телеобъектив с внутренней фокусировкой
Классы МПК: | G02B13/02 телефотообъективы, те объективы с первой линзой со знаком (+) и со второй - со знаком (-), в которых расстояние от вершины переднего угла в плоскости изображения меньше, чем эквивалентное фокусное расстояние G02B15/16 с взаимозависимыми нелинейно связанными перемещениями между двумя линзами или двумя группами линз |
Автор(ы): | Сокольский М.Н., Левандовская Л.Е., Хитрик А.С. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "ЛОМО" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-03-31 публикация патента:
20.07.2003 |
Телеобъектив состоит из установленных последовательно в направлении распространения оптического луча первого и второго оптических компонентов с положительной преломляющей способностью, состоящих из положительной и отрицательной линз. Первый компонент содержит склеенные положительную и отрицательную линзы, а второй имеет возможность перемещения вдоль оптической оси прибора и склеен из отрицательного мениска, обращенного своей выпуклой поверхностью к пространству объектов, и положительной линзы. Эквивалентное фокусное расстояние всей системы, фокусное расстояние второго компонента, промежуток между первым и вторым компонентами и числа Аббе материалов первого и второго компонентов удовлетворяют соотношениям, указанным в формуле изобретения. Обеспечивается уменьшение энергетических потерь света при сохранении относительного отверстия и высокого качества изображения при увеличении углового поля зрения. 1 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
Телеобъектив с внутренней фокусировкой, состоящий из установленных последовательно в направлении распространения оптического луча первого и второго оптических компонентов с положительной преломляющей способностью, состоящих из положительной и отрицательной линз, причем первый компонент содержит склеенные положительную и отрицательную линзы, а второй имеет возможность перемещения вдоль оптической оси прибора, отличающийся тем, что второй компонент склеен из отрицательного мениска, обращенного своей выпуклой поверхностью к пространству объектов, и положительной линзы, причем эквивалентное фокусное расстояние f всей системы, фокусное расстояние f11 второго компонента, промежуток d3, между первым и вторым компонентами, числа v1+, v1-, v11-, v11+, - Аббе материалов соответственно первой положительной и второй отрицательной линз первого компонента, отрицательного мениска и положительной линзы второго компонента удовлетворяют следующим условиям:1,0f11/f3,0,
0,3d3/f0,8,
v1+>50,
v1+-v1->23,
v11->27,
v11+>50.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к телеобъективам, предназначенным для телескопических систем, работающих с различными расстояниями до наблюдаемого объекта. Известна оптическая система телеобъектива по [1], в которой внутренняя фокусировка на различные расстояния до объекта осуществляется перемещением вдоль оптической оси отрицательного компонента, расположенного за неподвижным положительным компонентом. Такая система содержит две положительные склеенные линзы в качестве неподвижного компонента и одиночную линзу в качестве отрицательного. Объектив содержит шесть граничащих с воздухом поверхностей, обладает небольшим относительным отверстием, и ближняя граница фокусировки ограничена 4 метрами. Известен телеобъектив по [2], наиболее близкий к заявляемому по технической сущности и принятый заявителем в качестве прототипа, содержащий два установленных последовательно по ходу оптического луча положительных линзовых компонента. Первый компонент состоит из положительной и отрицательной линз. Второй компонент имеет возможность перемещения вдоль оптической оси и содержит положительный и отрицательный мениски, обращенные своими выпуклыми поверхностями к пространству объектов. Фокусное расстояние f всей системы, фокусное расстояние f1 второго компонента, промежуток di между первым и вторым компонентами, радиус ri кривизны i поверхности, отсчитываемый от пространства объектов, числа Аббе I+, I-, II+, II- соответственно положительной и отрицательной линз первого компонента, положительного и отрицательного менисков в составе второго компонента удовлетворяет следующим условиям:1,0fI/f3,0 (1)
0,2d4/f0,7 (2)
0,1|r2|/fI0,7 (3)
1,0r7/r82,0 (4)
I+>65 (5)
I+-I->25 (6)
d6/f0,15 (7)
10II+-II-50 (8)
Такой объектив содержит четыре линзы и восемь граничащих с воздухом поверхностей, вызывающих потери света, например, если интегральный коэффициент отражения A1%, то при прохождении через восемь поверхностей коэффициент пропускания A без учета потерь на поглощение составит
