RU2626298C1

RU2626298C1 - Объектив типа рыбий глаз

Info

Publication number: RU2626298C1
Application number: RU2016106624A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Богданков
Original assignee: Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-07-25

Abstract

Изобретение может быть использовано в качестве фотографического объектива. Объектив состоит из двух оптических компонентов. Первый компонент состоит по ходу лучей из одиночного отрицательного мениска, одиночного плоско-вогнутого мениска, обращенных вогнутыми поверхностями к плоскости изображения, склеенной линзы, состоящей по ходу лучей из плоско-выпуклой линзы и двояковогнутого мениска, и одиночной двояковыпуклой линзы. Второй компонент состоит по ходу лучей из положительной линзы, склеенной из двояковогнутой и двояковыпуклой линз и обращенной выпуклой поверхностью к плоскости изображения, и одиночной двояковыпуклой линзы. Для показателей преломления оптических материалов линз выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат - увеличение отношения заднего отрезка к фокусному расстоянию более 4 крат, что позволит использовать объектив с зеркальными фотоаппаратами, и повышение технологичности. 2 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве фотографического объектива.

Известен объектив типа рыбий глаз, описанный в патенте US №3850509, МПК G02B 9/64, опубликованном 26.11.1974 г. Фотографический объектив типа рыбий глаз состоит по ходу лучей из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предметов, положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предметов, отрицательной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, склеенного положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, состоящего по ходу луча из отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклыми сторонами к плоскости предметов, плоскопараллельной пластинки, выполняющей роль светофильтра, положительного склеенного мениска, состоящего по ходу луча из отрицательной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, и положительной линзы, обращенной выпуклой поверхностью к плоскости предметов, положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображения, и двояковыпуклой склеенной положительной линзы, состоящей по ходу луча из отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предметов, и двояковыпуклой положительной линзы, причем имеют место следующие соотношения:

где ƒ - фокусное расстояние объектива, ƒ₁₂₃ - фокусное расстояние первой, второй и третьей линз, ƒ₂ - фокусное расстояние второй линзы, r₈ - радиус кривизны склеенной поверхности четвертой линзы, ν₄ и ν₅ - число аббе линз, входящих в склеенную линзу четыре, r₉ - радиус кривизны линзы четыре со стороны плоскости изображения, r₁₃ - радиус кривизны склеенной поверхности пятой линзы.

Однако данный объектив обладает недостаточно большим отношением заднего фокального отрезка к фокусному расстоянию и недостаточной технологичностью, так как отсутствуют радиусы, равные бесконечности.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является объектив типа рыбий глаз, описанный в патенте US №3734600, МПК G02B 9/60, опубликованном 22.05.1973 г. Объектив типа рыбий глаз состоит по ходу лучей из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей выполнен из первого и второго одиночных отрицательных менисков, обращенных вогнутыми поверхностями к плоскости изображения, и склеенной линзы, расположенной за вторым одиночным отрицательным мениском, второй оптический компонент выполнен по ходу лучей из первой положительной склеенной линзы и второй положительной линзы. Склеенная линза первого оптического компонента выполнена из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображения. Первая склеенная линза второго оптического компонента склеена из отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предмета, и двояковыпуклой линзы, вторая положительная линза второго оптического компонента выполнена склеенной из плоско-выпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости изображения. Кроме того, имеют место следующие соотношения:

R₇<0,

где ƒ - фокусное расстояние всего объектива; R₁ - радиус кривизны первой по ходу луча поверхности первой линзы; R₂ - радиус кривизны второй по ходу луча поверхности первой линзы; R₃ - радиус кривизны первой по ходу луча поверхности второй линзы; R₄ - радиус кривизны второй по ходу луча поверхности второй линзы; R₇ - радиус кривизны второй по ходу луча поверхности четвертой линзы.

Однако данный объектив обладает недостаточно большим отношением заднего фокального отрезка к фокусному расстоянию (2,4608), что при масштабировании объектива до фокусного расстояния в 8,5 мм соответствует фокальному отрезку значительно меньше 38 мм, что, в свою очередь, не позволит использовать объектив в зеркальных фотоаппаратах, а также недостаточной технологичностью, так как отсутствуют радиусы, равные бесконечности.

Задачей изобретения является создание объектива типа рыбий глаз с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - увеличение отношения заднего отрезка к фокусному расстоянию более 4,5 крат, что позволит использовать объектив с зеркальными фотоаппаратами, и повышение технологичности.

Это достигается тем, что в объективе типа рыбий глаз, состоящем по ходу лучей из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, одиночной отрицательной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, и склеенной линзы, состоящей по ходу лучей из положительной и отрицательной линз, второй оптический компонент выполнен по ходу лучей из первой положительной склеенной линзы, состоящей из отрицательной и двояковыпуклой линз, и второй положительной линзы, в отличие от известного, вторая одиночная отрицательная линза первого оптического компонента выполнена в виде плоско-вогнутой линзы, склеенная линза первого оптического компонента выполнена склеенной из плоско-выпуклой линзы и двояковогнутой линзы, в первый оптический компонент введена одиночная двояковыпуклая линза, установленная по ходу лучей за склеенной линзой, первая положительная склеенная линза второго оптического компонента выполнена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз и обращена выпуклой поверхностью к плоскости изображения, вторая положительная линза второго оптического компонента выполнена одиночной двояковыпуклой, причем имеют место соотношения

1.45<n₂=n₇=n₈<1.5

65<ν₂=ν₇=ν₈<75

1.6<n₃=n₅<1.65

1.7<n₆<1.8,

где n₂, n₃, n₅, n₆, n₇ и n₈ - показатели преломления материала второй, третьей, пятой, шестой, седьмой и восьмой по ходу лучей линз соответственно для линии спектра D,

ν₂, ν₇ и ν₈ - коэффициенты дисперсии второй, седьмой и восьмой по ходу лучей линз соответственно для линии спектра D.

