RU219032U1 - Светосильный объектив - Google Patents

Abstract

Использование: в кинотехнике, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре. Задача: увеличение линейного поля зрения до формата пленки S35 (30,7×15,8 мм), сохраняя высокое относительное отверстие и качество изображения, уменьшение габаритов и массы объектива. Сущность: в светосильном объективе, содержащем два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу, положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта, а второй компонент содержит склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу и положительную линзу, в первом компоненте первый отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, выполнен одиночным, а положительная линза выполнена одиночной двояковыпуклой, во втором компоненте положительная линза, расположенная за положительной двояковыпуклой линзой, выполнена менискообразной, обращенной выпуклостью в пространство объекта. Кроме того, в первом компоненте обе положительные двояковыпуклые линзы имеют показатели преломления 1,68≤n_d≤1,71, а коэффициент дисперсии 54≤υ_d≤55, показатели преломления второго отрицательного мениска в первом компоненте, положительной двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и обоих одиночных менисках второго компонента 1,58≤n_d≤1,61, а коэффициент дисперсии 60≤υ_d≤62, оптическая сила первого компонента 0,007<ϕ_1к<0,12, а второго 1,0<ϕ_2к<1,05, где

,

ϕ_л - оптическая сила компонента;

ϕ_экв - оптическая сила всего объектива. 1 з.п. ф-лы.

Description

Полезная модель относится к кинотехнике, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре.

Известен светосильный широкоугольный объектив [1], состоящий из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент включает в себя последовательно установленные отрицательный мениск, двояковыпуклую линзу, отрицательный мениск, двояковыпуклую линзу, положительный мениск, два отрицательных мениска и двояковыпуклую линзу, и второй компонент, включающий двояковыпуклую линзу, двояковогнутую линзу, положительный двусклеенный мениск и две двояковыпуклые линзы.

Объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:1,2, поле зрения 84°. Но этот объектив может быть использован для съемки кинофильмов на формат S16 (12,3×7,5 мм).

Известен светосильный фотообъектив с большим относительным отверстием [2].

Объектив состоит из двух компонентов, последовательно расположенных вдоль оптической оси, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент включает в себя положительную линзу менискообразной формы, обращенной выпуклостью к пространству объекта, двусклеенную положительную линзу, состоящую из положительного и отрицательного менисков, отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта.

Второй компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, склеенного из двояковогнутой линзы и положительной двояковыпуклой линзы, положительной двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству объекта, склеенного из отрицательного и положительного менисков.

Объектив имеет высокое относительное отверстие 1:0,95, удовлетворительное качество изображения, но его линейное поле зрения составляет 12,3×7,5 мм (пленка формата S16), задний отрезок от последней поверхности объектива до плоскости пленки слишком мал, что не позволяет использовать его при съемке профессиональной киносъемочной аппаратурой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является светосильный объектив [3]. Объектив состоит из двух компонентов, последовательно расположенных вдоль оптической оси, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент включает в себя мениск, склеенный из двух менисков, обращенных выпуклостью в пространство объекта, первый из которых отрицательный, а второй - положительный, двояковыпуклую линзу, склеенную линзу из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью в пространство объекта.

Второй компонент содержит склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта.

Объектив имеет высокое относительное отверстие 1:1.2, задний отрезок, позволяющий использование профессиональной киносъемочной аппаратуры, удовлетворительное качество изображения, но его линейное поле зрения составляет формат пленки S35 (24,5×18,6 мм).

Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение линейного поля зрения до формата пленки S35 (30,7×15,8 мм), сохраняя высокое относительное отверстие и качество изображения, уменьшение габаритов и массы объектива.

Для решения поставленной задачи предложен светосильный объектив, который, как и прототип, содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу, положительную линзу, и отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта, а второй компонент содержит склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу и положительную линзу.

В отличие от прототипа в первом компоненте первый отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, выполнен одиночным, а положительная линза выполнена одиночной двояковыпуклой, во втором компоненте положительная линза, расположенная за положительной двояковыпуклой, выполнена менискообразной, обращенной выпуклостью в пространство объекта.

