RU1778736C

RU1778736C - Wide-angle lens

Info

Publication number: RU1778736C
Application number: SU914901100A
Authority: RU
Inventors: Ирина Леонидовна Анитропова
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Использование: область оптического приборостроени . Сущность изобретени состоит в том. что объектив содержит расположенные по ходу луча положительный мениск 1, отрицательные мениски 2 и 3, положительный мениск 4, обращенный вогнутостью к пространству изображений, дво ковыпуклую линзу 5, за которой устанавливаетс апертурна диафрагма и компонент, склеенный из дво ковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Фокусное рассто ние обьектива - 4,1 мм; относительное отверстие - 1:2; задний фокальный отрезок - 6,09 мм; максимальное значение функции светораспределени на краю пол - 75%. 1 ил.Usage: the field of optical instrumentation. SUMMARY OF THE INVENTION that the lens contains positive meniscus 1 located along the beam, negative menisci 2 and 3, positive meniscus 4 facing concavity to the image space, a biconvex lens 5, behind which there is an aperture diaphragm and a component glued from a biconvex lens 6 and a negative meniscus 7 facing concavity to the space of objects. The focal length of the lens is 4.1 mm; relative aperture - 1: 2; back focal segment - 6.09 mm; the maximum value of the light distribution function at the edge of the floor is 75%. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к области оптического приборостроени , а точнее - к телевизионным объективам, и может быть использовано как с телевизионными трубками , так и с ПЗС-приемниками дл получени визуальной информации от внешних объектов.The invention relates to the field of optical instrumentation, and more specifically to television lenses, and can be used with both television tubes and CCD receivers to obtain visual information from external objects.

Известен светосильный объектив фирмы Тейлор-Гобсон (Великобритани ) - Кук- спид-панхро-ленз, имеющий фокусное рассто ние 18 мм, относительное отверстие 1:2. угловое поле - 90 угл, град. (см. Волосов Д,С. Фотографическа оптика. М., Искусство . 1978, с. 518).A well-known aperture lens of the Taylor-Hobson company (Great Britain) is the Kukspeed-pan-Lenz lens, having a focal length of 18 mm, a relative aperture of 1: 2. angular field - 90 angles, deg. (see Volosov D, S. Photographic optics. M., Art. 1978, p. 518).

Известный объектив имеет шесть компонентов , состо щих из семи линз, имеетс асферическа поверхность, диафрагма расположена в воздушном промежутке после п того компонента.The known lens has six components, consisting of seven lenses, has an aspherical surface, the diaphragm is located in the air gap after the fifth component.

К недостаткам известного объектива следует отнести неравномерность освещенности и качества изображени от центра кадра к его кра м, возникающее из-за низкого качества аберрационной коррекции на краю кадра и необходимости вследствие этого введени значительного геометрического виньетировани .The disadvantages of the known lens include the uneven illumination and image quality from the center of the frame to its edges, due to the low quality of the aberration correction at the edge of the frame and the need for significant geometric vignetting.

Известен объектив по за вке ФРГ № 2607710, приор. 13.04.78, содержащий п ть компонентов.Known lens for the application of Germany No. 2607710, prior. 04/13/78, containing five components.

Объектив имеет высокое относительное отверстие 1:1,2 при угловом поле 43 угл. град.The lens has a high relative aperture of 1: 1.2 with an angular field of 43 angles. hail.

К недостаткам известного объектива следует отнести малое угловое поле, малый задний фокальный отрезок, плохое свето- распределение по полю и низкое качество аберрационной коррекции.The disadvantages of the known lens include a small angular field, a small rear focal segment, poor light distribution over the field and poor quality of aberration correction.

Наиболее близким к за вл емому по технической сущности и достигаемому результату при его использовании вл етс широкоугольный объект ив, известный из паVI VIThe closest to the claimed technical essence and the achieved result when using it is the wide-angle willow object, known from paragraph VI VI

со viwith vi

0000

оabout

тента США № 4333714, 1982, кл. G 02 В 13/04, который выбран автором в качестве прототипа.US tent No. 4333714, 1982, cl. G 02 B 13/04, which is selected by the author as a prototype.

