ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2018 года по МПК G02B9/64 

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

Известен фотографический объектив, описанный в патенте US №3410632, НКИ 350-214 от 12.11.1965 г., состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, положительной линзы, обращенной выпуклой стороной к пространству изображений, отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, второй компонент состоит из склеенной линзы, состоящей из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и положительной линзы, обращенной выпуклым радиусом к пространству предметов. Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие D:f'=1:2.8 и недостаточное угловое поле в пространстве предметов 2 ω=63 град, а также недостаточное отношение заднего фокального отрезка к фокусному расстоянию

где: S'_ƒ' - задний фокальный отрезок;

f' - фокусное расстояние объектива.

Наиболее близким аналогом является фотографический объектив, описанный в патенте US №3936153, МКИ G02B 9/60, от 03.02.1976 г., состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, и положительной двояковыпуклой линзы, второй компонент по ходу лучей состоит из двояковогнутой линзы, положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству изображений, и двояковыпуклой линзы, а также имеют место соотношения:

d₄>d₅+d₆+d₇+d₈+d₉

0.7d₄<d₃<1.3d₄

-0.5<r3/r4<-0.1

N₁<N₃

d₂>0.2f

где r1, r2, r3, r4 … r10 - радиусы кривизны поверхностей линз по ходу лучей, d₁, d₂ … d₉ - толщины линз и воздушные промежутки по ходу лучей, N₁, N₂, … N₅ - показатели преломления линз по ходу луча, f - фокусное расстояние оптической системы. Однако данный объектив обладает недостаточным относительным отверстием f/2.8, недостаточным угловым полем 2ω=64 град и недостаточным отношением заднего фокального отрезка к фокусному расстоянию системы .

Задачей изобретения является достижение технического результата, а именно повышение относительного отверстия, увеличение углового поля и увеличение отношения .

Это достигается тем, что в объективе, состоящем из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, и одиночной положительной линзы, а второй компонент по ходу лучей из одиночных двояковогнутой линзы, положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству изображений, и положительной линзы, отличающийся тем, что и в первом, и во втором компонентах положительные линзы выполнены в виде плосковыпуклых линз, обращенных выпуклой стороной к пространству изображений, кроме того, в первом компоненте за положительным мениском, обращенным выпуклой стороной к пространству предметов, добавлены два одиночных положительных мениска, первый из которых по ходу луча обращен выпуклой стороной к пространству предметов, а второй обращен выпуклой стороной к пространству изображений, причем имеют место соотношения:

1.6<(n₁=n₂=n₄)<1.64

1.64<(n₆=n₇)<1.75

0.9f'<|f₁'|<1.2f'

0.4f'<|f₅'|<0.6f'

где n₁, n₂, n₄, n₆ и n₇ - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, четвертой, пятой и седьмой линз для линии спектра D, f₁' и f₅' - фокусные расстояния первой и пятой линз соответственно, a f' - фокусное расстояние объектива.

На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива.

Объектив состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, причем все линзы в данном объективе одиночные. Первый компонент состоит по ходу лучей из отрицательного мениска 1, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, плосковыпуклой линзы 2, обращенной выпуклой стороной к пространству изображений, положительного мениска 3, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, и положительного мениска 4, обращенного выпуклой стороной к пространству изображений. Второй компонент по ходу лучей состоит из двояковогнутой линзы 5, положительного мениска 6, обращенного выпуклой стороной к пространству изображений, и плосковыпуклой линзы 7, обращенной выпуклой стороной к пространству изображений. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 4,46 мм перед двояковогнутой линзой 5.

Широкоугольный светосильный объектив работает следующим образом. Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через светосильный объектив последовательно через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 и изображается в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство (не показано).

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан светосильный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 435 нм до 656 нм с конструктивными данными, представленными в табл. 1.

Для данного объектива имеют место соотношения:

1.6<(n₁=n₂=n₄=1,613094)<1.64

1.64<(n₆=n₇=1.656908)<1.75

(0.9f'=29.35)<(|f₁'|=35,75)<(1.2f'=39.13)

(0.4f'=13.04)<(|f₅'|=15,56)<(0.6f'=19.57)

Рассчитанный светосильный объектив имеет следующие характеристики:

Объектив имеет две плоские оптические поверхности в одиночных положительных линзах первого и второго компонентов, что характеризует его повышенную технологичность. Таким образом, обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с повышенным относительным отверстием D:f'=1:2,5, увеличенным отношением относительного отверстия к фокусному расстоянию и увеличенным угловым полем в пространстве предметов 2ω=66 градусов.

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива. Объектив состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком. Первый по ходу лучей компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, плосковыпуклой линзы, обращенной плоскостью к пространству предметов, положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Второй компонент состоит из двояковогнутой линзы, положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству изображений, плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклой поверхностью к пространству изображений. Имеют место соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля и повышение технологичности. 1 ил., 1 табл.

Широкоугольный светосильный объектив, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, и одиночной положительной линзы, а второй компонент по ходу лучей из одиночных двояковогнутой линзы, положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству изображений, и положительной линзы, отличающийся тем, что и в первом, и во втором компонентах положительные линзы выполнены в виде плосковыпуклых линз, обращенных выпуклой стороной к пространству изображений, кроме того, в первом компоненте за положительным мениском, обращенным выпуклой стороной к пространству предметов, добавлены два одиночных положительных мениска, первый из которых по ходу луча обращен выпуклой стороной к пространству предметов, а второй обращен выпуклой стороной к пространству изображений, причем имеют место соотношения:

1.6<(n₁=n₂=n₄)<1.64

1.64<(n₆=n₇)<1.75

0.9f'<|f₁'|<1.2f'

0.4f'<|f₅'|<0.6f'

где n₁, n₂, n₄, n₆ и n₇ - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, четвертой, пятой и седьмой линз для линии спектра D, f₁' и f₅' - фокусные расстояния первой и пятой линз соответственно, a f' - фокусное расстояние объектива.