RU2411558C1 - Pancratic lens - Google Patents
Pancratic lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411558C1 RU2411558C1 RU2009144822/28A RU2009144822A RU2411558C1 RU 2411558 C1 RU2411558 C1 RU 2411558C1 RU 2009144822/28 A RU2009144822/28 A RU 2009144822/28A RU 2009144822 A RU2009144822 A RU 2009144822A RU 2411558 C1 RU2411558 C1 RU 2411558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- lens
- lenses
- subject
- positive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области конструирования оптических систем, а именно к панкратическим объективам, и может быть использовано в цифровых фотокамерах класса «ультразум», а также в любых фото- и видеосистемах, где требуется большой диапазон фокусных расстояний.The invention relates to the field of designing optical systems, namely to pancratic lenses, and can be used in digital cameras of the "ultrasound" class, as well as in any photo and video systems that require a large range of focal lengths.
Требования к современным цифровым съемочным камерам постоянно повышаются. При этом, хотя разрешение сенсоров постоянно увеличивается, но и размеры сенсоров также возрастают. Одновременно предъявляются более высокие требования к другим характеристикам, таким, например, как диапазон возможных фокусных расстояний. Это приводит к усложнению и увеличению размеров оптических систем для съемочных камер. С другой стороны, на мировом рынке явно выражена тенденция к уменьшению размеров любительских камер. В конечном итоге, возникает потребность в компактных панкратических системах с большим диапазоном фокусных расстояний, которые способны обеспечивать высокое качество изображения, соответствующее возможностям современных сенсоров с высоким разрешением (т.е. с большим количеством пикселей).The requirements for modern digital shooting cameras are constantly increasing. At the same time, although the resolution of the sensors is constantly increasing, but the size of the sensors is also increasing. At the same time, higher demands are placed on other characteristics, such as, for example, the range of possible focal lengths. This leads to a complication and increase in the size of optical systems for shooting cameras. On the other hand, the global market clearly shows a tendency to reduce the size of amateur cameras. Ultimately, there is a need for compact pancratic systems with a wide range of focal lengths that are able to provide high image quality that matches the capabilities of modern high-resolution sensors (i.e. with a large number of pixels).
Среди подобных систем наибольшее распространение получили четырехкомпонентные панкратические объективы, построенные по схемам, описанным, например, в патентах США №6226130 [1], 6751028 [2], 7471460 [3] и 7206137 [4].Among such systems, the most widely used are four-component panoramic lenses constructed according to the schemes described, for example, in US patents Nos. 6226130 [1], 6751028 [2], 7471460 [3] and 7206137 [4].
Панкратические объективы, описанные в [1] и [2], состоят из следующих компонентов, расположенных последовательно от снимаемого объекта к фиксируемому изображению: первая группа линз, обладающая положительной оптической силой, вторая группа линз, обладающая отрицательной оптической силой, третья группа линз, обладающая положительной оптической силой, и четвертая группа линз, обладающая положительной оптической силой, В таких панкратических объективах в процессе изменения фокусного расстояния (трансфокации) за счет перемещения второй группы обеспечивается диапазон масштабирования, перемещение четвертой группы также вносит свой вклад в масштабирование за счет того, что компенсируется смещение плоскости изображения и обеспечивается фокусировка на конечное расстояние. Для данного класса оптических систем, такие объективы обладают большой апертурой (значения диафрагмы от 1,85 до 3,6), средней широтой обзора 57°-3,3° и большим диапазоном трансфокации - около 20 крат.The panoramic lenses described in [1] and [2] consist of the following components arranged sequentially from the captured object to the captured image: the first group of lenses with positive optical power, the second group of lenses with negative optical power, and the third group of lenses with positive optical power, and the fourth group of lenses with positive optical power, In such pan-optical lenses in the process of changing the focal length (zoom) by moving the second lens PPP provides a range of scaling, moving the fourth group also contributes to scaling due to the fact that offset the plane of the image and provides focusing to a finite distance. For this class of optical systems, such lenses have a large aperture (aperture values from 1.85 to 3.6), an average field of view of 57 ° -3.3 ° and a large zoom range - about 20 times.
