RU2455667C1 - Large-aperture lens - Google Patents
Large-aperture lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455667C1 RU2455667C1 RU2011111544/28A RU2011111544A RU2455667C1 RU 2455667 C1 RU2455667 C1 RU 2455667C1 RU 2011111544/28 A RU2011111544/28 A RU 2011111544/28A RU 2011111544 A RU2011111544 A RU 2011111544A RU 2455667 C1 RU2455667 C1 RU 2455667C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- positive
- negative
- component
- biconvex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к кинотехнике, а именно к киносъемочной и фотоаппаратуре.The present invention relates to film technology, namely to film-making and photo equipment.
Известен светосильный широкоугольный объектив [1], состоящий из двух компонентов, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент включает в себя установленные последовательно: 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.Known fast wide-angle lens [1], consisting of two components separated by an aperture diaphragm. The first component includes those installed in series: a negative meniscus, a biconvex lens, a negative meniscus, a biconvex lens, a positive meniscus, two negative menisci and a biconvex lens, and a second component that includes a biconvex lens, a biconcave lens, a positive biconvex meniscus and
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).The lens has the following characteristics: relative aperture 1: 1.2, field of view 84 °. But this lens can be used to shoot movies in the S16 format (12.3 × 7.5 mm).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является 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 отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, отрицательный склеенный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, состоящий из положительной двояковыпуклой и двояковогнутой линз, положительную линзу, склеенную положительную линзу, состоящую из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, отрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной в пространство объекта.The closest technical solution to the proposed invention is a fast aperture lens with a large relative aperture [2]. The lens consists of two components sequentially located along the optical axis, separated by an aperture diaphragm. The first component includes a negative meniscus convex to the object space, a negative glued meniscus convex to the object space, consisting of a positive biconvex and biconcave lenses, a positive lens, a glued positive lens, consisting of a positive biconvex lens and a negative meniscus inverted in to the space of the object, the negative meniscus facing the convex side into the space of the object.
Второй компонент состоит из склеенного отрицательного мениска, состоящего из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, положительного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, положительной двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству объекта.The second component consists of a glued negative meniscus, consisting of a negative biconcave and positive biconvex lenses, a positive meniscus facing concavity to the space of the object, a positive biconvex lens and a positive meniscus convex to the space of the object.
Объектив имеет высокое относительное отверстие 1:1.2, фокусное расстояние f'=25 мм и линейное поле зрения 24.5×18.6 мм, задний отрезок от последней поверхности объектива до плоскости пленки S'≥32 мм, что позволяет использовать объектив, как в цифровых киносъемочных камерах, так и в камерах, работающих на кинопленку, в которых из-за наличия оптического обтюратора требуется обеспечить большой задний отрезок.The lens has a high relative aperture of 1: 1.2, focal length f '= 25 mm and a linear field of view of 24.5 × 18.6 mm, a rear segment from the last surface of the lens to the film plane S'≥32 mm, which allows the lens to be used as in digital film cameras , and in cameras operating on film, in which, due to the presence of an optical shutter, it is necessary to provide a large rear segment.
Недостатками известного объектива являются его большие габариты и вес.The disadvantages of the known lens are its large dimensions and weight.
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение габаритов и веса объектива при сохранении высокого относительного отверстия, качества изображения, линейного поля зрения, а также возможности его использования, как в цифровых камерах, так и при съемке на кинопленке.The main task to which the invention is directed is to reduce the size and weight of the lens while maintaining a high relative aperture, image quality, linear field of view, as well as the possibility of its use, both in digital cameras and when shooting on film.
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 к пространству объекта, положительную двояковыпуклую линзу и склеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой положительной и отрицательной линз, и второй компонент, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, состоящего из отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, первой положительной двояковыпуклой линзы и второй положительной линзы.To solve this problem, a fast lens was proposed, which, like the prototype, contains two components separated by an aperture diaphragm, the first of which contains a negative meniscus convex to the space of the object, a positive biconvex lens and a glued lens consisting of a biconvex positive and negative lenses, and the second component, consisting of a glued negative meniscus facing concavity to the space of the object, consisting of a negative biconcave and a positive second double-convex lens, the first positive biconvex lens and a second positive lens.
