RU215965U1

RU215965U1 - FAST LENS

Info

Publication number: RU215965U1
Application number: RU2022120704U
Authority: RU
Inventors: Лариса Евгеньевна Левандовская; Ксения Александровна Кутейникова; Михаил Наумович Сокольский; Владимир Андреевич Быстров; Лев Иванович Крынин; Александр Соломонович Хитрик
Original assignee: Акционерное общество "ЛОМО"
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2023-01-11

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре. Задача: увеличение линейного поля изображения при сохранении высокого относительного отверстия 1:1.6, высокого качества изображения. Сущность: в светосильном объективе, содержащем два компонента, разделенных апертурной диафрагмой, первый I из которых содержит положительный мениск, склеенный мениск, содержащий положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостями к пространству объекта, и второй компонент II, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, содержащего отрицательную двояковогнутую и положительную двояковыпуклую линзы, положительной двояковыпуклой линзы и одиночной линзы, в первом I компоненте между положительным мениском и склеенным мениском, обращенными выпуклостями в пространство объекта, помещен дополнительно положительный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта. Одиночная линза второго компонента выполнена положительной плосковыпуклой, обращенной выпуклостью в пространство объекта. Кроме того, в первом компоненте I показатели преломления положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, и положительного мениска в склеенном мениске имеют значения 1.59≤n≤1.63, а коэффициент дисперсии 60≤ν≤64, во втором II компоненте показатели преломления отрицательной двояковогнутой линзы в склеенном мениске и одиночной линзы имеют значения 1.64≤n≤1.69, а коэффициент дисперсии 31≤ν≤33, показатели преломления двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и одиночной двояковыпуклой линзы имеют значения 1.65≤n≤7, а коэффициент дисперсии 55≤ν≤56. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

The proposed utility model relates to optical instrumentation, namely to filming and photographic equipment. Task: increasing the linear field of the image while maintaining a high relative aperture of 1:1.6, high image quality. Essence: in a high-aperture lens containing two components separated by an aperture diaphragm, the first I of which contains a positive meniscus, a glued meniscus containing positive and negative menisci facing the object space with convexities, and the second component II consisting of a glued negative meniscus facing concavity to the space of an object containing a negative biconcave and a positive biconvex lens, a positive biconvex lens and a single lens, in the first I component between the positive meniscus and the glued meniscus, the convexities facing the object space, an additional positive meniscus is placed, the convexity facing the object space. The single lens of the second component is made as a positive plano-convex convex facing the object space. In addition, in the first component I, the refractive indices of the positive meniscus, bulging into the space of the object, and the positive meniscus in the glued meniscus are 1.59≤n≤1.63, and the dispersion coefficient is 60≤ν≤64, in the second II component, the refractive indices of the negative biconcave lens in bonded meniscus and single lens are 1.64≤n≤1.69, and the dispersion coefficient is 31≤ν≤33, the refractive indices of biconvex lens in bonded meniscus and single biconvex lens are 1.65≤n≤7, and the dispersion coefficient is 55≤ν≤56 . 2 w.p. f-ly, 4 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре.The proposed utility model relates to optical instrumentation, namely to filming and photographic equipment.

Известен светосильный объектив с большим относительным отверстием [1].Known fast lens with a large relative aperture [1].

Объектив состоит из двух компонентов, последовательно расположенных вдоль оптической оси, разделенных апертурной диафрагмой.The lens consists of two components sequentially located along the optical axis, separated by an aperture stop.

Первый компонент состоит из положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, склеенной линзы из двух менисков, обращенных выпуклостью в пространство объекта, и одиночного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта.The first component consists of a positive meniscus with a convexity facing the object space, a glued lens of two menisci with a convexity facing the object space, and a single meniscus with a convexity facing the object space.

Второй компонент состоит из склеенной линзы, включающей в себя отрицательную двояковогнутую и положительную линзы, положительную двояковыпуклую линзу и склеенную линзу из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, и положительной линзы.The second component consists of a glued lens, including a negative biconcave and a positive lens, a positive biconvex lens and a glued lens of a negative meniscus convexly facing the object space, and a positive lens.