Преимущество схемы с двумя подвижными компонентами заключается в относительной простоте оправы. Однако вследствие того, что диапазон фокусных расстояний определяется перемещением только двух групп, эти перемещения должны обеспечивать большие диапазоны увеличений, поэтому указанные группы приходится перемещать на значительные расстояния, что приводит к довольно большим линейным размерам системы. В то же время, в подобных системах с двумя подвижными компонентами вторая группа обычно обеспечивает значительную часть диапазона, что делает ее чувствительной к децентровке, из-за чего усложняется конструкция механизма складывания оптической системы при переводе камеры в транспортировочное состояние.An advantage of the dual-moving circuit is the relative simplicity of the frame. However, due to the fact that the range of focal lengths is determined by the movement of only two groups, these movements must provide large ranges of magnification, therefore, these groups have to be moved over considerable distances, which leads to a rather large linear dimension of the system. At the same time, in such systems with two movable components, the second group usually provides a significant part of the range, which makes it sensitive to decentration, which complicates the design of the folding mechanism of the optical system when the camera is in the transport state.
Для устранения указанных недостатков применяют панкратические объективы с большим количеством подвижных групп. Такой объектив, имеющий наиболее близкие характеристики с заявленным изобретением, представлен в [4]. Данный объектив включает в себя, считая от снимаемого объекта к получаемому изображению, первую группу линз, обладающую положительной оптической силой, вторую группу линз, обладающую отрицательной оптической силой, третью группу линз, обладающую положительной оптической силой, и четвертую группу линз, обладающую положительной оптической силой. В процессе изменения фокусного расстояния все группы перемещаются. В результате, диапазон увеличений распределяется между группами более рационально, по сравнению с патентами, приведенными выше, каждая группа линз обеспечивает покрытие небольшой части диапазона и поэтому должна перемещаться на меньшее расстояние, а следовательно, является менее чувствительной к децентровке. Таким образом, панкратический объектив [4] компактен, обладает лучшей аберрационной коррекцией и допусками (более оптимален в случае складывания системы при транспортировке), по сравнению с панкратическими объективами с двумя подвижными компонентами, и имеет диапазон фокусных расстояний 18-20 крат. Данный панкратический объектив выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.To eliminate these shortcomings, pan-optical lenses with a large number of moving groups are used. Such a lens, having the closest characteristics with the claimed invention, is presented in [4]. This lens includes, counting from the captured object to the resulting image, the first group of lenses with positive optical power, the second group of lenses with negative optical power, the third group of lenses with positive optical power, and the fourth group of lenses with positive optical power . In the process of changing the focal length, all groups move. As a result, the range of magnifications is distributed more rationally between the groups, compared with the patents given above, each group of lenses provides coverage for a small part of the range and therefore must move a shorter distance and, therefore, is less sensitive to decentration. Thus, the pancratic lens [4] is compact, has better aberration correction and tolerances (more optimal in the case of folding the system during transportation), compared to pancratic lenses with two movable components, and has a focal length range of 18-20 times. This pan-optical lens is selected as a prototype of the claimed invention.
Однако в случае, когда требуется компактный панкратический объектив с большим диапазоном фокусных расстояний, распределение диапазона, представленное в прототипе, является не самым оптимальным. В случае большего диапазона фокусных расстояний, когда величина максимального фокусного расстояния объектива возрастает, а размеры должны оставаться малыми, имеет смысл использовать другое распределение увеличений и диапазонов увеличений между группами. Помимо этого, в случае большего диапазона фокусных расстояний, в процессе фокусировки с бесконечного удаленного предмета на конечное расстояние, а также на расстояние, необходимое для макросъемки, в длиннофокусном положении перемещение фокусировочного компонента становится большим, и обеспечение аберрационной коррекции для различных расстояний до предмета становится проблематичным. Это следует принимать во внимание при распределении диапазона увеличений между группами линз.However, in the case when a compact pan-optical lens with a large range of focal lengths is required, the range distribution presented in the prototype is not the best. In the case of a larger range of focal lengths, when the maximum focal length of the lens increases, and the size should remain small, it makes sense to use a different distribution of magnifications and ranges of magnifications between groups. In addition, in the case of a wider range of focal lengths, in the process of focusing from an infinite remote subject to a finite distance, as well as the distance necessary for macro photography, in the telephoto position, the movement of the focusing component becomes large, and providing aberration correction for different distances to the subject becomes problematic . This should be taken into account when distributing the range of magnifications between groups of lenses.
