Сверхсветосильный фотографический объектив Российский патент 2020 года по МПК G02B9/64 

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

Известен сверхсветосильный фотографический объектив по патенту CN107272156, Китай, опубл. 20.10.2017 г. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент включает двояковыпуклую линзу, а также положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостями к пространству объекта. Второй компонент содержит положительный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта и включающий вогнуто-плоскую и плоско-выпуклую линзы, первую одиночную выпукло-плоскую линзу, отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и включающий выпукло-плоскую и плоско-вогнутую линзы, вторую одиночную выпукло-плоскую линзу и положительный двухсклеенный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и включающий двояковыпуклую и двояковогнутую линзы. Объектив обладает 11-ти линзовой конструкцией с тремя склеенными элементами и рассчитан на работу с беззеркальной фотоаппаратурой, имеет сверхвысокое относительное отверстие 1/0.95, фокусное расстояние f'=35 мм и угловое поле зрения 2ω=44°. Но данный объектив имеет малое линейное поле изображения 2y'=28,3 мм, которое ограничивает функциональные возможности его применения фотокамерой с форматом кадра APS-C.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является сверхсветосильный фотографический объектив по патенту CN107219609, Китай, опубл. 29.09.2017 г. Объектив содержит три компонента, первый и второй из которых разделены апертурной диафрагмой. Первый компонент включает выпукло-плоскую линзу, а также положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостями к пространству объекта. Второй компонент содержит отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта и включающий двояковогнутую и двояковыпуклую линзы, и одиночную двояковыпуклую линзу. Третий компонент состоит из положительного двухсклеенного мениска, обращенного выпуклостью к пространству объекта и включающего выпукло-плоскую и плоско-вогнутую линзы, и положительного склеенного дублета, содержащего двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта. Объектив обладает 10-ти линзовой конструкцией с тремя склеенными элементами и рассчитан на работу с беззеркальной фотоаппаратурой, имеет сверхвысокое относительное отверстие 1/0.95, фокусное расстояние f'=50 мм и линейное поле изображения 2у'=43 мм. Но у данного объектива невысокая технологичность ввиду наличия большого количества склеенных линз. Из десяти линз входящих в схему только четыре одиночные.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение технологичности при сохранении качественных характеристик изображения, сверхвысокого относительного отверстия и величины линейного поля изображения.

Технический результат - повышение технологичности за счет уменьшения количества склеенных линз и увеличения числа линз с плоскими поверхностями при сохранении качественных характеристик изображения, сверхвысокого относительного отверстия и величины линейного поля изображения.

Это достигается тем, что, в сверхсветосильном фотографическом объективе, состоящем из установленных по ходу луча трех компонентов, первый из которых положительный, содержащий одиночную положительную линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и отрицательную линзу, второй компонент положительный, содержащий отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и одиночную положительную линзу, третий компонент положительный, содержащий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и положительную линзу, в отличие от известного, отрицательная линза первого компонента расположена перед одиночной положительной линзой и выполнена в виде плоско-вогнутой линзы, обращенной плоскостью к пространству объекта, а одиночная положительная линза выполнена в виде двояковыпуклой линзы, во втором компоненте отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, включает отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутостью к пространству объекта, а одиночная положительная линза выполнена плоско-выпуклой, обращенной плоскостью к пространству объекта, в третьем компоненте положительная линза, выполненная в виде выпукло-плоской линзы и обращенная выпуклостью к пространству объекта, вынесена перед положительным мениском, выполненным в виде одиночной линзы, обращенной выпуклостью к пространству объекта, кроме того, в состав третьего компонента введена плоско-вогнутая одиночная линза, обращенная плоскостью к пространству объекта.

Кроме того, сверхсветосильный фотографический объектив может удовлетворять следующим условиям:

1,57<n₁<1,58,

41<v₁<42,

1,74<n₂=n₆=n₇<1,75,

49<v₂=v₆=v₇<51,

1,65<n₃=n₈<1,66,

57<v₃=v₈<58,

1,75<n₄<1,76,

27<v₄<28,

1,61<n₅<1,62,

60<v₅<61,

1,68<n₉<1,69,

31<v₉<32,

где: n_i - показатель преломления i-ой линзы сверхсветосильного фотографического объектива,

v_i - величина дисперсии i-ой линзы сверхсветосильного фотографического объектива.

Изобретение поясняется чертежами:

- Фиг. 1. Принципиальная оптическая схема сверхсветосильного фотографического объектива

- Фиг. 2. Полихроматическая частотно-контрастная характеристика сверхсветосильного фотографического объектива при относительном отверстии 1/0.95

Для решения поставленной задачи предложен сверхсветосильный фотографический объектив (фиг. 1), состоящий из трех компонентов, первый из которых положительный и содержит по ходу луча одиночные плосковогнутую и двояковыпуклую линзы 1 и 2,соответственно, а также положительный мениск 3, обращенный выпуклостью к пространству объекта, второй компонент положительный и содержит отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта и включающий отрицательный и положительный мениски 4 и 5, соответственно, обращенные вогнутостью к пространству объекта, и одиночную плоско-выпуклую линзу 6, третий компонент положительный и содержит одиночную выпукло-плоскую линзу 7, положительный мениск 8, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и одиночную плосковогнутую линзу 9. При этом первый и второй компоненты разделены апертурной диафрагмой.