Объектив имеет относительное отверстие 1:0,95, удовлетворительное качество изображения, но его линейное поле изображения составляет 12,3×7,5 мм (пленка формата S16).The lens has an aperture ratio of 1:0.95, image quality is satisfactory, but its linear image field is 12.3×7.5 mm (S16 film format).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является светосильный киносъемочный объектив [2] для формата пленки S35 (22,5×18,6 мм).Closest to the claimed technical solution is a fast film lens [2] for the film format S35 (22.5×18.6 mm).

Светосильный объектив содержит два компонента, разделенных апертурной диафрагмой, первый из которых содержит положительный мениск, склеенный мениск, состоящий из положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостями к пространству объекта, отрицательный склеенный мениск, содержащий двояковыпуклую положительную и двояковогнутую отрицательную линзы, и второй компонент II, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, состоящего из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительной двояковыпуклой линзы и одиночную линзу, выполненную в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству объекта.A high-aperture lens contains two components separated by an aperture diaphragm, the first of which contains a positive meniscus, a glued meniscus consisting of positive and negative menisci, bulges facing the object space, a negative glued meniscus containing a biconvex positive and biconcave negative lenses, and the second component II, consisting of a glued negative meniscus, concavity facing the object space, consisting of a negative biconcave and positive biconvex lenses, a positive biconvex lens and a single lens made in the form of a positive meniscus, convex facing the object space.

Светосильный объектив, принятый за прототип, имеет высокое относительное отверстие 1:1.2, удовлетворительное качество изображения, но недостаточное линейное поле зрения 22,5×18,6 мм (диаметр 30.8 мм).The fast lens adopted as a prototype has a high relative aperture of 1:1.2, satisfactory image quality, but an insufficient linear field of view of 22.5×18.6 mm (diameter 30.8 mm).

Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение линейного поля зрения до 36×24 мм (диаметр 43.27 мм) при сохранении высокого относительного отверстия 1:1,6 и высокого качества изображения.The main task to be solved by the utility model is to increase the linear field of view up to 36×24 mm (diameter 43.27 mm) while maintaining a high aperture ratio of 1:1.6 and high image quality.

Для решения поставленной задачи предлагается светосильный объектив, который, как и прототип, содержит два компонента, разделенных апертурной диафрагмой, первый I из которых содержит положительный мениск, склеенный мениск, содержащий положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостями к пространству объекта, и второй компонент II, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, содержащего отрицательную двояковогнутую и положительную двояковыпуклую линзы, положительной двояковыпуклой линзы и одиночной линзы.To solve this problem, a high-aperture lens is proposed, which, like the prototype, contains two components separated by an aperture diaphragm, the first I of which contains a positive meniscus, a glued meniscus containing positive and negative menisci facing the object space with bulges, and the second component II, consisting of a glued negative meniscus with its concavity facing the object space, containing a negative biconcave lens and a positive biconvex lens, a positive biconvex lens and a single lens.

В отличие от прототипа в первом I компоненте между положительным мениском и склеенным мениском, обращенными выпуклостями в пространство объекта, помещен дополнительно положительный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта.In contrast to the prototype, in the first I component, between the positive meniscus and the glued meniscus, the bulges facing the object space, an additional positive meniscus is placed, the bulge facing the object space.

Кроме того, одиночная линза второго компонента выполнена положительной плосковыпуклой, обращенной выпуклостью в пространство объекта.In addition, the single lens of the second component is made as a positive plano-convex convex facing into the object space.

