RU2041479C1 - Fast wide-angle lens - Google Patents

Abstract

FIELD: optical instrument engineering. SUBSTANCE: fast wide-angle lens has two lens groups. The first group has positive lens and negative meniscus, which is turned with its concavity to the image. The second group is separated by diaphragm, in front of which the positive meniscus is disposed and glued biconvex lens; the positive meniscus is turned with its concavity to the object. Glued biconvex lens is formed by biconvex lens and negative meniscus. Four singular components are disposed behind the diaphragm. The first component has to be the biconcave lens, the second one positive meniscus, turned with its concavity to the object, the third one is biconvex lens, and the fourth one is positive meniscus turned with its concavity to the image. EFFECT: improved accuracy. 3 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к светосильным широкоугольным кинотелеобъективам, работающим с 13-миллиметровыми электронно-лучевыми трубками в условиях пониженной освещенности объектов. The invention relates to optical instrumentation, namely to fast wide-angle cinema telephoto lenses working with 13-mm cathode ray tubes in low light conditions of objects.

Известны конструкции светосильных широкоугольных объективов, состоящие из двух линзовых групп, из которых первая выполнена из положительной линзы и отрицательного мениска, а вторая группа разделена диафрагмой, за которой расположены четыре компонента [1,2] Объектив [1] имеет недостаточно высокое относительное отверстие 1: 2,8 при угле поля зрения 2 ω=75^о. Объектив [2] имеет достаточно высокое относительное отверстие 1:1,4, но недостаточно широкий угол поля зрения 2 ω63^о. Отмеченные недостатки ограничивают применение указанных объективов.Known for the design of fast wide-angle lenses, consisting of two lens groups, of which the first is made of a positive lens and a negative meniscus, and the second group is divided by a diaphragm, behind which there are four components [1,2] The lens [1] has an insufficiently high relative aperture 1: 2.8 when the angle of view 2 ω = 75 ^about . The lens [2] has a relatively high relative aperture of 1: 1.4, but not wide enough angle of view 2 ω63 ^about . The noted disadvantages limit the use of these lenses.

Известен также объектив [3] имеющий относительное отверстие 1:1,4 при угле поля зрения 2 ω 68^о, что недостаточно для съемки больших объектов с малых дистанций или для съемки в ограниченном пространстве. Кроме того, объектив имеет недостаточно высокое качество изображения.Another known lens [3] having a relative aperture of 1: 1.4 at angle field of view ω 2 ^about 68, not enough to capture large objects from small distances, or for shooting in a confined space. In addition, the lens has insufficient image quality.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объективу является объектив [4] содержащий две линзовые группы, из которых первая состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, а вторая разделена диафрагмой и состоит из шести компонентов, из которых первый склеен из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй компонент выполнен из склеенных между собой двояковыпуклой, двояковогнутой и двояковыпуклой линз, третий компонент двояковогнутая линза, четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, пятый плосковыпуклая линза, а шестой положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. The closest in technical essence to the proposed lens is a lens [4] containing two lens groups, of which the first consists of a positive lens and a negative meniscus facing concavity to the image, and the second is divided by a diaphragm and consists of six components, of which the first is glued from biconcave and biconvex lenses, the second component is made of glued together biconvex, biconcave and biconvex lenses, the third component is a biconcave lens, the fourth positive meniscus, facing concavity to the subject, the fifth flat-convex lens, and the sixth positive meniscus, facing concavity to the image.

Данный объектив имеет относительное отверстие 1:1,4, угол поля зрения 2 ω 75^о.This lens has a relative aperture of 1: 1.4, the angle of view 2 ω 75 ^about .

Недостатком объектива является сложность его конструкции при недостаточно высоком относительном отверстии, что не позволяет использовать его в цветных телевизионных камерах, работающих на 13-миллиметровой передающей трубке с форматом 6,4х4,8 мм в условиях недостаточной освещенности. The disadvantage of the lens is the complexity of its design with a relatively high relative aperture, which does not allow it to be used in color television cameras operating on a 13-mm transmitting tube with a format of 6.4x4.8 mm in low light conditions.

Эти недостатки исключены в светосильном широкоугольном объективе, содержащем две линзовые группы, первая из которых состоит из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая разделена диафрагмой, перед которой расположены положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и двояковогнутая линза, за диафрагмой расположены 4 одиночных компонента, первый из которых двояковогнутая линза, второй положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий положительная линза, а четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, положительный мениск второй группы, расположенный перед диафрагмой, выполнен в виде одиночной линзы, двояковыпуклая линза, также расположенная перед диафрагмой, состоит из склеенных между собой положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а третий компонент, расположенный за диафрагмой, выполнен в виде двояковыпуклой линзы. These disadvantages are eliminated in a fast wide-angle lens containing two lens groups, the first of which consists of a positive biconvex lens and a negative meniscus facing concavity to the image, the second is divided by a diaphragm in front of which there is a positive meniscus facing concavity to the subject and a biconcave lens behind the diaphragm 4 single components are located, the first of which is a biconcave lens, the second positive meniscus facing concavity to the object, the third positive the lens, and the fourth positive meniscus, facing concavity to the image, the positive meniscus of the second group, located in front of the diaphragm, is made in the form of a single lens, the biconvex lens, also located in front of the diaphragm, consists of a positive biconvex lens glued together and a negative meniscus facing concavity to subject, and the third component, located behind the diaphragm, is made in the form of a biconvex lens.