Задачей, которую призвано решить заявляемое изобретение, является создание панкратического объектива, наиболее пригодного для панкратических систем с большим диапазоном фокусных расстояний и позволяющего достичь лучшей аберрационной коррекции при большем диапазоне фокусных расстояний, например, за счет более рационального распределения увеличений и диапазона увеличений между группами линз.The task that the claimed invention is intended to solve is to create a pancratic lens that is most suitable for pancratic systems with a large range of focal lengths and allows to achieve better aberration correction with a wider range of focal lengths, for example, due to a more rational distribution of magnifications and range of magnifications between groups of lenses.
Технический результат достигается за счет разработки конструкции панкратического объектива, содержащего, по меньшей мере, четыре группы линз, считая от предметной плоскости, т.е. снимаемого объекта, к плоскости изображения, первую группу линз, обладающую положительной оптической силой, вторую группу линз, обладающую отрицательной оптической силой, третью группу линз, обладающую положительной оптической силой, и четвертую группу линз, обладающую положительной оптической силой. В процессе изменения фокусного расстояния, по меньшей мере, четыре группы выполнены с возможностью перемещения. В частности, первая группа линз перемещается таким образом, что в длиннофокусном положении она находится ближе к объекту съемки, чем в широкоугольном положении, четвертая группа линз перемещается по траектории, выпуклая часть, которой обращена в сторону, т.е. к предметной плоскости.The technical result is achieved by developing the design of a pancratic lens containing at least four groups of lenses, counting from the subject plane, i.e. a captured object, to the image plane, the first group of lenses with positive optical power, the second group of lenses with negative optical power, the third group of lenses with positive optical power, and the fourth group of lenses with positive optical power. In the process of changing the focal length, at least four groups are arranged to move. In particular, the first group of lenses moves in such a way that in the telephoto position it is closer to the subject than in the wide-angle position, the fourth group of lenses moves along the path, the convex part of which is turned to the side, i.e. to the subject plane.
Диапазон увеличений (масштабирования) между группами линз распределяется в соответствии со следующими условиями:The range of magnifications (scaling) between the groups of lenses is distributed in accordance with the following conditions:
где β2w - поперечное увеличение второй группы в широкоугольном положении;where β 2w is the transverse increase in the second group in the wide-angle position;
β2t - поперечное увеличение второй группы в длиннофокусном положении;β 2t - transverse increase in the second group in telephoto position;
β3w - поперечное увеличение третьей группы в широкоугольном положении;β 3w - transverse increase in the third group in a wide-angle position;
β3t - поперечное увеличение третьей группы в длиннофокусном положении.β 3t - transverse increase in the third group in telephoto position.
Приведенные выше условия определяют оптимальные распределения увеличения (масштабирования) и позволяют достичь лучшей аберрационной коррекции для компактных панкратических систем с большим диапазоном фокусных расстояний.The above conditions determine the optimal distribution of magnification (scaling) and allow achieving the best aberration correction for compact pancratic systems with a large range of focal lengths.
В случае, когда β3t/β3w превышает установленный верхний порог, вклад, который вносит третья группа в общий диапазон масштабирования системы, является слишком большим, что приводит либо к существенному ее перемещению, что затрудняет получение компактной системы, либо к повышенной оптической мощности группы, что весьма затрудняет аберрационную коррекцию системы.In the case when β 3t / β 3w exceeds the established upper threshold, the contribution made by the third group to the overall scaling range of the system is too large, which leads to either its substantial movement, which makes it difficult to obtain a compact system, or to increased optical power of the group , which makes the aberration correction of the system very difficult.
В случае, когда значение β3t/β3w меньше установленного нижнего порога, вклад, который вносит третья группа в общий диапазон масштабирования системы, слишком мал, а значит другие группы должны обеспечивать слишком большой диапазон увеличений. Это либо приводит к большому диапазону перемещений других групп в процессе изменения фокусного расстояния, что затрудняет получение компактной системы, либо, в случае повышения оптической мощности групп для уменьшения этих перемещений, затрудняет аберрационную коррекцию системы.In the case where the value of β 3t / β 3w is less than the set lower threshold, the contribution that the third group makes to the overall scaling range of the system is too small, which means that other groups must provide too large a range of increases. This either leads to a wide range of movements of other groups in the process of changing the focal length, which makes it difficult to obtain a compact system, or, in the case of increasing the optical power of groups to reduce these movements, complicates the aberration correction of the system.
