ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОРТОСКОПИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ
WIDE-ANGLE ORTHOSCOPIC LENS

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве фотографического объектива в беззеркальных фотокамерах.
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.
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.
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.
Технический результат - улучшение качества изображения по полю зрения и повышение технологичности при сохранении величины относительного отверстия и линейного поля изображения.
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.
Кроме того, широкоугольный ортоскопический объектив может удовлетворять следующим условиям:
1
2
1,65 < n = n < 1,66,
1
2
57 < ν = ν < 58,
3
1,57 < n < 1,58,
3
41 < ν < 42,
4
1,65 < n < 1,66,
4
51 < ν <52,
5
1,69 < n < 1,70,
5
54,5 < ν < 55,5,
6
1,61 < n < 1,62,
6
36,5 < ν < 37,5,
i
где: n - показатель преломления i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива,
i
ν - величина дисперсии i-ой линзы широкоугольного ортоскопического объектива.
Изобретение поясняется чертежами:
- Фиг. 1. Принципиальная оптическая схема широкоугольного ортоскопического объектива
- Фиг. 2. Полихроматическая частотно-контрастная характеристика широкоугольного ортоскопического объектива при относительном отверстии 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.
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°.
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.
В таблице 1 представлены конструктивные параметры примера конкретного исполнения.
При этом объектив удовлетворяет следующим условиям:
1
1
D/d = 19,4/2,9 < 10
11
10
D/|R| = 16,0/|-14,421| < 1,2
1
2
1,65 <n = n = 1,6595 < 1,66,
1
2
57 < ν = ν = 57,35 < 58,
3
1,57 < n = 1,5750 < 1,58,
3
41 < ν = 41,30 < 42,
4
1,65 < n = 1,6569 < 1,66,
4
51 < ν = 51,15 < 52,
5
1,69 < n = 1,6920 < 1,70,
5
54,5 < ν = 55,05 < 55,5,
6
1,61 <  = 1,6129 < 1,62,
6
36,5 < ν = 36,94 < 37,5,
1
где: D - диаметр отрицательного мениска в первом компоненте,
1
d - центральная толщина отрицательного мениска в первом компоненте,
11
D - диаметр отрицательного мениска во втором компоненте,
10
R - радиус кривизны выпуклой поверхности отрицательного мениска во втором компоненте.
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.
-1
-1
-1
Широкоугольный ортоскопический объектив при относительном отверстии 1/5.6 и остаточном контрасте в изображении равном 20% обеспечивает разрешение 65 мм для центра поля, что в 1,6 раза выше, чем у объектива Руссар, 64 мм для точки поля, у' = 10 мм, что в 1,8 раза выше, чем у объектива Руссар и 52 мм 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.
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.