ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 2019 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 4211472, опубликованном 08.07.1980 г., МПК G02B 11/30. Фотографический объектив состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей состоит из отрицательно мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, склеенного мениска, состоящего по ходу лучей из двояковыпуклой линзы и двояковогнутой линзы, обращенный выпуклой стороной к плоскости предметов, второй компонент состоит из мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображения, склеенного мениска, состоящего по ходу луча из двояковогнутой линзы и двояковыпуклой линзы, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, отрицательно мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов. Однако данный объект имеет недостаточное отношение заднего фокального отрезка к фокусному расстоянию Bf/f'=0,615, а также недостаточную технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей данного объектива разные.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является фотографический объектив, описанный в патенте US 3410632, опубликованном 24.05.1965 г., МПК G02B 9/64, фигура 2. Объектив состоит из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей состоит из плоско-выпуклой положительной линзы, обращенной выпуклой стороной к плоскости предметов, отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, двояковыпуклой линзы, мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, второй компонент состоящий из склеенного мениска, состоящего по ходу луча из двояковогнутой линзы и двояковыпуклой линзы, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображения, положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображения. Однако данный объектив обладает недостаточным относительным отверстием D:f'=1:4.0 и недостаточную технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей данного объектива разные.

Задачей предлагаемого изобретения является создание объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - повышение относительного отверстия и повышение технологичности.

Это достигается тем, что в широкоугольном объективе, состоящем из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком, в котором первый оптический компонент выполнен из последовательно расположенных по ходу лучей положительной линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, второй оптический компонент выполнен по ходу лучей из мениска, склеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений, и положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений, в отличие от известного, в первом оптическом компоненте добавлен отрицательный мениск, установленный первым по ходу лучей и обращенный выпуклой стороной к плоскости предметов, положительная линза, следующая за отрицательным мениском, выполнена двояковыпуклой, мениск, установленный перед воздушным промежутком, выполнен положительным, а во втором оптическом компоненте добавлен отрицательный мениск, установленный последним по ходу лучей за положительным мениском и обращенный выпуклой стороной к плоскости изображений, причем имеют место соотношения:

1.59<n1=n2=n3=n6=n7=1.64,

1.692<n4=n5<1.73,

1.55<n8<1.59,

где n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7 и n8 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой линз соответственно для линии спектра D.

На фиг. 1 изображена оптическая схема широкоугольного объектива, на фиг. 2 представлена частотно-контрастная характеристика светосильного объектива для показателей 10 л/мм и 30 л/мм.

Широкоугольный объектив (фиг. 1) состоит по ходу лучей из двух оптических компонентов, первый из которых по ходу лучей состоит из отрицательного мениска 1, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предметов, двояковыпуклой линзы 2, отрицательного мениска 3, обращенного вогнутой стороной к плоскости изображений и положительного мениска 4, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предметов. Второй оптический компонент состоит по ходу лучей из склеенного мениска, состоящего из двояковогнутой отрицательной линзы 5 и двояковыпуклой линзы 6, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений, положительного мениска 7, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений и отрицательного мениска 8, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений. Апертурная диафрагма расположена между положительным мениском 4 первого оптического компонента и двояковогнутой отрицательной линзой 5 второго оптического компонента на расстоянии 5,5 мм.

Широкоугольный объектив работает следующим образом.

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через широкоугольный объектив в следующей последовательности. Сначала световой поток проходит через отрицательный мениск 1, двояковыпуклую линзу 2, отрицательный мениск 3, положительный мениск 4, через двояковогнутую линзу 5, склеенную с двояковыпуклой линзой 6 и через положительный мениск 7 и отрицательный мениск 8. Далее световой поток, пройдя через все оптические элементы широкоугольного объектива, строит изображение в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство (на фиг. не указано). Фокусировка объектива на конечное расстояние осуществляется перемещением всей оптический схемы.

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

Рассчитанный светосильный объектив имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние объектива f' 28,15 мм Относительное отверстие 1:2.8 Угловое поле в пространстве предметов 75 град. Линейное поле в пространстве изображений 2Y'=43,26 мм Задний фокальный отрезок 38,45 мм

Для данного объектива имеют место соотношения:

1.59<n1=n2=n3=n6=n7=1.613094<1.64,

1.692<n4=n5=1.717416<1.73,

1.55<n8=1.575020<1.59,

В таблице 2 приведены длины волн и весовые коэффициенты предлагаемого сширокоульного объектива для 10 л/мм и 30 л/мм по варианту конкретного исполнения.

Предлагаемый широкоугольный объектив имеет одинаковые по модулю радиусы сферических оптических поверхностей двояковыпуклой линзы 6, входящей в склеенный мениск второго компонента, что характеризует его повышенную технологичность.

Таким образом, обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с повышенным относительным отверстием, при повышенной технологичности.

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива. Широкоугольный объектив состоит из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком. Первый компонент содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной к плоскости предметов, двояковыпуклую линзу, отрицательный и положительный мениски, обращенные выпуклой стороной к плоскости предметов. Второй компонент содержит мениск, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, обращенный выпуклой стороной к плоскости изображений, положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклой стороной к плоскости изображений. Имеют место соотношения: 1.59<n1=n2=n3=n6=n7<1.64, 1.692<n4=n5<1.73, 1.55<n8<1.59, где n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7 и n8 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой линз соответственно для линии спектра D. Технический результат - повышение относительного отверстия и повышение технологичности. 2 ил., 2 табл.

Широкоугольный объектив, состоящий из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком, в котором первый оптический компонент выполнен из последовательно расположенных по ходу лучей положительной линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, второй оптический компонент выполнен по ходу лучей из мениска, склеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений, и положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости изображений, отличающийся тем, что в первом оптическом компоненте добавлен отрицательный мениск, установленный первым по ходу лучей и обращенный выпуклой стороной к плоскости предметов, положительная линза, следующая за отрицательным мениском, выполнена двояковыпуклой, мениск, установленный перед воздушным промежутком, выполнен положительным, а во втором оптическом компоненте добавлен отрицательный мениск, установленный последним по ходу лучей за положительным мениском и обращенный выпуклой стороной к плоскости изображений, причем имеют место соотношения:

1.59<n1=n2=n3=n6=n7<1.64,

1.692<n4=n5<1.73,

1.55<n8<1.59,

где n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7 и n8 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой линз соответственно для линии спектра D.