Если величина (β2t·β3w)/(β2w·β3t) превышает установленный верхний порог, вклад, вносимый второй группой в общий диапазон масштабирования системы, слишком велик, что приводит либо к большему ее перемещению, а значит к затруднению получения компактной системы, либо к увеличению оптической мощности группы, что весьма усложняет аберрационную коррекцию системы и может привести к усложнению структуры второй группы (увеличению количества линз).If the value of (β 2t · β 3w ) / (β 2w · β 3t ) exceeds the established upper threshold, the contribution made by the second group to the overall scaling range of the system is too large, which leads either to a greater displacement of the system, which means that it is difficult to obtain a compact system, or to increase the optical power of the group, which greatly complicates the aberration correction of the system and can lead to complication of the structure of the second group (increase in the number of lenses).
Если величина (β2t·β3w)/(β2w·β3t) ниже установленного нижнего порога, то вклад, который вносит вторая группа в общий диапазон масштабирования системы, слишком мал, тогда вклад в общий диапазон масштабирования, вносимый посредством перемещения первой и четвертой групп, слишком велик. Это приводит к большему перемещению первой группы и делает систему менее компактной в транспортировочном положении. А также затрудняет аберрационную коррекцию системы, особенно для различных расстояний до объекта съемки.If the value of (β 2t · β 3w ) / (β 2w · β 3t ) is lower than the set lower threshold, then the contribution that the second group makes to the overall scaling range of the system is too small, then the contribution to the general scaling range made by moving the first and the fourth group is too big. This leads to greater movement of the first group and makes the system less compact in the transport position. It also complicates the aberration correction of the system, especially for various distances to the subject.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы первая группа линз включала, в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к плоскости изображения, склеенный дублет, состоящий из отрицательного мениска, выпуклого в сторону объекта, и положительной линзы, а также одиночной положительной линзы.For the pancratic lens to function, it is important that the first group of lenses includes, counting from the subject (i.e. the subject plane) to the image plane, a glued doublet consisting of a negative meniscus convex towards the object and a positive lens, as well as single positive lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы вторая группа линз включала в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к плоскости изображения, отрицательный мениск, выпуклый в сторону объекта съемки, отрицательную одиночную линзу, еще одну отрицательную одиночную линзу, положительную двояковыпуклую линзу и отрицательный мениск, выпуклый в сторону плоскости изображения.For the pancratic lens to function, it is important that the second group of lenses includes, counting from the subject (i.e. the subject plane) to the image plane, the negative meniscus convex towards the subject, the negative single lens, another negative single lens, positive a biconvex lens and a negative meniscus convex toward the image plane.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы вторая группа линз включала в себя линзу с асферической поверхностью.For the pancratic lens to function, it is important that the second group of lenses includes an aspherical lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы третья группа линз включала в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к плоскости изображения, одиночную положительную линзу, обращенную к объекту съемки, поверхность которой является выпуклой в сторону объекта съемки, склеенный дублет, состоящий из положительной линзы, обращенной в сторону объекта съемки, поверхность которой является выпуклой в сторону объекта съемки, и отрицательной линзы, обращенной в сторону изображения, поверхность которой является вогнутой, и одиночную двояковыпуклую линзу.For the pancratic lens to function, it is important that the third group of lenses includes, from the subject (i.e. the subject plane) to the image plane, a single positive lens facing the subject, the surface of which is convex towards the subject, a glued doublet consisting of a positive lens facing the subject, the surface of which is convex towards the subject, and a negative lens facing the image, the surface of which is otha, and a single biconvex lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы третья группа линз включала в себя линзу с асферической поверхностью.For the pancratic lens to function, it is important that the third group of lenses includes an aspherical lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы четвертая группа линз включала в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к плоскости изображения, положительную двояковыпуклую линзу и отрицательную линзу.For the pancratic lens to function, it is important that the fourth group of lenses includes, counting from the subject (i.e. the subject plane) to the image plane, a positive biconvex lens and a negative lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы четвертая группа линз включала в себя линзу с асферической поверхностью.For the pancratic lens to function, it is important that the fourth group of lenses includes an aspherical lens.
Для функционирования панкратического объектива важно, чтобы третья группа линз была выполнена с возможностью смещения в направлении, перпендикулярном оптической оси для компенсирования сдвига изображения, возникающего вследствие дрожания (смещения) объектива.For the operation of a pancratic lens, it is important that the third group of lenses is configured to be displaced in a direction perpendicular to the optical axis to compensate for the image shift resulting from the jitter (shift) of the lens.