Кроме того, в первом компоненте обе положительные двояковыпуклые линзы имеют показатели преломления 1,68≤n_d≤1,71, а коэффициент дисперсии 54≤υ_d≤55, показатели преломления второго отрицательного мениска в первом компоненте, положительной двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и обоих одиночных менисках второго компонента 1,58≤n_d≤1,61, а коэффициент дисперсии 60≤υ_d≤62, оптическая сила первого компонента 0,007<ϕ_1к<0,12, а второго 1,0<ϕ_2k<1,05, где

,

ϕ_л - оптическая сила компонента; ϕ_экв - оптическая сила всего объектива.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что такое выполнение светосильного объектива позволило увеличить линейное поле зрения до формата пленки S35 (30,7×15,8 мм), при этом сохранено высокое относительное отверстие 1:1,6 и качество изображения по всему полю зрения, уменьшены габариты и масса объектива.

Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в увеличении линейного поля зрения при сохранении качества изображения и высокого относительного отверстия, при этом количество линз уменьшено на две, в результате значительно уменьшены габариты и масса объектива.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена оптическая схема светосильного объектива, а также Приложением, в котором приведены конструктивные параметры и на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 представлены графики частотно-контрастной характеристики.

Светосильный объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой АД.

Первый компонент содержит отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу 2, положительную двояковыпуклую линзу 3, и отрицательный мениск 4, обращенный выпуклостью в пространство объекта и второй компонент, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью в пространство объекта, состоящего из отрицательной двояковогнутой 5 и положительной двояковыпуклой 6 линз, положительного мениска 7, обращенного вогнутостью в пространство объекта, положительной двояковыпуклой линзы 8 и положительного мениска 9, обращенного выпуклостью в пространство объекта.

Кроме того, в первом компоненте обе положительные двояковыпуклые линзы имеют показатели преломления 1,68≤n_d≤1,71, а коэффициент дисперсии 54≤υ_d≤55, показатели преломления второго отрицательного мениска в первом компоненте, положительной двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и обоих одиночных менисках второго компонента 1,58≤n_d≤1,61, а коэффициент дисперсии 60≤υ_d≤62.

Оптическая сила первого компонента 0,007<ϕ_1к<0,12, а второго 1,0<ϕ_2к<1,05, где

,

ϕ_л - оптическая сила компонента;

ϕ_экв - оптическая сила всего объектива.

Предлагаемый светосильный объектив работает следующим образом.

Лучи от объекта съемки проходят через первый компонент, ограничиваясь апертурной диафрагмой.

Отрицательный мениск 1 первого компонента, обращенный выпуклостью к пространству объекта, позволяет увеличить задний отрезок, внося при этом отрицательную сферическую аберрацию, кому, небольшие астигматизм и кривизну, дисторсию.

Положительная двояковыпуклая линза 2 первого компонента частично компенсирует сферическую аберрацию и дисторсию. Двояковыпуклая положительная линза 3, переисправляет сферическую аберрацию, кому, астигматизм, внося значительную дисторсию. Отрицательный мениск 4, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта, коррегирует сферическую аберрацию, кому, астигматизм, внося кривизну и дисторсию.

Во втором компоненте склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, и состоящий из отрицательной двояковогнутой 5 и положительной двояковыпуклой 6 линз, частично компенсирует сферическую аберрацию, кому, астигматизм и кривизну.

Положительный мениск 7, обращенный вогнутостью к пространству объекта, положительная двояковыпуклая линза 8 и положительный мениск 9, обращенный выпуклостью к пространству объекта, компенсируют остаточные сферическую аберрацию, кому, астигматизм, кривизну и дисторсию, создавая контрастное изображение по всему полю зрения на пленке формата S35 (30,7×15,8), при этом задний отрезок достаточно велик и позволяет использовать светосильный объектив не только в фотокамерах, телевизионных камерах, а также в профессиональной киносъемочной аппаратуре.