Объектив содержит семь компонентов, первый из которых положительный, второй - отрицательный менмски, обращенные вогнутостью к изображению, четвеотый - положительный мениск, шестой - положительна линза, а седьмой - мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Объектив имеет относительное отверстие 1:2,8, угловое поле 76 угл. град, при фокусном рассто нии 28,5 мм. К недостаткам прототипа относ тс малое относительное отверстие и низка равномерность освещенности в плоскости изображени .The lens contains seven components, the first of which is positive, the second is negative Men’s, facing concavity to the image, the fourth is the positive meniscus, the sixth is the positive lens, and the seventh is the meniscus facing the concavity. The lens has a relative aperture of 1: 2.8, the angular field is 76 angles. hail, with a focal length of 28.5 mm. The disadvantages of the prototype include a small relative aperture and low uniformity of illumination in the image plane.

Целью изобретени вл етс увеличение относительного отверсти с одновременным повышением равномерности освещенности в плоскости изображени .The aim of the invention is to increase the relative aperture while increasing the uniformity of illumination in the image plane.

Изобретение осуществл етс следующим образом. В широкоугольном объективе , содержащем семь компонентов, первый из которых положительный, второй - отрицательный мениски, обращенные вогнутостью к пространству изображений, четвертый - положительный мениск, шестой - положительна линза, а седьмой - мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, в нем третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, четвертый компонент ориентирован вогнутостью к пространству изображений, п тый и шестой компоненты выполнены в виде дво ковыпуклых линз, а седьмой компонент выполнен отрицательным и склеен с шестым компонентом .The invention is carried out as follows. In a wide-angle lens containing seven components, the first of which is positive, the second is negative menisci facing concavity to the image space, the fourth is the positive meniscus, the sixth is the positive lens, and the seventh is the meniscus facing concavity to the space of objects, the third component is made in it in the form of a negative meniscus facing concavity to the space of images, the fourth component is oriented by concavity to the space of images, the fifth and sixth components are made in the form biconvex lens, and the seventh component is negative and is glued to a sixth component.

Устройство содержит третий компонент , выполненный в виде отрицательного мениска, обращенный вогнутостью к пространству изображений, что позвол ет кор- регировать сферическую аберрацию как дл гочки на оси, так и в широких наклонных пучках, что позвол ет увеличить относительное отверстие объектива, кроме того, благодар такому выполнению компонента удаетс получить положительное аберрационное виньетирование, привод щее к улучшению равномерности освещенности в плоскости изображени . Выполнение четвертого компонента ориентированным к плоскости изображени позвол ет корреги- ровать аберрации высшего пор дка в широких наклонных пучках, за счет чего возникает .возможность увеличени относительного отверсти объектива, повышаетс качество изображени и отпадает необходимость введени значительного геометрического виньетировани , привод щего к падению освещенности в плоскости изображени . П тый и шестой компоненты выполнены в виде дво ковыпуклых линз,The device contains a third component, made in the form of a negative meniscus, facing a concavity to the image space, which allows one to correct spherical aberration both for a diagonal axis and in wide inclined beams, which allows increasing the relative aperture of the lens, in addition, thanks to By such an embodiment of the component, it is possible to obtain positive aberration vignetting, leading to an improvement in the uniformity of illumination in the image plane. The implementation of the fourth component oriented to the image plane allows you to correct higher order aberrations in wide inclined beams, which creates the possibility of increasing the relative aperture of the lens, improves image quality and eliminates the need for significant geometric vignetting, which leads to a decrease in illumination in the plane images. The fifth and sixth components are made in the form of biconvex lenses,

расположенных по разные стороны от апертурной диафрагмы, такое их выполнение в сочетании с их расположением и соотношением их конструктивных параметров позвол ет коррегировать аберрации вlocated on different sides of the aperture diaphragm, such their implementation in combination with their location and the ratio of their design parameters allows you to correct aberrations in

0 широких наклонных пучках, включа и аберрации в сагиттальном сечении, что позвол ет увеличить относительное отверстие и одновременно отказатьс от введени геометрического виньетировани , тем самым0 wide inclined beams, including aberrations in the sagittal section, which allows to increase the relative aperture and at the same time refuse to introduce geometric vignetting, thereby

5 улучшив светораспределение в плоскости изображени . Выполнение седьмого компонента отрицательным и склеенным с шестым компонентом позвол ет улучшить коррекцию неэлементарных аберраций,5 by improving light distribution in the image plane. Performing the seventh component negative and glued to the sixth component improves the correction of non-elementary aberrations,

0 включа кому высшего пор дка, хроматическую кому, астигмо-хроматизм, аберрации в сагиттальном сечении.0 including coma of the highest order, chromatic coma, astigma-chromatism, aberrations in the sagittal section.