В отличие от прототипа в склеенной линзе первого компонента отрицательная линза выполнена двояковогнутой, а оптическая сила склеенной линзы отрицательна, во втором компоненте вторая положительная линза выполнена двояковыпуклой, кроме того, поверхности первой и второй положительных линз второго компонента, обращенные друг к другу, выполнены асферическими.Unlike the prototype, in the glued lens of the first component, the negative lens is biconcave, and the optical power of the glued lens is negative, in the second component the second positive lens is biconvex, in addition, the surfaces of the first and second positive lenses of the second component facing each other are aspherical.
Первая положительная двояковыпуклая линза второго компонента имеет показатель преломления nd>1.71.The first positive biconvex lens of the second component has a refractive index of n d > 1.71.
Оптические силы φ одиночных и склеенных положительных линз удовлетворяют условию: 0.4<φ<0.9, а с отрицательными оптическими силами |φ|<0.7, при этом The optical forces φ of single and bonded positive lenses satisfy the condition: 0.4 <φ <0.9, and with negative optical forces | φ | <0.7, while
где φл - оптическая сила линзы;where φ l is the optical power of the lens;
φэкв - эквивалентная оптическая сила объектива;φ eq is the equivalent optical power of the lens;
f'экв - эквивалентное фокусное расстояние объектива;f ' eq is the equivalent focal length of the lens;
f'л - фокусное расстояние линзы.f ' l - the focal length of the lens.
Асферические поверхности первой и второй положительных линз второго компонента выполнены в виде поверхностей второго порядка, причем поверхность с эксцентриситетом 0.4<e2<0.5 выполнена эллиптической, а поверхность с эксцентриситетом 2.5<e2<2.7 выполнена гиперболической.The aspherical surfaces of the first and second positive lenses of the second component are made in the form of second-order surfaces, the surface with an eccentricity of 0.4 <e 2 <0.5 made elliptical, and the surface with an eccentricity of 2.5 <e 2 <2.7 made hyperbolic.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что такое выполнение светосильного объектива позволило значительно уменьшить вес и габариты, сохранив при этом высокое относительное отверстие, линейное поле зрения, качество изображения, а также возможность использования предлагаемого объектива не только в цифровых фотокамерах, но и в профессиональной киносъемочной аппаратуре.The essence of the invention lies in the fact that this embodiment of the fast lens allowed to significantly reduce weight and dimensions, while maintaining a high relative aperture, linear field of view, image quality, as well as the possibility of using the proposed lens not only in digital cameras, but also in professional filming equipment.
Таким образом, достигнут технический результат, заключающийся в уменьшении веса и габаритов.Thus, a technical result is achieved, which consists in reducing weight and dimensions.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом (фиг.1), на котором представлена оптическая схема светосильного объектива, а также приложением, в котором даны конструктивные параметры и графики частотно-контрастной характеристики.The present invention is illustrated in the drawing (figure 1), which shows the optical scheme of the fast lens, as well as an application that gives design parameters and graphs of the frequency-contrast characteristics.
Светосильный объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой АД.The fast lens contains two components separated by an aperture diaphragm HELL.
Первый компонент содержит отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта, положительную двояковыпуклую линзу 2 и склеенную отрицательную линзу, состоящую из положительной двояковыпуклой 3 и отрицательной двояковогнутой линз 4, и второй компонент, состоящий из склеенного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта, состоящего из отрицательной двояковогнутой линзы 5 и положительной двояковыпуклой линзы 6, первой положительной двояковыпуклой линзы 7 и второй положительной двояковыпуклой линзы 8.The first component contains a
Кроме того, отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта, положительная двояковыпуклая линза 2, склеенная положительная линза, состоящая из положительной двояковыпуклой линзы 3 и отрицательной двояковогнутой линзы 4, отрицательная двояковогнутая линза 5 в составе склеенного отрицательного мениска и положительная двояковогнутая линза имеют показатели преломления nd>1.71, а положительная двояковыпуклая линза 6 в составе склеенного отрицательного мениска и положительная линза 8 имеют показатели преломления nd>1.65.In addition, a
Разница дисперсий Δν в склеенных линзах первого и второго компонентов имеют значения Δν>20.The difference in dispersions Δν in the bonded lenses of the first and second components has values Δν> 20.