Выбор конфигурации линз, оптических сил компонентов и оптических материалов позволили обеспечить коррекцию аберраций объектива.

Кроме того применение марок стекол в первом компоненте для положительных двояковыпуклых линз с показателями преломления 1,68≤n_d≤1,71, а коэффициентами дисперсии 54≤υ_d≤55, показателями преломления второго отрицательного мениска в первом компоненте, положительной двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и обоих одиночных менисках второго компонента 1,58≤n_d≤1,61, а коэффициентами дисперсии 60≤υ_d≤62, позволило минимизировать аберрации высших порядков.

Оптическая силы первого компонента 0,007<ϕ_1к<0,12, и второго 1,0<ϕ_2к<1,05, где

,

ϕ_л - оптическая сила компонента; ϕ_экв - оптическая сила всего объектива позволили обеспечить освещенность на краю поля изображения не менее 27%.

Благодаря использованию предлагаемого технического решения был рассчитан светосильный объектив с фокусным расстоянием f'=35 мм, относительным отверстием 1:1.6 и линейным полем зрения 30,4×15,8 мм.

Результаты расчета приведены в Приложении.

Приложение

Фокусное расстояние, мм	35,24
Диафрагменное число F/D	1,60
Диаметр входного зрачка, мм	22,02
Положение входного зрачка, мм	34,81
Диаметр выходного зрачка, мм	110,85
Положение выходного зрачка, мм	179,43
Параксиальная высота изображения, мм	17,27
Длина системы, мм	121,60

Основные характеристики качества изображения.

Телевизионная дисторсия для у-15,35 (нормированная координата) = 1,5%;

контраст изображения на частоте 30 л/мм по всему полю - более 40%, длина объектива 122 мм, у прототипа 142 мм, масса предлагаемого объектива 165 г, у прототипа 343 г.

Задний отрезок составляет S'=34,31 мм, при этом световой диаметр последней линзы D=36,2 мм. Это позволяет объектив использовать как в цифровых киносъемочных камерах, так и в камерах, работающих на кинопленку.

Таким образом, предлагаемый светосильный объектив позволил увеличить линейное поле зрения до формата пленки S35 (25,5×18,6 мм) при сохранении высокого относительного отверстия и качества изображения, а также уменьшить габариты и массу объектива.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Российская Федерация, патент №2123713, МПК: G02B 9/62, G02B 11/34, опубл. 20.12.1998 г.

2. Германия, патент №269693 МПК: G02B 9/62, G02B 11/34, опубл. 05.07.1989 г.

3. Российская Федерация, патент №2431163 МПК: G02B 9/62, опубл. 10.10.2011 г. - прототип.

Claims (5)

1. Светосильный объектив, содержащий два компонента, разделенные апертурной диафрагмой, первый из которых содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу, положительную линзу и отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта, а второй компонент содержит склеенный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, состоящий из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительный мениск, обращенный вогнутостью в пространство объекта, положительную двояковыпуклую линзу и положительную линзу, отличающийся тем, что в первом компоненте первый отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в пространство объекта, выполнен одиночным, а положительная линза выполнена одиночной двояковыпуклой, во втором компоненте положительная линза, расположенная за положительной двояковыпуклой, выполнена менискообразной, обращенной выпуклостью в пространство объекта.

2. Светосильный объектив по п. 1, отличающийся тем, что в первом компоненте обе положительные двояковыпуклые линзы имеют показатели преломления 1.68≤n_d≤1,71, а коэффициент дисперсии 54≤υ_d≤55, показатели преломления второго отрицательного мениска в первом компоненте, положительной двояковыпуклой линзы в склеенном мениске и обоих одиночных менисках второго компонента 1,58≤n_d≤1,61, а коэффициент дисперсии 60≤υ_d≤62, при этом оптическая сила первого компонента 0,007<ϕ_1к <0,12, а второго 1,0<ϕ_2к<1,05, где

,

ϕ_л - оптическая сила компонента;

ϕ_экв - оптическая сила всего объектива.

Images