Первый - п тый компоненты выполнены из одной марки, стекла, что делает объек5 тив технологичным при изготовлении.The first and fifth components are made of the same brand, glass, which makes the lens technological in manufacturing.

На чертеже представлена оптическа схема объектива.The drawing shows an optical diagram of the lens.

Объектив содержит последовательно расположенные по ходу луча положитель0 ный мениск 1, отрицательные мениски 2 и 3, положительный мениск 4, обращенные вогнутостью к плоскости изображени , далее следует дво ковыпукла линза 5, за которой устанавливаетс апертурна диафрагма иThe lens contains a successive positive meniscus 1, negative menisci 2 and 3, positive meniscus 4 inverted by a concavity to the image plane, followed by a double convex lens 5, behind which an aperture aperture is set and

5 компонент, склеенный из дво ковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к плоскости предмета .5, a component glued from a biconvex lens 6 and a negative meniscus 7 facing concavity to the plane of the object.

Световой поток от объекта, расположен0 ного в бесконечности, проходит последовательно линзы 1-7 и образует изображение в задней фокальной плоскости объектива, в которой устанавливаетс приемник оптического изображени , например ПЗС-матри5 ца.The luminous flux from an object located at infinity passes sequentially through lenses 1-7 and forms an image in the rear focal plane of the lens in which an optical image receiver, such as a CCD, is mounted.

Примером конкретной реализации предлагаемого изобретени вл етс объектив , имеющий фокусное рассто ние 4,1 мм, угловое поле 78x58 угловых градусов,An example of a specific implementation of the invention is a lens having a focal length of 4.1 mm, an angular field of 78x58 angular degrees,

0 относительное отверстие 1:2, задний фокальный отрезок - 6,09 мм, спектральный диапазон работы - 410-700 нм, максимальное значение функции светораспределени на краю пол 75%, максимальную дистор5 сию по полю 0,5%, максимальное значение кружка рассе ни по полю изображени - не более 0,03 мм.0 relative aperture 1: 2, rear focal length - 6.09 mm, spectral range of operation - 410-700 nm, maximum value of the light distribution function at the edge of the field 75%, maximum distortion across the field 0.5%, maximum value of the scattering circle over the image field - not more than 0.03 mm.

Техническими преимуществами объектива по предлагаемому изобретению вл ютс :Technical advantages of the lens according to the invention are:

-увеличение относительного отверсти в 1,5 раза,- an increase in the relative hole by 1.5 times,

-улучшение равномерности освещенности на краю пол в 2 раза.-improving the uniformity of illumination on the edge of the floor by 2 times.

Дополнительными техническими преимуществами вл ютс :Additional technical advantages are:

-уменьшение дисторсии о 2 раза,-decrease in distortion by 2 times,

-улучшение коррекции аберраций по критерию п тна рассе ни в 2,5 раза,-improving the correction of aberrations according to the criterion of scattering is 2.5 times,

-расширение спектрального диапазона в 1,5 раза.-extension of the spectral range by 1.5 times.

Такой объектив может быть использован в телевизионной технике в качестве малогабаритной широкоугольной светосильной оптической системы дл работы с ПЗС-приемниками.Such a lens can be used in television technology as a small-sized wide-angle fast optical system for working with CCD receivers.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A wide-angle lens comprising seven components, the first of which

- positive, second - negative menisci, turned concavity to the space of images, fourth - positive meniscus, sixth - positive lens, and seventh - meniscus, turned concavity to the space of objects, characterized in that, in order to increase the relative aperture while increasing uniformity illumination in the image plane, in it the third component is made in the form of a negative meniscus facing concavity to the image space, the fourth component is oriented concave In terms of image space, the fifth and sixth components are made in the form of biconvex lenses, and the seventh component is made negative. glued and glued with the sixth component.