Оптические силы φ одиночных и склеенных положительных линз удовлетворяют условию: 0.4<φ<0.9, а с отрицательными оптическими силами |φ|<0.7, при этом The optical forces φ of single and bonded positive lenses satisfy the condition: 0.4 <φ <0.9, and with negative optical forces | φ | <0.7, while
где φл - оптическая сила линзы;where φ l is the optical power of the lens;
φэкв - эквивалентная оптическая сила объектива;φ eq is the equivalent optical power of the lens;
f'экв - эквивалентное фокусное расстояние объектива;f ' eq is the equivalent focal length of the lens;
f'л - фокусное расстояние линзы.f ' l - the focal length of the lens.
Предлагаемый светосильный объектив работает следующим образом.The proposed fast lens works as follows.
Лучи от объекта съемки проходят через первый компонент, ограничиваясь апертурной диафрагмой АД.Rays from the subject pass through the first component, limited to the aperture diaphragm of the arterial pressure.
Выбор конфигурации склеенных и одиночных линз, их оптических сил и параметров оптических материалов (nd, ν) позволил обеспечить коррекцию аберраций объектива.The choice of the configuration of glued and single lenses, their optical forces and parameters of optical materials (n d , ν) made it possible to correct the lens aberrations.
В частности, отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта, вносит значительные по величине отрицательную сферическую аберрацию, положительную кому, дисторсию и небольшой по величине астигматизм.In particular, the
Положительная двояковыпуклая линза 2 частично корригирует сферическую аберрацию и вносит значительный астигматизм и дисторсию.Positive
Склеенная отрицательная линза, состоящая из положительной двояковыпуклой линзы 3 и отрицательной двояковогнутой линзы 4, уменьшает сферическую аберрацию, кому, астигматизм, увеличивает отрицательные дисторсию и кривизну.A glued negative lens, consisting of a positive biconvex lens 3 and a negative
Склеенный отрицательный мениск второго компонента, состоящий из отрицательной двояковогнутой линзы 5 и положительной двояковыпуклой линзы 6, вносит значительную по величине отрицательную сферическую аберрацию, положительный астигматизм, увеличивает дисторсию и частично корригирует кому.The glued negative meniscus of the second component, consisting of a
Положительная двояковыпуклая линза 7 частично корригирует сферическую аберрацию, кривизну, астигматизм, корригирует дисторсию и вносит положительную кому.Positive
Положительная двояковыпуклая линза 8 корригирует остаточную сферическую аберрацию, кому, астигматизм.Positive biconvex lens 8 corrects for residual spherical aberration, coma, astigmatism.
Таким образом, сферическая аберрация второго компонента отрицательна и компенсирует сферическую аберрацию первого компонента. Кома первого компонента отрицательна и компенсирует кому второго компонента. Астигматизм второго компонента отрицательный и компенсирует астигматизм первого компонента. Дисторсия второго компонента положительная и компенсирует дисторсию первого компонента. Кривизна второго компонента положительна и компенсирует кривизну первого компонента.Thus, the spherical aberration of the second component is negative and compensates for the spherical aberration of the first component. The coma of the first component is negative and compensates for the coma of the second component. The astigmatism of the second component is negative and compensates for the astigmatism of the first component. The distortion of the second component is positive and compensates for the distortion of the first component. The curvature of the second component is positive and compensates for the curvature of the first component.