В качестве примера конкретного исполнения предлагается сверхсветосильный фотографический объектив, рассчитанный на работу с беззеркальными фотокамерами, с фокусным расстоянием f'=52 мм, относительным отверстием 1/0.95 и линейным полем изображения 2у'=43 мм.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что уменьшение количества склеенных линз в оптической схеме и увеличение числа линз с плоскими поверхностями достигается за счет изменения схем первого и третьего компонентов, в частности, в первом компоненте вынос отрицательной линзы перед положительным дублетом дал возможность скорректировать аберрации широких пучков, а подавление оставшейся при этом отрицательной дисторсии было равномерно разбито по линзам второго и третьего компонентов, кроме того замена третьего компонента, состоящего из двух склеек, на компонент из трех одиночных линз, позволила скорректировать аберрации узких наклонных пучков всего объектива, что касается хроматизма положения, вносимого плоско-вогнутой линзой третьего компонента, то его удалось подавить единственной склейкой, расположенной вблизи апертурной диафрагмы. Такое построение схемы объектива дало возможность не только сократить количество линз входящих в склейки с шести до двух, но и увеличить число линз с плоскими поверхностями, что в совокупности привело к улучшению технологичности объектива.

Работает объектив следующим образом: световые пучки, исходящие от предмета, расположенного на бесконечности, последовательно проходят компоненты I-III оптической системы и формируют изображение в плоскости наилучшей установки.

Сверхсветосильный фотографический объектив при относительном отверстии 1/0.95 обеспечивает разрешение 30 мм^-1 для центра поля с контрастом более 48%, по полю от у'=0 мм до у'=19 мм с контрастом более 20%.

Таким образом, в заявляемом сверхсветосильном фотографическом объективе достигнут представленный ранее технический результат - повышена технологичность за счет уменьшения количества склеенных линз и увеличения числа линз с плоскими поверхностями при сохранении качественных характеристик изображения, сверхвысокого относительного отверстия и величины линейного поля изображения.

Объектив может быть использован в качестве фотографического объектива в беззеркальной фотоаппаратуре. Объектив содержит три положительных компонента, первый и второй из которых разделены апертурной диафрагмой. Первый компонент содержит одиночные плоско-вогнутую и двояковыпуклую линзы, а также положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта. Второй компонент содержит отрицательный двухсклеенный мениск, включающий отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутыми поверхностями к пространству объекта, и одиночную плоско-выпуклую линзу. Третий компонент содержит одиночную выпукло-плоскую линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и одиночную плоско-вогнутую линзу. Технический результат - повышение технологичности за счет уменьшения количества склеенных линз и увеличения числа линз с плоскими поверхностями при сохранении качественных характеристик изображения, сверхвысокого относительного отверстия и величины линейного поля изображения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Сверхсветосильный фотографический объектив, состоящий из установленных по ходу луча трех компонентов, первый из которых положительный, содержащий одиночную положительную линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и отрицательную линзу, второй компонент положительный, содержащий отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и одиночную положительную линзу, третий компонент положительный, содержащий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительную линзу, отличающийся тем, что отрицательная линза первого компонента расположена перед одиночной положительной линзой и выполнена в виде плоско-вогнутой линзы, обращенной плоскостью к пространству объекта, а одиночная положительная линза выполнена в виде двояковыпуклой линзы, во втором компоненте отрицательный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, включает отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутостью к пространству объекта, а одиночная положительная линза выполнена плоско-выпуклой, обращенной плоскостью к пространству объекта, в третьем компоненте положительная линза, выполненная в виде выпукло-плоской линзы и обращенная выпуклостью к пространству объекта, вынесена перед положительным мениском, выполненным в виде одиночной линзы, обращенной выпуклостью к пространству объекта, кроме того, в состав третьего компонента введена плоско-вогнутая одиночная линза, обращенная плоскостью к пространству объекта.

2. Сверхсветосильный фотографический объектив по п. 1, отличающийся тем, что объектив удовлетворяет следующим условиям:

1,57<n₁<1,58,

41<v₁<42,

1,74<n₂=n₆=n₇<1,75,

49<v₂=v₆=v₇<51,

1,65<n₃=n₈<1,66,

57<v₃=v₈<58,

1,75<n₄<1,76,

27<v₄<28,

1,61<n₅<1,62,

60<v₅<61,

1,68<n₉<1,69,

31<v₉<32,

где: n_i - показатель преломления i-й линзы сверхсветосильного фотографического объектива,

v_i - величина дисперсии i-й линзы сверхсветосильного фотографического объектива.