RU2737028C1 - Wide-angle orthoscopic lens - Google Patents

Wide-angle orthoscopic lens Download PDF

Info

Publication number
RU2737028C1
RU2737028C1 RU2019137317A RU2019137317A RU2737028C1 RU 2737028 C1 RU2737028 C1 RU 2737028C1 RU 2019137317 A RU2019137317 A RU 2019137317A RU 2019137317 A RU2019137317 A RU 2019137317A RU 2737028 C1 RU2737028 C1 RU 2737028C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
positive
wide
negative meniscus
component
Prior art date
Application number
RU2019137317A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Анатольевич Левин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ
Priority to RU2019137317A priority Critical patent/RU2737028C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2737028C1 publication Critical patent/RU2737028C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/58—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged - + + -

Abstract

FIELD: optics.SUBSTANCE: lens is intended for use as a photographic lens in mirror-free cameras. Wide-angle orthoscopic lens comprises two components separated by an aperture diaphragm. First component is positive and contains successively a single negative meniscus whose convex surface faces the object space, and a positive doublet glued from a biconvex and biconcave lenses. Second component is positive and contains a positive doublet glued from a biconcave and biconvex lens, and a single negative meniscus whose concave side faces the object space.EFFECT: technical result is improvement of quality of image on field of view and improved manufacturability while maintaining value of relative hole and linear field of image.1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве фотографического объектива в беззеркальных фотокамерах.The invention relates to optical instrumentation and can be used as a photographic lens in mirrorless cameras.

Известен широкоугольный фотообъектив по патенту US №5805359 - вариант исполнения №7, США, опубл. 08.09.1998 г. Объектив содержит два компонента, разделенные апертурной диафрагмой. Первый компонент включает отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и положительный склеенный дублет, состоящий из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству объекта. Второй компонент включает положительный склеенный дублет, состоящий из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта. Объектив рассчитан на работу с беззеркальными фотокамерами, имеет относительное отверстие 1/2.85, фокусное расстояние ƒ' = 21,15 мм и угловое поле зрения 2ω=91,6°. Но в данном объективе происходит существенное падение разрешающей способности по полю - практически в 4 раза при остаточном контрасте равном 20%. Также фотообъектив обладает невысокой технологичностью, обусловленной наличием линз с асферической формой поверхностей высшего порядка.Known wide-angle photographic lens for US patent No. 5805359 - version No. 7, USA, publ. 09/08/1998 The lens contains two components, separated by an aperture diaphragm. The first component includes a negative meniscus convex facing the object space and a positive glued doublet consisting of a biconvex lens and a negative meniscus concave facing the object space. The second component includes a positive glued doublet, consisting of a biconcave and biconvex lenses, and a negative meniscus facing the object space. The lens is designed to work with mirrorless cameras, has a 1 / 2.85 aperture, a focal length ƒ '= 21.15 mm and an angular field of view 2ω = 91.6 °. But in this lens there is a significant drop in field resolution - almost 4 times with a residual contrast equal to 20%. Also, the photo lens has low manufacturability due to the presence of lenses with an aspherical surface of the highest order.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является широкоугольный ортоскопический фотообъектив МР-2 типа Руссар, описанный в книге Д.С. Волосова, Фотографическая оптика, 2-е изд., Москва, Искусство, 1978 г., табл. V,5; рис. V,10a; стр. 371-372. Объектив содержит два компонента, разделенных апертурной диафрагмой. Первый компонент включает отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и положительный склеенный дублет, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Второй компонент включает положительный склеенный дублет, состоящий из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта. Объектив рассчитан на работу с беззеркальными фотокамерами, имеет относительное отверстие 1/5.6, фокусное расстояние ƒ' = 19 мм и угловое поле зрения 2ω=95°. Но у данного объектива невысокое качество изображения по полю и низкая технологичность, обусловленная наличием двух линз, форма поверхностей которых образует полусферы, при этом отношение диаметра к центральной толщине для одной из них более 20.The closest technical solution to the proposed invention is a wide-angle orthoscopic photo lens MR-2 of the Russar type, described in the book by D.S. Volosov, Photographic Optics, 2nd ed., Moscow, Art, 1978, tab. V, 5; fig. V, 10a; pp. 371-372. The lens contains two components separated by an aperture diaphragm. The first component includes a negative meniscus, convex facing the object space, and a positive glued doublet consisting of a biconvex and biconcave lenses. The second component includes a positive glued doublet, consisting of a biconcave and biconvex lenses, and a negative meniscus facing the object space. The lens is designed to work with mirrorless cameras, has a 1 / 5.6 aperture, focal length ƒ '= 19 mm and an angular field of view 2ω = 95 °. But this lens has a low image quality in the field and low manufacturability, due to the presence of two lenses, the shape of the surfaces of which forms hemispheres, while the ratio of the diameter to the central thickness for one of them is more than 20.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение качества изображения по полю зрения и повышение технологичности при сохранении величины относительного отверстия и линейного поля изображения.The problem to be solved by the present invention is to improve the image quality in the field of view and improve manufacturability while maintaining the value of the relative aperture and linear image field.