Благодаря такому конструктивному решению уменьшено число линз в конструкции светосильного широкоугольного объектива при сохранении широкого угла поля зрения, равного 75^о, при высоком относительном отверстии 1:1,2-1:1,4, и высоком качестве изображения.Due to this constructive solution reduced the number of lenses in a design-aperture wide-angle lens, while maintaining a wide angle of view equal to ^about 75, with a high relative aperture of 1: 1,2-1: 1,4, and high quality images.

На фиг. 1 представлена оптическая схема объектива; на фиг.2 графики аберраций объектива в меридианальном сечении; на фиг.3 сводки и графики аберраций объектива в сагиттальном сечении. In FIG. 1 is an optical diagram of a lens; figure 2 graphs of the aberrations of the lens in the meridian section; figure 3 summaries and graphs of the aberrations of the lens in the sagittal section.

В табл.1 приведены конструктивные данные объектива; в табл.2 и 3 сводки аберраций объектива в меридианальном сечении. Table 1 shows the design data of the lens; Tables 2 and 3 summarize the lens aberrations in the meridian section.

Предлагаемый объектив состоит из двух линзовых групп. Первая группа линз выполнена из положительной линзы 1 и отрицательного мениска 2. Вторая линзовая группа состоит из шести компонентов, из которых первый выполнен из одиночного положительного мениска 3, обращенного вогнутостью к предмету, второй компонент представляет собой склеенные между собой две линзы 4 и 5 соответственно, двояковыпуклую и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Третий компонент двояковогнутая линза 6, четвертый компонент положительный мениск 7, обращенный вогнутостью к предмету, пятый компонент двояковыпуклая линза 8, шестой положительный мениск 9, обращенный вогнутостью к изображению. Между линзами 5 и 6 расположена действующая диафрагма 10 диаметром 6,4 мм, удаленная от линзы 5 на расстоянии 2 мм. The proposed lens consists of two lens groups. The first group of lenses is made of positive lens 1 and the negative meniscus 2. The second lens group consists of six components, of which the first is made of a single positive meniscus 3, facing concavity to the subject, the second component is two lenses 4 and 5 glued together, respectively, biconvex and negative meniscus, facing concavity to the subject. The third component is a biconcave lens 6, the fourth component is a positive meniscus 7, facing concavity to the subject, the fifth component is a biconvex lens 8, the sixth positive meniscus 9, facing concavity to the image. Between the lenses 5 and 6 there is an active diaphragm 10 with a diameter of 6.4 mm, remote from the lens 5 at a distance of 2 mm.

В качестве примера конкретного выполнения рассчитан объектив со следующими основными характеристиками: фокусное расстояние f' 5,48 мм относительное отверс- тие 1:n 1:1,2 угол поля зрения 2 ω 72^о27'26" линейное поле изобра- жения 2y' 8 мм
задний вершинный отрезок S_F' 4,78 мм
Объектив скоррегирован для длины волны l, ахроматизирован в диапазоне длин волн l-g. Объектив рассчитан с учетом толщины защитного стекла передающей трубки, равной 2 мм. Аберрации объектива совместно с защитным стеклом передающей трубки (см.фиг.2,3) рассчитаны в плоскости Гаусса.As an example of particular embodiment of a lens designed with the following main characteristics: the focal length f '5,48 mm relative term otvers- 1: n 1: 1,2 field angle ω 2 ^about 72 27'26 "linear field izobra- zheniya 2y' 8 mm
back apical segment S _F '4.78 mm
The lens is corrected for wavelength l, achromatic in the wavelength range lg. The lens is designed taking into account the thickness of the protective glass of the transmitting tube equal to 2 mm. The aberrations of the lens together with the protective glass of the transmitting tube (see Fig. 2,3) are calculated in the Gaussian plane.

Преимущества предлагаемого объектива по сравнению с прототипом состоят в уменьшении числа линз объектива при сохранении широкого угла поля зрения при высоком относительном отверстии 1:1,2 (угол поля зрения равен 75^о) и высоком качестве изображения.The advantages of the proposed lens in comparison with the prototype are to reduce the number of lenses while maintaining a wide angle of the field of view with a high relative aperture of 1: 1.2 (the angle of the field of view is 75 ^about ) and high image quality.

Claims (1)

СВЕТОСИЛЬНЫЙ ШИРОКОУГОЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий две линзовые группы, первая из которых состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, вторая разделена диафрагмой, перед которой расположены положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, и склеенная двояковыпуклая линза, а за диафрагмой расположены четыре одиночных компонента, первый из которых двояковогнутая линза, второй положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий положительная линза, а четвертый положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, отличающийся тем, что положительный мениск второй группы, расположенной перед диафрагмой, выполнен в виде одиночной линзы, следующая за ним двояковыпуклая линза состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а расположенный за диафрагмой третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы. A LIGHT WIDTH-WIDE ANGLE LENS, containing two lens groups, the first of which consists of a positive lens and a negative meniscus facing concavity to the image, the second is divided by a diaphragm in front of which there is a positive meniscus facing concavity to the object and a glued biconvex lens, and four behind the diaphragm single components, the first of which is a biconcave lens, the second positive meniscus facing concavity to the subject, the third positive lens, and the fourth a meniscus facing concavity to the image, characterized in that the positive meniscus of the second group located in front of the diaphragm is made in the form of a single lens, the biconvex lens next to it consists of a biconvex lens and a negative meniscus, and the third component located behind the diaphragm is made in the form of a biconvex lenses.

Images