Более подробно особенности заявляемого изобретения рассмотрены ниже в описании примера реализации изобретения с привлечением графических материалов.In more detail, the features of the claimed invention are discussed below in the description of an example implementation of the invention using graphic materials.
Фиг.1. Схема варианта выполнения панкратического объектива, выполненного согласно численному примеру 1, в соответствии с заявляемым изобретением.Figure 1. A diagram of an embodiment of a pancratic lens made according to numerical example 1, in accordance with the claimed invention.
Фиг.2. Графики аберраций варианта выполнения панкратического объектива согласно численному примеру 1 в широкоугольном положении согласно изобретению.Figure 2. The aberration plots of an embodiment of a pancratic lens according to numerical example 1 in a wide-angle position according to the invention.
Фиг.3. Графики аберраций варианта выполнения панкратического объектива согласно численному примеру 1 в длиннофокусном положении согласно изобретению.Figure 3. Graphs of aberrations of an embodiment of a pancratic lens according to numerical example 1 in telephoto position according to the invention.
Элементы:Items:
1 - первая группа линз;1 - the first group of lenses;
2 - вторая группа линз;2 - the second group of lenses;
3 - третья группа линз;3 - the third group of lenses;
4 - четвертая группа линз;4 - the fourth group of lenses;
5 - апертурная диафрагма;5 - aperture diaphragm;
6 - плоскость регистрации изображения;6 - image registration plane;
7 - защитное стекло сенсора;7 - a protective glass of the sensor;
8 - инфракрасный фильтр;8 - infrared filter;
9.1 - схематичное обозначение перемещение фокусировочного компонента при фокусировке;9.1 - schematic designation of the movement of the focusing component during focusing;
9.2 - схематичное обозначение траектории перемещения фокусировочного компонента для удаленных предметов;9.2 - schematic designation of the trajectory of the focusing component for distant objects;
9.3 - схематичное обозначение траектории перемещения фокусировочного компонента, для близких предметов;9.3 - schematic designation of the trajectory of the focusing component, for close objects;
10 - схематическое обозначение траектории смещения группы линз для стабилизации изображения.10 is a schematic diagram of a displacement path of a group of lenses for image stabilization.
Таблица 1. Конструктивные данные варианта исполнения панкратического объектива согласно численному примеру 1 изобретения.Table 1. Design data of an embodiment of a pancratic lens according to numerical example 1 of the invention.
Таблица 2. Данные переменных толщин варианта исполнения панкратического объектива согласно численному примеру 1 изобретения.Table 2. Data of variable thicknesses of an embodiment of a pancratic lens according to numerical example 1 of the invention.
Таблица 3. Данные асферических поверхностей варианта исполнения панкратпческого объектива согласно численному примеру 1 изобретения.Table 3. Data on the aspherical surfaces of the embodiment of the pan-lens according to numerical example 1 of the invention.
Оптическая схема варианта исполнения панкратического объектива, согласно заявленному изобретению, представлена на Фиг.1. Панкратический объектив имеет следующую структуру, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к изображению: первая группа линз 1, обладающая положительной оптической силой, вторая группа линз 2, обладающая отрицательной оптической силой, третья группа линз 3, обладающая положительной оптической силой, и четвертая группа линз 4, обладающая положительной оптической силой. Апертурная диафрагма 5 расположена между второй 2 и третьей 3 группами линз. Сенсор размещен в плоскости 6 регистрации изображения. Оптическая схема объектива включает также в себя защитное стекло 7 сенсора и ИК-фильтр 8, которые расположены перед плоскостью 6 регистрации изображения.An optical diagram of an embodiment of a pancratic lens according to the claimed invention is shown in FIG. 1. The pan-optical lens has the following structure, counting from the subject (i.e., the subject plane) to the image: the first group of lenses 1 having positive optical power, the second group of lenses 2 having negative optical power, and the third group of lenses 3 having positive optical power , and the fourth group of lenses 4, which has a positive optical power.