Технический результат - улучшение качества изображения по полю зрения и повышение технологичности при сохранении величины относительного отверстия и линейного поля изображения.EFFECT: improved image quality in the field of view and improved manufacturability while maintaining the relative aperture and linear image field.

Это достигается тем, что, в широкоугольном ортоскопическом объективе, состоящем из установленных по ходу луча двух компонентов, первый из которых положительный и содержит расположенные последовательно одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта и положительный дублет, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент положительный и содержит положительный дублет, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, в отличие от известного, соотношение диаметра к центральной толщине отрицательного мениска в первом компоненте не превышает 10, а соотношение диаметра к модулю радиуса кривизны выпуклой поверхности отрицательного мениска во втором компоненте не превышает 1,2.This is achieved by the fact that, in a wide-angle orthoscopic lens, consisting of two components installed along the beam, the first of which is positive and contains a single negative meniscus located in series, facing the convexity of the object space and a positive doublet glued from a biconvex and biconcave lenses, the second component positive and contains a positive doublet glued from a biconcave and biconvex lenses, and a single negative meniscus facing the object space, in contrast to the known one, the ratio of the diameter to the central thickness of the negative meniscus in the first component does not exceed 10, and the ratio of the diameter to the modulus of the radius of curvature the convex surface of the negative meniscus in the second component does not exceed 1.2.

Кроме того, широкоугольный ортоскопический объектив может удовлетворять следующим условиям:In addition, a wide-angle orthoscopic lens can meet the following conditions:

1,65 < n1 = n2 < 1,66,1.65 <n 1 = n 2 <1.66,

57 < ν1 = ν2 < 58,57 <ν 1 = ν 2 <58,

1,57 < n3 < 1,58,1.57 <n 3 <1.58,

41 < ν3 < 42,41 <ν 3 <42,

1,65 < n4 < 1,66,1.65 <n 4 <1.66,

51 < ν4 <52,51 <ν 4 <52,

1,69 < n5 < 1,70,1.69 <n 5 <1.70,

54,5 < ν5 < 55,5,54.5 <ν 5 <55.5,

1,61 < n6 < 1,62,1.61 <n 6 <1.62,

36,5 < ν6 < 37,5,36.5 <ν 6 <37.5,

где: ni - показатель преломления i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива,where: n i is the refractive index of the i-th lens of a wide-angle orthoscopic objective,

νi - величина дисперсии i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива.ν i is the value of the dispersion of the i-th lens of a wide-angle orthoscopic objective.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- Фиг. 1. Принципиальная оптическая схема широкоугольного ортоскопического объектива- Fig. 1. Schematic optical diagram of a wide-angle orthoscopic lens

- Фиг. 2. Полихроматическая частотно-контрастная характеристика широкоугольного ортоскопического объектива при относительном отверстии 1/5.6- Fig. 2. Polychromatic frequency-contrast characteristic of a wide-angle orthoscopic objective with a relative aperture of 1 / 5.6

Для решения поставленной задачи предложен широкоугольный ортоскопических объектив (фиг. 1), состоящий из двух компонентов, первый из которых содержит по ходу луча одиночный отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству объекта и положительный дублет склеенный, из двояковыпуклой линзы 2 и двояковогнутой линзы 3, второй компонент положительный и содержит положительный дублет, склеенный из двояковогнутой линзы 4 и двояковыпуклой линзы 5, и одиночный отрицательный мениск 6, обращенный вогнутостью к пространству объекта.To solve the problem, a wide-angle orthoscopic lens (Fig. 1) is proposed, consisting of two components, the first of which contains a single negative meniscus 1, convex towards the object space, and a positive doublet glued, made of a biconvex lens 2 and a biconcave lens 3, along the beam path, the second component is positive and contains a positive doublet glued from a biconcave lens 4 and a biconvex lens 5, and a single negative meniscus 6, concavely facing the object space.