На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива, на фиг. 2 - частотно-контрастная характеристика предлагаемого объектива для 10 л/мм и 30 л/мм, длины волн.

Объектив типа рыбий глаз (фиг. 1) состоит из двух оптических компонентов, первый из которых выполнен по ходу лучей из отрицательного мениска 1, обращенного выпуклой поверхностью к плоскости предмета, отрицательной плоско-вогнутой линзы 2, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, склеенной линзы, состоящей по ходу лучей из положительной плоско-выпуклой линзы 3 и двояковогнутой линзы 4, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, и одиночной двояковыпуклой линзы 5. Второй оптический компонент состоит по ходу лучей из склеенной линзы, выполненной из двояковогнутой линзы 6 и двояковыпуклой линзы 7, обращенной выпуклой поверхностью к плоскости изображения, и одиночной двояковыпуклой линзы 8. Апертурная диафрагма расположена между одиночной двояковыпуклой линзой 5 первого оптического компонента и двояковогнутой линзой 6, склеенной с двояковыпуклой линзой 7 второго оптического компонента на расстоянии 6,6 мм от двояковогнутой линзы 6, склеенной с двояковыпуклой линзой 7.

Объектив типа рыбий глаз работает следующим образом.

Световой поток, исходящий из плоскости предмета, находящейся в бесконечности, проходит через отрицательный мениск 1, плоско-вогнутую линзу 2, плоско-выпуклую линзу 3, склеенную с двояковогнутой линзой 4, через двояковыпуклую линзу 5, двояковогнутую линзу 6, склеенную с двояковыпуклой линзой 7, и через двояковыпуклую линзу 8. Далее световой поток, пройдя через все оптические элементы объектива типа рыбий глаз, строит изображение в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство (на фиг. не указано). Фокусировка объектива на конечное расстояние осуществляется перемещением всей оптической схемы.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив типа рыбий глаз, исправленный в спектральном диапазоне от 435 нм до 656 нм с конструктивными данными, представленными в табл. 1.

Рассчитанный объектив типа рыбий глаз имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние объектива	8,42 мм
Относительное отверстие	1:3.5
Угловое поле в пространстве предметов	180 град.
Линейное поле в пространстве изображений	2Y'=22,54 мм
Задний фокальный отрезок	39,44 мм

Для данного объектива имеют место соотношения

1.45<n₂=n₇=n₈=1,48746<1.5

65<ν₂=ν₇=ν₈=70,084<75

1.6<n₃=n₅=1,624351<1.65

1.7<n₆=l,755234<1.8

В таблице 2 приведены длины волн и весовые коэффициенты предлагаемого светосильного объектива для 10 л/мм и 30 л/мм по варианту конкретного исполнения.

Объектив типа рыбий глаз имеет две плоские оптические поверхности: первая - у отрицательной плоско-вогнутой линзы 2 первого оптического компонента, вторая - у положительной плоско-выпуклой линзы 3, склеенной с двояковогнутой линзой 4. Кроме того, вторая, шестая и седьмая линзы объектива сделаны из одинакового материала, что характеризует его повышенную технологичность. Таким образом, обеспечено получение технического результата: создан объектив типа рыбий глаз с увеличенным отношением заднего отрезка к фокусному расстоянию более 4,5 крат, что позволит использовать объектив с зеркальными фотоаппаратами и с повышенной технологичностью.

Claims

Объектив типа рыбий глаз, состоящий по ходу лучей из двух оптических компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, одиночной отрицательной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к плоскости изображения, и склеенной линзы, состоящей по ходу лучей из положительной и отрицательной линз, второй оптический компонент выполнен по ходу лучей из первой положительной склеенной линзы, состоящей из отрицательной и двояковыпуклой линз, и второй положительной линзы, отличающийся тем, что вторая одиночная отрицательная линза первого оптического компонента выполнена в виде плоско-вогнутой линзы, склеенная линза первого оптического компонента выполнена склеенной из плоско-выпуклой линзы и двояковогнутой линзы, в первый оптический компонент введена одиночная двояковыпуклая линза, установленная по ходу лучей за склеенной линзой, первая положительная склеенная линза второго оптического компонента выполнена из двояковогнутой и двояковыпуклой линз и обращена выпуклой поверхностью к плоскости изображения, вторая положительная линза второго оптического компонента выполнена одиночной двояковыпуклой, причем имеют место соотношения
1.45<n₂=n₇=n₈<1.5
65<ν₂=ν₇=ν₈<75
1.6<n₃=n₅<1.65
1.7<n₆<1.8,
где n₂, n₃, n₅, n₆, n₇ и n₈ - показатели преломления материала по ходу лучей второй, третьей, пятой, шестой, седьмой и восьмой линз соответственно для линии спектра D,
ν₂, ν₇ и ν₈ - коэффициенты дисперсии по ходу лучей второй, седьмой и восьмой линз соответственно для линии спектра D.