При работе все четыре группы 1, 2, 3, 4 перемещаются для обеспечения требуемого диапазона фокусного расстояния. В частности, первая группа линз 1 перемещается таким образом, что в широкоугольном положении она находится ближе к изображению, чем в длиннофокусном положении. Траектория перемещения второй группы линз 2 является выпуклой в сторону изображения. Третья группа 3 перемещается в направлении от изображения в широкоугольном положении к предмету в длиннофокусном положении. Четвертая группа 4 перемещается согласно траектории, которая является выпуклой в сторону предметной плоскости. Перемещения групп линз в процессе изменения фокусного расстояния объектива схематично изображены на чертеже стрелками.During operation, all four groups 1, 2, 3, 4 are moved to provide the desired range of focal length. In particular, the first group of lenses 1 is moved so that in the wide-angle position it is closer to the image than in the telephoto position. The trajectory of movement of the second group of lenses 2 is convex towards the image. The third group 3 moves in the direction from the image in the wide-angle position to the subject in telephoto. The fourth group 4 moves according to the trajectory, which is convex towards the subject plane. The movements of the lens groups in the process of changing the focal length of the lens are schematically shown in the drawing by arrows.
Апертурная диафрагма 5 кинематически соединена с третьей группой 3 и перемещается вместе с ней.The
Фокусировка на различные расстояния до объекта съемки осуществляется посредством дополнительного смещения четвертой группы 4. Фактически, чем ближе к объективу находится объект съемки, тем больше четвертая группа линз 4 дополнительно смещается в сторону этого объекта, что схематически показано на чертеже стрелкой 9.1. Таким образом, для различных расстояний до объект съемки траектория перемещения четвертой группы 4 смещается и изменяется, что схематично показано стрелками 9.2 (для удаленного объекта) и 9.3 (для близкого объекта). Благодаря небольшому весу четвертой группы 4 фокусировка может осуществляться быстро.Focusing at various distances to the subject is carried out by an additional offset of the fourth group 4. In fact, the closer the subject is located to the lens, the larger the fourth group of lenses 4 is additionally shifted towards this object, which is schematically shown in the figure by arrow 9.1. Thus, for different distances to the subject, the path of the fourth group 4 is shifted and changed, which is schematically shown by arrows 9.2 (for a distant object) and 9.3 (for a close object). Due to the low weight of the fourth group 4, focusing can be carried out quickly.
Третья группа 3 линз может дополнительно смещаться перпендикулярно оптической оси для компенсации смещения изображения при дрожании камеры (что схематически показано стрелкой 10).The third group 3 of lenses can additionally be displaced perpendicular to the optical axis to compensate for the displacement of the image during camera shake (as shown schematically by arrow 10).
Диапазон увеличений распределен между группами согласно ранее указанным условиям (1), (2):The range of increases is distributed between the groups according to the previously indicated conditions (1), (2):
0.7<(β2t·β3w)/(β2w·β3t)<1.00.7 <(β 2t β β 3w ) / (β 2w β β 3t ) <1.0
4.8<β3t/β3w<6.64.8 <β 3t / β 3w <6.6
Как было упомянуто ранее, это обеспечивает оптимальное распределение увеличения и позволяет получить лучшую аберрационную коррекцию в компактных панкратических системах с большим диапазоном фокусных расстояний.As mentioned earlier, this provides an optimal distribution of magnification and allows you to get the best aberration correction in compact pancratic systems with a large range of focal lengths.
Для обеспечения хорошей аберрационной коррекции и малых габаритов оптической системы объектива линзовые группы имеют предпочтительную структуру, описанную ниже.To ensure good aberration correction and small dimensions of the optical system of the lens, the lens groups have the preferred structure described below.
Эффективный диаметр линз первой группы 1 гораздо больше диаметров других групп, это означает, что вес каждой линзы довольно велик, что, в свою очередь, означает, что первая группа 1 должна включать в себя наименьшее количество линз, чтобы ее вес позволял перемещать ее посредством компактного двигателя. В то же время, первая группа 1 должна иметь достаточное количество коррекционных параметров для обеспечения требуемой аберрационной коррекции, особенно в длиннофокусном положении. В итоге, оптимальным является наличие в первой группе 1 трех-четырех линз. В приведенном численном примере первая группа линз 1 включает в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к изображению, склеенный дублет, который состоит из отрицательного мениска, выпуклого в сторону предмета, положительной линзы и еще одной одиночной положительной линзы. Такая структура позволяет получить хорошую коррекцию хроматической аберрации в длиннофокусном положении, что особенно важно для систем с большим диапазоном фокусных расстояний.The effective diameter of the lenses of the first group 1 is much larger than the diameters of the other groups, this means that the weight of each lens is quite large, which, in turn, means that the first group 1 must include the smallest number of lenses so that its weight allows it to be moved through a compact engine. At the same time, the first group 1 should have a sufficient number of correction parameters to provide the required aberration correction, especially in the telephoto position. As a result, the presence of three to four lenses in the first group of 1 is optimal. In the above numerical example, the first group of lenses 1 includes, counting from the subject (i.e., the subject plane) to the image, a glued doublet, which consists of a negative meniscus convex towards the subject, a positive lens and another single positive lens. This structure allows a good correction of chromatic aberration in the telephoto position, which is especially important for systems with a large range of focal lengths.