Выбор конфигурации отрицательной линзы в составе склеенной отрицательной линзы первого компонента и последней положительной линзы во втором компоненте, а также выбор оптических материалов в первом компоненте для линз 1, 2, 3, 4 и для линз 5, 7 во втором компоненте с показателем преломления nd>1.71, а для положительной двояковыпуклой линзы в составе склеенной отрицательной линзы и последней двояковыпуклой линзы второго компонента с показателем преломления nd>1.65 позволило минимизировать аберрации высших порядков и обеспечить их взаимную компенсацию.The choice of the configuration of the negative lens in the glued negative lens of the first component and the last positive lens in the second component, as well as the choice of optical materials in the first component for
Разница дисперсий Δν>20 в склеенных линзах 3, 4; 5, 6 позволила минимизировать хроматизм увеличения.The dispersion difference Δ ν > 20 in the glued
Выбор оптических сил φ одиночной 1 и склеенных 3, 4; 5, 6 линз с положительной оптической силой, удовлетворяющий условию 0.4<φ<0.9, а одиночных 2, 7, 8 линз с отрицательными оптическими силами, удовлетворяющих условию |φ|<0.7, позволило исправить две аберрации:The choice of optical forces φ single 1 and glued 3, 4; 5, 6 lenses with positive optical power, satisfying the condition 0.4 <φ <0.9, and single 2, 7, 8 lenses with negative optical power, satisfying the condition | φ | <0.7, allowed to correct two aberrations:
- кривизну изображения, условием коррекции которой является выполнение условия - the curvature of the image, the correction condition of which is the fulfillment of the condition
- хроматизм положения и увеличения, условием исправления которых является - chromatism of position and increase, the condition for correction of which is
Благодаря использованию предлагаемого технического решения был рассчитан светосильный объектив с фокусным расстоянием f'=35 мм, относительным отверстием 1:1.2 и линейным полем зрения 24.5×18.6 мм.Using the proposed technical solution, a fast lens with a focal length f '= 35 mm, a relative aperture of 1: 1.2 and a linear field of view of 24.5 × 18.6 mm was calculated.
Результаты расчета приведены в Приложении (фиг.2 и 3).The calculation results are shown in the Appendix (figure 2 and 3).
Оптические материалы линз и их оптические силы приведены в таблице.The optical materials of the lenses and their optical powers are shown in the table.
Из таблицы видно, что все положительные линзы имеют оптические силы φ, равные 0.88, 0.80, 0.44, а все отрицательные линзы - -0.69, -0.28, -0.65.The table shows that all positive lenses have optical powers φ equal to 0.88, 0.80, 0.44, and all negative lenses have -0.69, -0.28, -0.65.
Разница дисперсий Δν>20 в склеенных линзах 3, 4; 5, 6 составляютThe dispersion difference Δ ν > 20 in the glued
Δν3,4=20.8; Δν5,6=30.0Δ ν3.4 = 20.8; Δ ν5.6 = 30.0
Основные характеристики качества изображения:The main characteristics of image quality:
Телевизионная дисторсия для у'=12.25 мм (нормированная к координате)=1.85%Television distortion for y '= 12.25 mm (normalized to coordinate) = 1.85%
Контраст изображения на частоте 30 л/мм при относительном отверстии 1:1.1.2 более 25% по всему полю зрения, при относительном отверстии 1:2.8 - более 50%, при относительном отверстии 1:11 - более 30%.Image contrast at a frequency of 30 l / mm with a relative aperture of 1: 1.1.2 more than 25% over the entire field of view, with a relative aperture of 1: 2.8 - more than 50%, with a relative aperture of 1:11 - more than 30%.
Первая асферическая поверхность имеет эксцентриситет e2=0.47574.The first aspherical surface has an eccentricity e 2 = 0.47574.
Вторая асферическая поверхность имеет эксцентриситет e2=2.60721.The second aspherical surface has an eccentricity e 2 = 2.60721.
Таким образом, предлагаемый светосильный объектив позволил значительно уменьшить вес и габариты по сравнению с прототипом: вес с 452 г у прототипа уменьшен до 126 г в предлагаемом техническом решении, длина со 164 мм уменьшена до 115 мм.Thus, the proposed fast lens allowed to significantly reduce weight and dimensions compared to the prototype: the weight from 452 g of the prototype was reduced to 126 g in the proposed technical solution, the length from 164 mm was reduced to 115 mm.