В качестве примера конкретного исполнения предлагается широкоугольный ортоскопический объектив, рассчитанный на работу с беззеркальными фотокамерами, с фокусным расстоянием ƒ' = 19,8 мм, относительным отверстием 1/5.6 и угловым полем зрения 2ω=95°.As an example of a specific implementation, a wide-angle orthoscopic lens is proposed, designed to work with mirrorless cameras, with a focal length ƒ '= 19.8 mm, a relative aperture of 1 / 5.6 and an angular field of view of 2ω = 95 °.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что улучшение качества изображения по полю зрения достигается преимущественно за счет перераспределения коррекционной нагрузки во втором компоненте как между склеенным дублетом и мениском, так и внутри склеенного дублета, при этом подбор соответствующих марок стекол в склейке позволяет существенно снизить влияние комы на качество получаемого изображения. Такое построение схемы объектива дало возможность не только сохранить ортоскопичность, но и уйти от полусферической формы поверхностей мениска во втором компоненте, а в первом соотношение диаметра к центральной толщине линзы с полусферической формой поверхностей уменьшить с 20 до 7.The essence of the invention lies in the fact that the improvement of the image quality in the field of view is achieved mainly due to the redistribution of the correction load in the second component both between the glued doublet and the meniscus, and inside the glued doublet, while the selection of the appropriate brands of glasses in the gluing can significantly reduce the effect of coma on the quality of the resulting image. This design of the lens scheme made it possible not only to maintain orthoscopicity, but also to avoid the hemispherical shape of the meniscus surfaces in the second component, and in the first component, the ratio of the diameter to the central thickness of the lens with a hemispherical surface shape was reduced from 20 to 7.

В таблице 1 представлены конструктивные параметры примера конкретного исполнения.Table 1 shows the design parameters of an example of a specific design.

Figure 00000001
Figure 00000001

При этом объектив удовлетворяет следующим условиям:In this case, the lens satisfies the following conditions:

D1/d1 = 19,4/2,9 < 10D 1 / d 1 = 19.4 / 2.9 <10

D11/|R10| = 16,0/|-14,421| < 1,2D 11 / | R 10 | = 16.0 / | -14.421 | <1.2

1,65 <n1 = n2 = 1,6595 < 1,66,1.65 <n 1 = n 2 = 1.6595 <1.66,

57 < ν1 = ν2 = 57,35 < 58,57 <ν 1 = ν 2 = 57.35 <58,

1,57 < n3 = 1,5750 < 1,58,1.57 <n 3 = 1.5750 <1.58,

41 < ν3 = 41,30 < 42,41 <ν 3 = 41.30 <42,

1,65 < n4 = 1,6569 < 1,66,1.65 <n 4 = 1.6569 <1.66,

51 < ν4 = 51,15 < 52,51 <ν 4 = 51.15 <52,

1,69 < n5 = 1,6920 < 1,70,1.69 <n 5 = 1.6920 <1.70,

54,5 < ν5 = 55,05 < 55,5,54.5 <ν 5 = 55.05 <55.5,

1,61 < 6 = 1,6129 < 1,62,1.61 < 6 = 1.6129 <1.62,

36,5 < ν6 = 36,94 < 37,5,36.5 <ν 6 = 36.94 <37.5,

где: D1 - диаметр отрицательного мениска в первом компоненте,where: D 1 is the diameter of the negative meniscus in the first component,

d1 - центральная толщина отрицательного мениска в первом компоненте,d 1 - central thickness of the negative meniscus in the first component,

D11 - диаметр отрицательного мениска во втором компоненте,D 11 is the diameter of the negative meniscus in the second component,

R10 - радиус кривизны выпуклой поверхности отрицательного мениска во втором компоненте.R 10 is the radius of curvature of the convex surface of the negative meniscus in the second component.

Работает объектив следующим образом: световые пучки, исходящие от предмета, расположенного на бесконечности, последовательно проходят компоненты I-II оптической системы и формируют изображение в плоскости наилучшей установки.The lens works as follows: light beams emanating from an object located at infinity, successively pass through components I-II of the optical system and form an image in the plane of the best installation.

Широкоугольный ортоскопический объектив при относительном отверстии 1/5.6 и остаточном контрасте в изображении равном 20% обеспечивает разрешение 65 мм-1 для центра поля, что в 1,6 раза выше, чем у объектива Руссар, 64 мм-1 для точки поля, у' = 10 мм, что в 1,8 раза выше, чем у объектива Руссар и 52 мм-1 для точки поля у' = 20 мм, что в 2,9 раза выше, чем у объектива Руссар. Падение разрешающей способности по полю от у' = 0 мм до у' = 20 мм не превышает 20%. Модуль дисторсии по всему полю изображения не более 0,2% как и у объектива Руссар.A wide-angle orthoscopic lens with a relative aperture of 1 / 5.6 and a residual contrast in the image of 20% provides a resolution of 65 mm -1 for the center of the field, which is 1.6 times higher than that of the Russar lens, 64 mm -1 for the field point, y ' = 10 mm, which is 1.8 times higher than that of the Russar lens and 52 mm -1 for the field point y '= 20 mm, which is 2.9 times higher than that of the Russar lens. The drop in field resolution from y '= 0 mm to y' = 20 mm does not exceed 20%. The distortion module over the entire image field is no more than 0.2%, as in the Russar lens.