Вторая группа 2 состоит из пяти одиночных линзовых элементов, а именно, считая от объекта съемки (т, е. предметной плоскости) к изображению: отрицательного мениска, выпуклого в сторону предметной плоскости, отрицательной одиночной линзы, еще одной отрицательной одиночной линзы, положительной двояковыпуклой линзы с двумя асферическими поверхностями и отрицательного мениска, выпуклого в сторону изображения. Благодаря такой структуре уменьшается изменение аберраций в процессе изменения фокусного расстояния. В частности, достигается хорошая коррекция кривизны поля изображения в длиннофокусном положении.The second group 2 consists of five single lens elements, namely, counting from the subject (i.e., the subject plane) to the image: a negative meniscus convex towards the subject plane, a negative single lens, another negative single lens, a positive biconvex lens with two aspherical surfaces and a negative meniscus convex toward the image. Thanks to this structure, the change in aberrations in the process of changing the focal length is reduced. In particular, a good correction of the curvature of the image field in the telephoto position is achieved.
Третья группа линз 3 включает в себя, считая от объекта съемки (т.е. предметной плоскости) к изображению, одиночную линзу с двумя асферическими поверхностями, обращенную к объекту, поверхность которой является выпуклой в сторону объекта, склеенный дублет, состоящий из положительной линзы, обращенной к объекту, поверхность которой является выпуклой в сторону объекта, отрицательной линзы, обращенной к изображению, поверхность которой является вогнутой, и одиночной положительной двояковыпуклой линзы. Подобная структура обеспечивает хорошую коррекцию хроматической аберрации и кривизны поля изображения в процессе изменения фокусного расстояния, а также позволяет уменьшить изменение аберраций в процессе сдвига группы для стабилизации изображения.The third group of lenses 3 includes, counting from the subject (i.e., the subject plane) to the image, a single lens with two aspherical surfaces facing the object, the surface of which is convex towards the object, an glued doublet consisting of a positive lens, facing an object whose surface is convex toward the object, a negative lens facing the image whose surface is concave, and a single positive biconvex lens. Such a structure provides good correction of chromatic aberration and the curvature of the image field in the process of changing the focal length, and also allows you to reduce the change in aberrations during the shift of the group to stabilize the image.
Четвертая группа 4 линз состоит из двух одиночных линз: одиночной двояковыпуклой положительной линзы, первая поверхность которой является асферической, и отрицательной линзы. Такая структура четвертой группы 4 позволяет достичь удовлетворительной коррекции аберраций в процессе изменения фокусного расстояния системы, а также в процессе фокусировки объектива на конечное расстояние.The fourth group of 4 lenses consists of two single lenses: a single biconvex positive lens, the first surface of which is aspherical, and a negative lens. Such a structure of the fourth group 4 allows us to achieve a satisfactory correction of aberrations in the process of changing the focal length of the system, as well as in the process of focusing the lens at a finite distance.
Графики аберраций для представленного численного примера в широкоугольном и длиннофокусном положениях приведены, соответственно, на Фиг.2 и 3.The graphs of aberrations for the presented numerical example in wide-angle and telephoto positions are shown, respectively, in FIGS. 2 and 3.
Конструктивные параметры численного примера приведены в таблицах 1, 2 и 3. Данные, представленные в Таблице 3, являются коэффициентами уравнения асферической поверхности:The design parameters of the numerical example are shown in tables 1, 2 and 3. The data presented in Table 3 are the coefficients of the equation of the aspherical surface:
где z - стрелка прогиба поверхности, измеряемая параллельно оси z,where z is the arrow of the deflection of the surface, measured parallel to the z axis,
с - кривизна поверхности в вершине,c is the curvature of the surface at the vertex,
h - радиальная координата точки поверхности в плоскости, перпендикулярной оси z,h is the radial coordinate of a surface point in a plane perpendicular to the z axis,
K - конический параметр,K is a conical parameter,
А, В - соответственно, коэффициенты при 4-ом и 6-ом порядках.A, B - respectively, the coefficients at the 4th and 6th orders.