Источники информацииInformation sources
1. Российская Федерация, патент №2123713, МПК: G02B 9/62, G02B 11/34, опубл. 20.12.1998 г.1. Russian Federation, patent No. 2133713, IPC:
2. Российская Федерация, патент №98259, МПК: G02B 9/62, опубл. 10.10.2010 г. - прототип.2. Russian Federation, patent No. 98259, IPC:
Claims (4)
где φл - оптическая сила линзы;
φэкв - эквивалентная оптическая сила объектива;
f'экв - эквивалентное фокусное расстояние объектива;
f'л - фокусное расстояние линзы.3. The fast lens according to claim 1, characterized in that the optical forces φ of single and bonded positive lenses satisfy the condition: 0.4 <φ <0.9, and with negative optical forces | φ | <0.7, while
where φ l is the optical power of the lens;
φ eq is the equivalent optical power of the lens;
f ' eq is the equivalent focal length of the lens;
f ' l - the focal length of the lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111544/28A RU2455667C1 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Large-aperture lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111544/28A RU2455667C1 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Large-aperture lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2455667C1 true RU2455667C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111544/28A RU2455667C1 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Large-aperture lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2455667C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103389562A (en) * | 2013-08-15 | 2013-11-13 | 福建福光数码科技有限公司 | 5 mega-pixel micro camera lens with large target surface |
RU2741473C1 (en) * | 2019-11-21 | 2021-01-26 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-aperture lens |
RU2774858C1 (en) * | 2021-07-08 | 2022-06-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" | High-power radiation-resistant lens |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4018512A (en) * | 1973-11-09 | 1977-04-19 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Retrofocus type lens |
US5724191A (en) * | 1994-12-30 | 1998-03-03 | Eastman Kodak Company | Enlarging lens with a large working distance |
RU2123713C1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-12-20 | Фридман Марк Рафаилович | Wide-angle fast lens |
JP2000321490A (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-24 | Cosina Co Ltd | Photographic lens |
RU98259U1 (en) * | 2010-04-06 | 2010-10-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | LIGHT LIGHT |
-
2011
- 2011-03-25 RU RU2011111544/28A patent/RU2455667C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4018512A (en) * | 1973-11-09 | 1977-04-19 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Retrofocus type lens |
US5724191A (en) * | 1994-12-30 | 1998-03-03 | Eastman Kodak Company | Enlarging lens with a large working distance |
RU2123713C1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-12-20 | Фридман Марк Рафаилович | Wide-angle fast lens |
JP2000321490A (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-24 | Cosina Co Ltd | Photographic lens |
RU98259U1 (en) * | 2010-04-06 | 2010-10-10 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | LIGHT LIGHT |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103389562A (en) * | 2013-08-15 | 2013-11-13 | 福建福光数码科技有限公司 | 5 mega-pixel micro camera lens with large target surface |
CN103389562B (en) * | 2013-08-15 | 2015-05-27 | 福建福光数码科技有限公司 | 5 mega-pixel micro camera lens with large target surface |
RU2741473C1 (en) * | 2019-11-21 | 2021-01-26 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-aperture lens |
RU2774858C1 (en) * | 2021-07-08 | 2022-06-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" | High-power radiation-resistant lens |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI474072B (en) | Optical image lens system | |
TWI457590B (en) | Image capturing lens assembly | |
TWI463169B (en) | Image lens assembly and image capturing device | |
TWI461728B (en) | Lens assembly for image taking | |
TWI440884B (en) | Photographing system | |
KR101826332B1 (en) | Single focus lens system and photographing apparatus having the same | |
CN106597647B (en) | Optical system and imaging apparatus including the same | |
TWI457595B (en) | Optical image capturing lens system | |
TW201713981A (en) | Six-piece wide-angle lens module | |
TW201600878A (en) | Optical image capturing system | |
JP2009109723A (en) | Optical system and imaging device provided with it | |
CN105652422B (en) | Zoom lens and photographic device | |
TW201636672A (en) | Optical lens | |
US9720216B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus | |
CN110208923B (en) | Imaging system and optical lens with same | |
TW201310057A (en) | Optical lens assembly for image pickup | |
CN117761874A (en) | Fixed focus lens | |
CN201926807U (en) | Fixed focus-type projector lens | |
RU2455667C1 (en) | Large-aperture lens | |
JP2009086589A (en) | Imaging lens | |
TWI612327B (en) | Six-piece optical lens system with a wide field of view | |
TW201715267A (en) | Wide-angle lens | |
CN102566015A (en) | Lens of fixed focus type projector | |
RU107376U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
JP2012141590A (en) | Wide-angle zoom lens |