При этом в первом компоненте I показатели преломления положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, и положительного мениска в склеенном мениске имеют значения 1.59≤n≤1.63, а коэффициент дисперсии 60≤ν≤64, во втором II компоненте показатели преломления отрицательной двояковогнутой линзы в склеенном мениске и одиночной линзы имеют значения 1.64≤n≤1.69, а коэффициент дисперсии 31≤ν≤33, показатели преломления двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и одиночной двояковыпуклой линзы имеют значения 1.65≤n≤1.7, а коэффициент дисперсии 55≤ν≤56.At the same time, in the first component I, the refractive indices of the positive meniscus, bulging into the space of the object, and the positive meniscus in the glued meniscus are 1.59≤n≤1.63, and the dispersion coefficient is 60≤ν≤64, in the second component II, the refractive indices of the negative biconcave lens in the bonded meniscus lens and the single lens are 1.64≤n≤1.69 and the dispersion coefficient is 31≤ν≤33, the refractive indices of the bonded meniscus lens and the single biconvex lens are 1.65≤n≤1.7, and the dispersion coefficient is 55≤ν≤56.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что такое выполнение конфигураций оптических элементов предлагаемого светосильного объектива позволило увеличить линейное поле зрения более чем в 1,4 раза (с 30.8 мм до 43.27 мм), а выполнение марок стекол с указанными показателями и коэффициентами дисперсий позволило сохранить высокое относительное отверстие 1:1,6 и обеспечить высокое качество изображения: визуальная разрешающая способность по всему полю достигает более 100 л/мм, а на частоте 50 л/мм - Частотно-Контрастная Характеристика более 40% для центра и более 20% по всему полю, при этом количество линз на одну меньше (8 линз).The essence of the proposed utility model lies in the fact that such a configuration of the optical elements of the proposed fast lens made it possible to increase the linear field of view by more than 1.4 times (from 30.8 mm to 43.27 mm), and the implementation of glass brands with the indicated indicators and dispersion coefficients made it possible to save high relative aperture of 1:1.6 and ensure high image quality: visual resolution over the entire field reaches more than 100 l / mm, and at a frequency of 50 l / mm - Frequency Contrast Response more than 40% for the center and more than 20% around field, while the number of lenses is one less (8 lenses).

Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении линейного поля зрения и обеспечении высокого качества изображения при высоком относительном отверстии.Thus, a technical result has been achieved, which consists in increasing the linear field of view and providing high image quality with a high relative aperture.

Предлагаемый светосильный объектив иллюстрируется чертежомThe proposed fast lens is illustrated in the drawing

на фиг. 1 представлена оптическая схема светосильного объектива, а также Приложением, в котором приведены конструктивные параметры; in fig. 1 shows the optical scheme of a fast lens, as well as the Appendix, which shows the design parameters;

на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 представлены графики Частотно-Контрастной Характеристики.in fig. 2, fig. 3 and FIG. 4 shows graphs of the Frequency-Contrast Response.

Светосильный объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой AD.A fast lens contains two components separated by an AD aperture stop.

Первый компонент I содержит положительный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта, склеенный мениск, содержащий положительный 2 и отрицательный мениски 3, обращенные выпуклостями к пространству объекта,The first component I contains a positive meniscus 1, convexly facing the object space, a glued meniscus containing positive 2 and negative menisci 3, convexly facing the object space,

Второй компонент II содержит отрицательный склеенный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, состоящий из отрицательной двояковогнутой линзы 4 и положительной двояковыпуклой линзы 5, положительной двояковыпуклой линзы 6 и положительной одиночной плосковыпуклой линзы 7.The second component II contains a negative glued meniscus, concavity facing the object space, consisting of a negative biconcave lens 4 and a positive biconvex lens 5, a positive biconvex lens 6 and a positive single plano-convex lens 7.

Между положительным мениском 1 и склеенным мениском 2 и 3 в первом компоненте I, обращенными выпуклостями в пространство объекта, дополнительно помещен положительный мениск 8, обращенный выпуклостью в пространство объекта.Between the positive meniscus 1 and the glued meniscus 2 and 3 in the first component I, with their bulges facing the object space, a positive meniscus 8 is additionally placed, the bulge facing the object space.

Кроме того, показатели преломления положительного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта, положительного мениска в склеенном мениске I-го компонента 1.59≤n≤1.63, а коэффициент дисперсии 60≤ν≤64, во втором II компоненте показатели преломления отрицательной двояковогнутой линзы в склеенном мениске и одиночной линзы 1.64≤n1.69, а коэффициент дисперсии 31≤ν≤33, показатели преломления двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и одиночной двояковыпуклой линзы 1.65≤n≤1.7, а коэффициент дисперсии 55≤ν≤56.In addition, the refractive indices of the positive meniscus, convexly facing the object space, of the positive meniscus in the glued meniscus of the I-th component are 1.59≤n≤1.63, and the dispersion coefficient is 60≤ν≤64, in the second II component, the refractive indices of the negative biconcave lens in the glued meniscus and a single lens 1.64≤n1.69, and the dispersion coefficient is 31≤ν≤33, the refractive indices of the meniscus bonded biconvex lens and the single biconvex lens are 1.65≤n≤1.7, and the dispersion coefficient is 55≤ν≤56.

Работа светосильного объектива осуществляется следующим образом.The operation of a high-aperture lens is carried out as follows.

