза, а четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, отличающийся тем, что положительный мениск второй группы, расположенной перед диафрагмой, выполнен в виде одиночной линзы, следующая за ним двояковыпуклая линза состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а расположенный за диафрагмой третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы.