Широкоугольный объектив

 

Использование: область оптического приборостроения. Сущность изобретения состоит в том. что объектив содержит расположенные по ходу луча положительный мениск 1, отрицательные мениски 2 и 3, положительный мениск 4, обращенный вогнутостью к пространству изображений, двояковыпуклую линзу 5, за которой устанавливается апертурная диафрагма и компонент, склеенный из двояковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к пространству предметов. Фокусное расстояние обьектива - 4,1 мм; относительное отверстие - 1:2; задний фокальный отрезок - 6,09 мм; максимальное значение функции светораспределения на краю поля - 75%. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s G 02 В 11/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901100/10 (22) 09.01.91 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 . (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) И.Л.Анитропова (56) Патент США М 4333714, кл. G 02 В 13/04, 1982. (54) ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ (57) Использование: область оптического приборостроения, Сущность изобретения состоит в том, что объектив содержит расположенные по ходу луча положительный меИзобретение относится к области оптического приборостроения, а точнее — к телевизионным объективам; и может быть использовано как с телевизионными трубками, так и с ПЗС-приемниками для получения визуальной информации от внешних объектов.

Известен светосильный объектив фирмы Тейлор-Гобсон (Великобритания) — и Кукспид-панхро-ленз", имеющий фокусное расстояние 18 мм, относительное отверстие

1 2. угловое поле — 90 угл. град. (см. Волосов

Д,.С. Фотографическая оптика. M., Искусство, 1978, с. 518).

Известный объектив имеет шесть компонентов, состоящих иэ семи линз, имеется асферическая поверхность, диафрагма расположена в воздушном промежутке после пятого компонента.

К недостаткам известного объектива следует отнести неравномерность освещен„„533, 1778736 А1 ниск 1, отрицательные мениски 2 и 3, положительный мениск 4, обращенный вогнутостью к пространству изображений, двояковыпуклую линзу 5, за которой устанавливается апертурная диафрагма и компонент, склеенный из двояковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к пространству предметов, Фокусное расстояние объектива — 4,1 мм; относительное отверстие — 1:2; задний фокальный отрезок — 6,09 мм; максимальное значение функции светораспределения на краю поля — 757. 1 ил. ности и качества изображения от центра кадра к его краям, возникающее иэ-за низкого качества аберрационной коррекции на

° ее@ краю кадра и необходимости вследствие этого введения значительного геометриче- 4 ского виньетирования. 00

Известен объектив по заявке ФРГ N

2607710, приор, 13.04.78, содержащий пять () компонентов. о

Обьектие имеет оисокое от осителеиое отверстие 1:1,2 при угловом поле 43 угл. град. о

К недостаткам известного объектива следует отнести малое угловое поле, малый задний фокальный отрезок, плохое светораспределение по полю и низкое качество аберрационной коррекции.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому ре. зультату при его использовании-является ши рокоугольный объектив, известный иэ па1778736 тента США М 4333714, 1982, кл, G 02 В

13/04, который выбран автором в качестве прототипа.

Объектив содержит семь компонентов, первый из которых положительный, второй— отрицательный мениски, обращенные вогнутостью к изображению, четвеотый — положительный мениск, шестой — положительная линза, а седьмой — мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Обьектив имеет относительное отверстие 1:2,8, угловое поле 76 угл. град, при фокусном расстоянии 28,5 MM.

К недостаткам прототипа относятся малое относительное отверстие и низкая равномерность освещенности в плоскости иэобра>кения, Целью изобретения является увеличение î- íîñèòåëüíî — î отверстия с одновременным повышением равномерности освещенности в плоскости изображения.

Изобретение осуществляется следующим образом. В широкоугольном объективе, содер>кащем семь компонентов, первый иэ которых положительный, второй — отрицательный мениски, обращенные вогнутостью к пространству изображений, четвертый — положительный мениск, шестой — положительная линза, а седьмой— мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, в нем третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству иэображений, четвертый компонент ориентирован вогнутостью к пространству изображений, пятый и шестой компоненты выполнены B виде двояковыпуклых линз, а седьмой компонент выполнен отрицательным и склеен с шестым компонентом.

Устройство содержит третий компонент, выполненный в виде отрицательного мениска, обращенный вогнутостью к про.странству изображений, что позволяет коррегировать сферическую аберрацию как для точки на оси, так и в широких наклонных пучках, что позволяет увеличить относительное отверстие обьектива, кроме того, благодаря такому выполнению компонента удается получить положительное аберрационное виньетирование, приводящее к улучшению равномерности освещенности в плоскости иэображения. Выполнение чет-. вертого компонента ориентированным к плоскости изображения позволяет коррегировать аберрации высшего порядка в широких наклонных пучках, за счет чего возникает.возможность увеличения относительного отверстия объектива, повышается

i:à÷8ñTDG изображения и отпадает необходимость введения значительного геометри5

10 l5

55 ческого виньетирования, приводящего к падению освещенности в плоскости изображения. Пятый и шестой компоненты выполнены в виде двояковыпуклых линз, расположенных по разные стороны от апертурной диафрагмы, такое их выполнение в сочетании с их расположением и соотношением их конструктивных параметров позволяет коррегировать аберрации в широких наклонных пучках, включая и аберрации в сагиттальном сечении, что позволяет увеличить относительное отверстие и одновременно отказаться от введения геометрического виньетирования, тем самым улучшив светораспределение в плоскости изображения. Выполнение седьмого компонента отрицательным и склеенным с шестым компонентом позволяет улучшить коррекцию неэлементарных аберраций, включая кому высшего порядка, хроматическую кому, астигмо-хроматизм, аберрации в сагиттальном сечении.

Первый — пятый компоненты выполнены из одной марки стекла, что делает объектив технологичным при изготовлении.

На чертеже представлена оптическая схема объектива.

Объектив содержит последовательно расположенные по ходу луча положительный мениск 1, отрицательные мениски 2 и 3, положительный мениск 4, обращенные вогнутостью к плоскости изображения, далее следуетдвояковыпуклая линза 5, за которой устанавливается апертурная диафрагма и компонент, склеенный из двояковыпуклой линзы 6 и отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к плоскости предмета.

Световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, проходит последовательно линзы 1-7 и образует изображение в задней фокальной плоскости объектива, в которой устанавливается приемник оптического изображения, например ПЗС-матрица.

Примером конкретной реализации предлагаемого изобретения является объектив, имеющий фокусное расстояние 4,1 мм, угловое поле 78х58 угловых градусов, относительное отверстие 1:2, задний фокальный отрезок — 6,09 мм, спектральный диапазон работы — 410-700 нм, максимальное значение функции светораспределения на краю поля 75/, максимальную дисторсию по полю 0 5, максимальное значение кружка рассеяния по полю изображения— не более 0,03 мм.

Техническими преимуществами объектива по предлагаемому изобретению являются:

1778736

Составитель И. Анитропова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Кешеля

Редактор Г. Бельская

Заказ 4193 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 — увеличение относительного отверстия в 1„з раза, — улучшение равномерности освещенности на краю поля в 2 раза.

Дополнительными техническими преимуществами являются: — уменьшение дисторсии в 2 раза, . — улучшение коррекции аберраций по критерию пятна рассеяния в 2,5 раза, — расширение спектрального диапазона в 1,5 раза.

Такой объектив может быть использован в телевизионной технике в качестве малогабаритной широкоугольной светосильной оптической системы для работы с

ПЗС-приемниками.

Формула изобретения

Широкоугольный обьектив, содержащий семь компонентов, первый из которых — положительный, второй — отрицательный мениски, обращенные вогнутостью к пространству изображений, четвертый— положительный мениск, шестой — положи5 тельная линза, а седьмой — мениск, обращенный вогнутостью к пространству предметов, отличающийся тем, что, с целью увеличения относительного отвер. стия с одновременным повышением равно10 мерности .освещенности в плоскости изображения, в нем третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображений, четвертый компонент ориен15 тирован вогнутостью к пространству изображений, пятый и шестой компоненты выполнены в виде двояковыпуклых линз, а седьмой компонент выполнен отрицательным и склеен с шестым компонентом,