RU2036489C1

RU2036489C1 - Portable photographic lens

Info

Publication number: RU2036489C1
Application number: RU92001948A
Authority: RU
Inventors: А.А. Токарев; З.С. Федоренкова
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Красногорский завод"
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: small-sized photocameras. SUBSTANCE: small-sized photographic lens has to be four-component system. The first component of the system is positive meniscus 1 turned with its convex surface to field of objects. The second component is biconcave lens 2, the third one is biconvex lens 3 and the fourth component is negative meniscus 4 turned with its convex surface to the field of objects. Focal length of the objective is equal to f′, focal length of the first component is equal to

, radiuses of the first surface satisfy conditions of (1)-(3):

, 0,7f′<r₇<1,5f′ (2),,

. When relations 1-3 are satisfied, high image quality is provided through the whole frame at increment of angular field of view of the objective till 2ω=67^°. Total length of the system may be reduced to 1,1 of f′,, lens part may be reduced to 0,40,4f′. EFFECT: reduced sizes of the system. 5 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к фотографическим объективам, и может использоваться в малогабаритных фотокамерах. The invention relates to optical instrumentation, in particular to photographic lenses, and can be used in small cameras.

Известно большое число оптических схем объективов, предназначенных для компактных фотокамер. Известные объективы (патент США N 4542961 НКИ 350-475, 1985; патент США N 4836665, НКИ 350-476, 1989), имеют уменьшенную линзовую часть (длину ≈ 0,27f' 0,4f') и состоят из трех-четырех линз, не обеспечивая высокого качества изображения, а залинзовое расположение апертурной диафрагмы обычно приводит к сильному виньетированию пучков лучей для крайних полевых углов, что дает резкое падение освещенности на краю кадра (более 80%). There are a large number of optical circuits of lenses designed for compact cameras. Known lenses (US patent N 4542961 NKI 350-475, 1985; US patent N 4836665, NKI 350-476, 1989) have a reduced lens part (length ≈ 0.27f '0.4f') and consist of three to four lenses , not providing high image quality, and the zalizny arrangement of the aperture diaphragm usually leads to strong vignetting of the beam beams for extreme field angles, which gives a sharp drop in illumination at the edge of the frame (more than 80%).

Наиболее близким к предлагаемому является фотографический объектив (заявка Японии N 63-63881, кл. G 02 B 9/34, 1988), представляющий собой четырехкомпонентную, четырехлинзовую систему. Первый компонент положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов, второй двояковогнутая отрицательная линза, третий положительная линза, четвертый положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов. Closest to the proposed is a photographic lens (Japanese application N 63-63881, CL G 02 B 9/34, 1988), which is a four-component, four-lens system. The first component is the positive meniscus facing a convex surface toward the field of objects, the second biconcave negative lens, the third positive lens, the fourth positive meniscus facing the convex surface towards the field of objects.

Для угловых полей, не превышающих 2 ω- 40^о 45^о, объектив хорошо исправлен в отношении всех полевых аберраций, однако форма этой коррекции такова, что даже при незначительном увеличении полевых углов астигматизм, кривизна изображения и кома быстро возрастают. Для 2 ω 67^о эти аберрации имеют недопустимо большие значения (астигматизм ≈12 мм, меридиональная кривизна x_m' ≈8 мм), при которых разрешающая способность на краю кадра не может превышать 5-10 лин/м, а величина дисторсии достигает ≈7%
Кроме того, габаритные соотношения объектива (общая длина d_Σ≈ (1,25-1,3)f'), длина линзовой части d_линз ≈0,6f' не обеспечивают компактность конструкции и не позволяют использовать схему в малогабаритных фотокамерах.For angular fields not exceeding 2 ω-40 ^о 45 ^о , the lens is well corrected for all field aberrations, however, the shape of this correction is such that even with a slight increase in field angles, astigmatism, image curvature and coma quickly increase. For 2 ω 67 ^о, these aberrations have unacceptably large values (astigmatism ≈12 mm, meridional curvature x _m '≈8 mm), at which the resolution at the edge of the frame cannot exceed 5-10 lines / m, and the distortion reaches ≈7 %
In addition, the overall ratio of the lens (total length d _Σ ≈ (1.25-1.3) f '), the length of the lens part d of the _lens ≈0.6f' do not provide a compact design and do not allow the use of the circuit in small cameras.

Цель изобретения улучшение качества изображения и обеспечение высокой разрешающей способности по всему кадру при увеличении углового поля зрения до 2 ω= 67^о (в 1,4 раза), а также уменьшение габаритов системы (общей длины до 1,1f', линзовой части до 0,4f') для получения компактного фотографического объектива.The purpose of the invention is improving image quality and providing high resolution throughout the frame while increasing the angular field of view to 2 ω = 67 ^about (1.4 times), as well as reducing the dimensions of the system (total length to 1.1f ', the lens part to 0 , 4f ') for a compact photographic lens.