Таким образом, в заявляемом широкоугольном ортоскопическом объективе достигнут технический результат - улучшено качество изображения по полю зрения и повышена технологичность при сохранении величины относительного отверстия и линейного поля изображения.Thus, in the claimed wide-angle orthoscopic lens, a technical result has been achieved - the image quality in the field of view is improved and manufacturability is increased while maintaining the relative aperture and linear image field.

Claims (14)

1. Широкоугольный ортоскопический объектив, состоящий из установленных по ходу луча двух компонентов, первый из которых положительный и содержит расположенные последовательно одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству объекта, и положительный дублет, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент положительный и содержит положительный дублет, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, и одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству объекта, отличающийся тем, что соотношение диаметра к центральной толщине отрицательного мениска в первом компоненте не превышает 10, а соотношение диаметра к модулю радиуса кривизны выпуклой поверхности отрицательного мениска во втором компоненте не превышает 1,2.1. A wide-angle orthoscopic lens, consisting of two components installed along the beam, the first of which is positive and contains a single negative meniscus located in series, facing the convexity of the object, and a positive doublet glued from a biconvex and biconcave lenses, the second component is positive and contains a positive a doublet glued from a biconcave and biconvex lenses and a single negative meniscus facing the object space, characterized in that the ratio of the diameter to the central thickness of the negative meniscus in the first component does not exceed 10, and the ratio of the diameter to the modulus of the radius of curvature of the convex surface of the negative meniscus in the second component does not exceed 1.2. 2. Широкоугольный ортоскопический объектив по п. 1, отличающийся тем, что объектив удовлетворяет следующим условиям:2. A wide-angle orthoscopic lens according to claim 1, characterized in that the lens meets the following conditions: 1,65 < n1 = n2 < 1,66,1.65 <n 1 = n 2 <1.66, 57 < ν1 = ν2 < 58,57 <ν 1 = ν 2 <58, 1,57 < n3 < 1,58,1.57 <n 3 <1.58, 41 < ν3 < 42,41 <ν 3 <42, 1,65 < n4 < 1,66,1.65 <n 4 <1.66, 51 < ν4 <52,51 <ν 4 <52, 1,69 < n5 < 1,70,1.69 <n 5 <1.70, 54,5 < ν5 < 55,5,54.5 <ν 5 <55.5, 1,61 < n6 < 1,62,1.61 <n 6 <1.62, 36,5 < ν6 < 37,5,36.5 <ν 6 <37.5, где: ni - показатель преломления i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива,where: n i is the refractive index of the i-th lens of a wide-angle orthoscopic objective, νi - величина дисперсии i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива.ν i is the dispersion value of the i-th lens of a wide-angle orthoscopic objective.
RU2019137317A 2019-11-21 2019-11-21 Wide-angle orthoscopic lens RU2737028C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137317A RU2737028C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Wide-angle orthoscopic lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137317A RU2737028C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Wide-angle orthoscopic lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2737028C1 true RU2737028C1 (en) 2020-11-24

Family

ID=73543541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137317A RU2737028C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Wide-angle orthoscopic lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2737028C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805359A (en) * 1995-05-19 1998-09-08 Olympus Optical Co., Ltd. Wide-angle lens system
US7230776B2 (en) * 2005-03-10 2007-06-12 Fujinon Corporation Image scanning lens and image reader that uses same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805359A (en) * 1995-05-19 1998-09-08 Olympus Optical Co., Ltd. Wide-angle lens system
US7230776B2 (en) * 2005-03-10 2007-06-12 Fujinon Corporation Image scanning lens and image reader that uses same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Д.С. Волосов, Фотографическая оптика, 2-е изд., Москва, Искусство, 1978, табл. V.5; рис. V.10a; с. 371-372. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5277324B2 (en) Microscope objective lens
JP2005352060A (en) Small-size wide-angle lens with large aperture and camera equipped with same
JP2021021900A (en) Image capturing lens
JP3746942B2 (en) telescope lens
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2737028C1 (en) Wide-angle orthoscopic lens
RU2676554C1 (en) Wide angle lens
JP2019117422A (en) Image capturing optical system and image capturing device
RU2762218C1 (en) Wide-angle retrofocus objective
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU2760643C1 (en) Photographic macrolens
RU2547005C1 (en) Apochromatic lens
RU2798763C1 (en) Super fast lens
RU2745899C1 (en) Wide-angle high-power object lens
RU2786368C1 (en) Wide-angle high-aperture photographic objective
JP7254351B2 (en) Lens system and imaging device
RU2741473C1 (en) High-aperture lens
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU2771147C1 (en) Wide-angle fast objective
RU204540U1 (en) LENS
RU2774858C1 (en) High-power radiation-resistant lens
RU2726264C1 (en) Ultrafast photographic lens
RU204248U1 (en) LENS
JP7285285B2 (en) IMAGING LENS, IMAGING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
RU2626298C1 (en) Fish eye lens type