ЧЕТЫРЕХЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2017 года по МПК G02B9/20 G02B15/16 

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

Известен четырехлинзовый фотографический портретный объектив Петцваля, описанный в справочнике «Вычислительная оптика» под общей ред. М.М. Русинова, Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1984 г., рис. 34.1, табл. 34.1, стр. 355, 356, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей склеен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй состоит по ходу лучей из одиночных отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, и двояковыпуклой линзы, причем имеют место соотношения:

n₁=n₄=1,5181,

n₂=1,5783,

где n₁, n₂, n₄ - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз для линии спектра D. Входной зрачок - апертурная диафрагма в объективе совпадает с первой поверхностью. Однако данный объектив имеет относительное отверстие 1:3, угловое поле в пространстве предметов 2W=30 град, что недостаточно для получения качественных портретных снимков.

Наиболее близким аналогом является четырехлинзовый фотографический объектив Петцваля, описанный в патенте US №2500046, 359/786, МПК G02B 9/12, G02B 13/00, опубл. 07.03.1950 г. Четырехлинзовый фотографический объектив Петцваля состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком. Первый по ходу лучей компонент выполнен в виде склеенного дублета, состоящего из двояковыпуклой линзы и вогнуто-плоской отрицательной линзы, обращенной вогнутостью к предмету, а второй компонент по ходу лучей состоит из одиночных отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы. Однако данный объектив имеет относительное отверстие 1:2,0, угловое поле в пространстве предметов с прохождением главного луча 2W=24 град, что недостаточно для получения качественных снимков, и не обладает возможностью изменять художественное восприятие фотографии с помощью изменения формы размытия кружка рассеяния.

Задачей изобретения является создание объектива с повышенными функциональными возможностями.

Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля в пространстве предметов и возможность портретного фотографирования с изменяемым художественным восприятием фотографии.

Это достигается тем, что в четырехлинзовом объективе, состоящем из двух компонентов, первый из которых по ходу лучей выполнен в виде положительной линзы и плоско-вогнутой линзы, обращенной вогнутостью к предмету, а второй компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, в отличие от известного первый компонент представлен в виде двух одиночных линз и, кроме того, первая линза по ходу лучей выполнена плосковыпуклой, обращенной выпуклостью к пространству предметов, а второй компонент выполнен в виде склейки двух линз, воздушный промежуток меняется от 0 до 0,4, где - фокусное расстояние всей системы, между первым и вторым компонентами. Кроме того, могут иметь место следующие условия:

1,5<n₁=n₄<1,6,

1,6<n₃<1,7,

1,6<n₂<1,7,

n₃<n₂,

где n₁, n₂, n₃, n₄ - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, третьей и четвертой линз для линии спектра D.

На фиг. 1 представлена оптическая схема четырехлинзового объектива. На фиг. 2 представлены изображения кружков рассеяния в плоскости, удаленной на 1 мм от плоскости наилучшего изображения, для угловых полей в пространстве предметов ω=0 град, ω=10 град, ω=20 град и для воздушного промежутка D₂=8 мм и D₂=20 мм.

Объектив работает следующим образом. Световой поток от предмета, который находится на бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки. Для изменения расстояния между компонентами объектива первый компонент объектива движется в сторону плоскости предметов, а второй компонент - в сторону плоскости изображения. При этом происходит изменение воздушного промежутка между компонентами объектива, качество изображения в центре сохраняется неизменным, так как значение коэффициента передачи модуляции К>0,4.

В соответствии с предложенным решением рассчитан четырехлинзовый объектив с возможностью портретной съемки. Характеристики объектива для воздушного промежутка d₂=8 мм и d₂=20 мм приведены в таблице 1.

Конструктивные параметры представлены в таблице 2.

В предлагаемом решении выполняются следующие условия:

1,5<n₁=n₄<1,6 1,5<1,516369=1,516369<1,6 1,6<n₃<1,7 1,6<1,639618<1,7 1,6<n₂<1,7 1,6<1,689493<1,7 n₃<n₂ 1,639618<1,689493

Предлагаемый четырехлинзовый объектив по сравнению с ближайшим аналогом имеет большее значение относительного отверстия, равное 1:1,9, большее значение углового поля в пространстве, равное 42 град при воздушном промежутке между компонентами d₂=8 мм и 40 град при воздушном промежутке d₂=20 мм.

Таким образом, в результате предложенного решения достигнуто расширение функциональных возможностей, а именно обеспечено портретное фотографирование с изменяемым восприятием фотографии в зависимости от расстояния между компонентами объектива, при неизменном высоком качестве полученного фотопортрета.

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива. Объектив состоит из двух компонентов. Первый компонент содержит две одиночные линзы – плосковыпуклую, направленную выпуклостью к пространству предметов, и плосковогнутую, направленную вогнутостью к пространству предметов. Второй компонент выполнен в виде склейки выпукло-вогнутого отрицательного мениска, направленного выпуклостью к пространству предметов, и двояковыпуклой линзы. Между показателями преломления материала n₁, n₂, n₃, n₄ соответственно первой, второй, третьей и четвертой линз для линии спектра D выполняются соотношения 1,5<n₁=n₄<1,6, 1,6<n₃<1,7, 1,6<n₂<1,7, n₃<n₂. Воздушный промежуток между компонентами объектива меняется от 0 до 0,4, где - фокусное расстояние всей системы, при этом качество изображения в центре сохраняется неизменным. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля в пространстве предметов и возможность портретного фотографирования с изменяемым художественным восприятием фотографии. 2 ил., 2 табл.

Четырехлинзовый объектив, состоящий из двух компонентов, первый из которых по ходу лучей выполнен в виде положительной линзы и плосковогнутой линзы, обращенной вогнутостью к предмету, а второй компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, отличающийся тем, что первый компонент представлен в виде двух одиночных линз и, кроме того, первая линза по ходу лучей выполнена плосковыпуклой, обращенной выпуклостью к пространству предметов, а второй компонент выполнен в виде склейки двух линз, воздушный промежуток меняется от 0 до 0,4f', где f' - фокусное расстояние всей системы, между первым и вторым компонентами, кроме того, имеют место следующие соотношения:

1,5<n₁=n₄<1,6,

1,6<n₃<1,7,

1,6<n₂<1,7,

n₃<n₂,

где n₁, n₂, n₃, n₄ - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, третьей и четвертой линз для линии спектра D.