Лучи от объекта съемки проходят через первый компонент I, линзы 1, 2, 3 и 8, ограничиваясь апертурной диафрагмой AD, внося небольшие положительную сферическую аберрацию, отрицательную кому, положительный астигматизм и отрицательную кривизну, и второй компонент II объектива линзы 4, 5, 6 и 7 компенсируют эти аберрации, образуя контрастное изображение объекта в плоскости, совмещенной с приемником.Rays from the subject pass through the first component I, lenses 1, 2, 3 and 8, limited by the aperture stop AD, introducing small positive spherical aberration, negative coma, positive astigmatism and negative curvature, and the second component II of lens 4, 5, 6 and 7 compensate for these aberrations, forming a contrast image of the object in a plane aligned with the receiver.

Выбор конфигурации одиночных и склеенных линз позволил увеличить линейное поле изображения в 1.4 раза, а марок стекол с вышеприведенными показателями преломления и дисперсиями обеспечить коррекцию аберраций объектива при сохранении высокого относительного отверстия.The choice of the configuration of single and glued lenses made it possible to increase the linear image field by a factor of 1.4, and glass brands with the above refractive indices and dispersions ensured the correction of lens aberrations while maintaining a high relative aperture.

Благодаря использованию предлагаемого технического решения был разработаны и рассчитаны светосильные объективы с фокусным расстоянием f'=85 мм и f'=75 мм, относительным отверстием 1:1,6 и линейным полем изображения 36×24 мм. Конструктивные параметры и результаты расчета объектива f'=85 приведены в Приложении.Thanks to the use of the proposed technical solution, fast lenses with a focal length f'=85 mm and f'=75 mm, a relative aperture of 1:1.6 and a linear image field of 36×24 mm were developed and calculated. Design parameters and calculation results of the f'=85 lens are given in the Appendix.

Результаты расчета приведены в Приложении.The calculation results are given in the Appendix.

ПриложениеAppendix

Фокусное расстояние, ммFocal length, mm 84.6784.67 Диафрагменное число F/DF/D 1.571.57 Диаметр входного зрачка, ммEntrance pupil diameter, mm 54.0854.08 Положение входного зрачка, ммPosition of the entrance pupil, mm 77.5877.58 Диаметр выходного зрачка, ммExit pupil diameter, mm 71.2171.21 Положение выходного зрачка, ммExit pupil position, mm 113.24113.24 Параксиальная высота изображения, ммParaxial image height, mm 21.6521.65 Длина системы, ммSystem length, mm 119.19119.19 Спектральный диапазон, мкмSpectral range, µm 0.434 - 0.656 0.434 - 0.656

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. DD, патент №269693, МГЖ: G02В 9/62, G02В 11/34, опубл. 05.07.1989 г. 1. DD, patent No. 269693, MGJ: G02B 9/62, G02B 11/34, publ. 07/05/1989

2. Российская Федерация, патент на полезную модель №107375, МПК: G02В 9/00, опубл. 10.08.2011 г. - прототип.2. Russian Federation, utility model patent No. 107375, IPC: G02B 9/00, publ. 08/10/2011 - prototype.

Claims

1. A high-aperture lens containing two components separated by an aperture diaphragm, the first I of which contains a positive meniscus, a glued meniscus containing positive and negative menisci, facing the object space with convexities, and the second component II, consisting of a glued negative meniscus, facing the concavity towards space of an object containing a negative biconcave and a positive biconvex lens, a positive biconvex lens and a single lens, characterized in that in the first I component between the positive meniscus and the glued meniscus, the convexities facing into the object space, an additional positive meniscus is placed, the convexity facing into the object space, and the single lens of the second component is made as a positive plano-convex convex facing into the object space.

2. Fast lens according to claim 1, characterized in that in the first component I, the refractive indices of the positive meniscus, bulging into the space of the object, and the positive meniscus in the glued meniscus are 1.59≤n≤1.63, and the dispersion coefficient is 60≤υ≤64 , in the second II component, the refractive indices of the negative biconcave lens in the bonded meniscus and the single lens are 1.64≤n≤1.69, and the dispersion coefficient is 31≤υ≤33, the refractive indices of the biconvex lens in the bonded meniscus and the single biconvex lens are 1.65≤n≤ 1.7, and the coefficient of dispersion is 55≤υ≤56.