Для этого в компактном фотографическом объективе, состоящем из четырех компонентов, причем первый компонент положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов, второй двояковогнутая линза, третий положительная линза, четвертый мениск, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов; третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, четвертый компонент отрицательный, причем в объективе выполняются следующие соотношения:
0,6f' <f₁' < 0,8f'
0,7f' < r₇ < 1,5f'
0,5 <

< 0,8, где f' фокусное расстояние объектива;
f'₁ фокусное расстояние первого компонента;
r_i радиус кривизны i-ой поверхности.To do this, in a compact photographic lens consisting of four components, the first component being a positive meniscus facing a convex surface toward the field of objects, a second biconcave lens, a third positive lens, and a fourth meniscus facing a convex surface toward a field of objects; the third component is made in the form of a biconvex lens, the fourth component is negative, and the following relations are fulfilled in the lens:
0.6f '<f ₁ '<0.8f'
0.7f '<r ₇ <1.5f'
0.5 <

<0.8, where f 'is the focal length of the lens;
f ' _{1 is the} focal length of the first component;
r _{i is the} radius of curvature of the i-th surface.

Примером объектива является объектив, обладающий следующими характеристиками:
Фокусное расстояние f' 33 мм
Относительное отверстие I:K 1:3,5
Угловое поле в пространстве предметов 2 ω= 64^о
Габариты системы d_Σ= 36,9 мм
d_линз 13,6 мм
Разрешающая способность
не менее 70 мм^-1 в центре кадра
не менее 30 мм^-1 на краю кадра
Дисторсия для угла поля зрения
2 ω= 30^о (y' 19 мм) Δ y_гл' 0,3%
Определенность на краю кадра 30%
На фиг.1 представлена принципиальная оптическая схема объектива; на фиг. 2 и 3 графики аббераций широких пучков лучей; на фиг.4 графики аберраций главных лучей объектива; на фиг.5 графики функции передачи модуляции (ФПМ) для различных точек поля изображения.An example of a lens is a lens with the following characteristics:
Focal length f '33 mm
Relative bore I: K 1: 3,5
The angular field in the space of objects 2 ω = 64 ^about
System dimensions d _Σ = 36.9 mm
d _lenses 13.6 mm
Resolution
not less than 70 mm ^-1 in the center of the frame
not less than 30 mm ^-1 at the edge of the frame
Distortion for the field of view angle
2 ω = 30 ^о (y '19 mm) Δ y _hl ' 0.3%
Certainty at the edge of the frame 30%
Figure 1 presents a schematic optical diagram of the lens; in FIG. 2 and 3 graphs of aberrations of wide beams of rays; figure 4 graphs of aberrations of the main rays of the lens; figure 5 graphs of the modulation transfer function (FPM) for various points of the image field.

Объектив (см. фиг.1) содержит четыре компонента: положительный мениск 1, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов, двояковогнутую отрицательную линзу 2, двояковыпуклую положительную линзу 3 и отрицательный мениск 4, обращенный выпуклой поверхностью в сторону поля предметов. Апертурная диафрагма расположена между вторым и третьим компонентами. The lens (see Fig. 1) contains four components: a positive meniscus 1 facing a convex surface toward the field of objects, a biconcave negative lens 2, a biconvex positive lens 3, and a negative meniscus 4 facing a convex surface toward the field of objects. The aperture diaphragm is located between the second and third components.

В таблице приведены конструктивные параметры схемы. The table shows the design parameters of the circuit.

Предлагаемая конструкция позволяет получить высококачественное изображение для углового поля зрения 2 ω= 67^о, имеет достаточно равномерную освещенность изображения по всему кадру, а также обладает компактными габаритами, так что объектив может быть использован в малогабаритных фотокамерах.The proposed design allows to obtain a high-quality image for the angular field of view 2 ω = 67 ^about , has a fairly uniform illumination of the image throughout the frame, and also has compact dimensions, so that the lens can be used in small cameras.

Claims

A COMPACT PHOTO LENS, consisting of four components, the first component being a positive meniscus facing a convex surface toward the field of objects, the second biconcave lens, the third a positive lens, and the fourth meniscus facing a convex surface towards the field of objects, characterized in that the third component is made in the form of a biconvex lens, the fourth component is negative, and the following relations are satisfied in the lens:

0.7 f ^' <r ₇ <1.5 f';
0.5 <r ₈ / r ₇ <0.8,
where f 'is the focal length of the lens;

focal length of the first component;
r _{i is the} radius of curvature of the i-th surface.