Следует отметить, что приведенный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, и специалистам должно быть ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.It should be noted that the above embodiment of the invention has been set forth to illustrate the present invention, and it should be clear to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible without departing from the scope and meaning of the present invention disclosed in the attached claims.
Claims (9)
первую группу линз, обладающую положительной оптической силой,
вторую группу линз, обладающую отрицательной оптической силой,
третью группу линз, обладающую положительной оптической силой,
четвертую группу линз, обладающую положительной оптической силой, причем, по меньшей мере, четыре группы линз выполнены с возможностью перемещения в процессе изменения фокусного расстояния, при этом выполняются соотношения;
0,7<(β2t·β3w)/(β2w·β3t)<1,0,
4,8<β3t/β3w<6,6,
где β2w - поперечное увеличение второй группы в широкоугольном положении;
β2t - поперечное увеличение второй группы в длиннофокусном положении;
β3w - поперечное увеличение третьей группы в широкоугольном положении;
β3t - поперечное увеличение третьей группы в длиннофокусном положении.1. A panoramic lens containing at least four groups of lenses located, counting from the subject to the image plane:
the first group of lenses with positive optical power,
the second group of lenses with negative optical power,
a third group of lenses with positive optical power,
the fourth group of lenses with positive optical power, and at least four groups of lenses are made with the possibility of movement in the process of changing the focal length, and the ratios are satisfied;
0.7 <(β 2t · β 3w ) / (β 2w · β 3t ) <1.0,
4.8 <β 3t / β 3w <6.6,
where β 2w is the transverse increase in the second group in the wide-angle position;
β 2t - transverse increase in the second group in telephoto position;
β 3w - transverse increase in the third group in a wide-angle position;
β 3t - transverse increase in the third group in telephoto position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144822/28A RU2411558C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Pancratic lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144822/28A RU2411558C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Pancratic lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2411558C1 true RU2411558C1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144822/28A RU2411558C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Pancratic lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411558C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602406C2 (en) * | 2012-01-25 | 2016-11-20 | Никон Корпорейшн | Zoom lens, optical apparatus and zoom lens manufacturing method |
-
2009
- 2009-12-03 RU RU2009144822/28A patent/RU2411558C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602406C2 (en) * | 2012-01-25 | 2016-11-20 | Никон Корпорейшн | Zoom lens, optical apparatus and zoom lens manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4822512B2 (en) | Zoom lens system, lens barrel, imaging device and camera | |
| US7061688B2 (en) | Zoom lens with a vibration-proof function | |
| JP6418894B2 (en) | Optical system, imaging device, and optical apparatus | |
| CN100437193C (en) | Zoom lens system and image pickup apparatus including the same | |
| JP2007206544A (en) | Zoom lens system, lens barrel, imaging apparatus and camera | |
| CN111580256A (en) | Zoom lens and imaging device | |
| JP4672755B2 (en) | Magnification optical system and imaging device | |
| JP2007206545A (en) | Zoom lens system, lens barrel, imaging apparatus and camera | |
| CN104730683B (en) | Zoom Lens And Imaging Apparatus | |
| JP6392153B2 (en) | Imaging lens and imaging apparatus | |
| JP2016161644A (en) | Imaging lens, optical apparatus having the imaging lens, and method for manufacturing the imaging lens | |
| JP2007212961A (en) | Zoom lens system, imaging apparatus and camera | |
| JP2010008917A5 (en) | ||
| CN113820841B (en) | Variable magnification optical system, optical apparatus, and image pickup apparatus | |
| CN109254389B (en) | Zoom lens and image pickup apparatus | |
| JP2007212962A (en) | Zoom lens system, lens barrel, imaging apparatus and camera | |
| JP2010160243A (en) | Zoom lens, and imaging device having the same | |
| JP5959872B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JP2004240038A (en) | Zoom lens | |
| JP2016161643A (en) | Imaging lens, optical apparatus having the imaging lens, and method for manufacturing the imaging lens | |
| CN113348399B (en) | Variable magnification optical system and optical apparatus | |
| JP5545531B2 (en) | Photographic lens, optical apparatus having the photographic lens, and method of manufacturing the photographic lens | |
| RU2411558C1 (en) | Pancratic lens | |
| JP2023033649A (en) | Zoom lens and image capturing device | |
| JP6066272B2 (en) | Photographing lens, optical device, and method for adjusting photographing lens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151204 |