A = (1-A)n = (1-0,01)8 = 0,9227 =92,27%,
т.е. потери на отражение составят 7,7%. Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение энергетических потерь света при сохранении относительного отверстия и высокого качества изображения при увеличении углового поля зрения. Поставленная задача достигается в предлагаемом телеобъективе с внутренней фокусировкой, состоящем из установленных последовательно в направлении распространения оптического луча первого и второго оптических компонентов с положительной преломляющей способностью, состоящих из положительной и отрицательной линз. Причем первый компонент содержит склеенные положительную и отрицательную линзы, а второй имеет возможность перемещения вдоль оптической оси прибора. Предлагаемый телеобъектив отличается от прототипа тем, что второй компонент склеен из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству объектов и положительной линзы. Причем эквивалентное фокусное расстояние всей системы f, фокусное расстояние f11 второго компонента, промежуток d3 между первым и вторым компонентами, числа I+, I-, II-, II+ - Аббе материалов соответственно первой положительной и второй отрицательной линз первого компонента, отрицательного мениска и положительной линзы второго компонента удовлетворяют следующим условиям:
1,0<f/f<3,0 (1)
0,3<d/f<0,8 (2)
Предлагаемый объектив содержит четыре граничащих с воздухом поверхности. При интегральном коэффициенте отражения A1%, коэффициент пропускания A без учета потерь на поглощение составит
A(1-0,99) = 96,06%
т.е. потери на поглощение уменьшены почти вдвое. В заявляемом телеобъективе выполнение вышеперечисленных условий приводит к тому, что достигается наименьшее количество граничащих с воздухом поверхностей и, соответственно, уменьшаются энергетические потери, улучшается качество изображения при сохранении относительного отверстия и за счет этого увеличивается угловое поле зрения. Таким образом предлагаемое техническое решение обладает новым свойством: сочетанием простой конструкции с минимальным количеством граничащих с воздухом поверхностей, улучшением качества изображения при сохранении относительного отверстия и увеличении углового поля зрения, при этом минимальная дистанция до объекта не превышает 2,5 метра. На чертеже приведена принципиальная оптическая схема заявляемого телеобъектива с внутренней фокусировкой. Конструктивные параметры, выпуск аберраций, частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) объектива приведены в приложении. Как видно на чертеже, предлагаемый телеобъектив содержит два положительных компонента 1 и 2: первый 1 - неподвижный, второй 2 - с возможностью перемещения вдоль оптической оси для осуществления фокусировки на объект, оба компонента склеены из двух линз. Первый компонент состоит из первой положительной 3 и второй отрицательной 4 линз; второй компонент склеен из отрицательного мениска 5, обращенного своей выпуклой поверхностью к пространству объектов и положительной линзы 6. На чертеже показаны расстояния d3 - между двумя компонентами, f11 - фокусное расстояние второго компонента, числа Аббе материалов линз - I+, I-, II-, II+, которые определяются условиями 1-4 (см. сущность изобретения). Предлагаемый объектив работает следующим образом. Компонент 1 неподвижен, подвижный компонент 2 имеет возможность перемещения вдоль оптической оси в пределах (0,3-0,8)f, где f - фокусное расстояние всего объектива, при этом осуществляется фокусировка на объект от 2,5 метров до бесконечности. В соответствии с предложенным техническим решением выполнен расчет телеобъектива с внутренней фокусировкой
эквивалентное фокусное расстояние телеобъектива - 397,6 мм
относительное отверстие d3/f - 1:5
угловое поле зрения 2W - 3 градуса
Объектив имеет высокое качество изображения, что подтверждается прилагаемым аберрационным выпуском. Таким образом, предлагаемый телеобъектив с внутренней фокусировкой имеет минимальное количество оптических элементов, четыре граничащих с воздухом поверхности (потери света на поверхностях минимальны), простую технологическую конструкцию, позволяющую использовать стекла (см. приложение), не требующие защиты от пятнающих агентов после обработки, что очень существенно в условиях многосерийного производства. ЛИТЕРАТУРА
1. Аникст Д. А. Оптические системы геодезических приборов, Москва, "Недра", 1981, стр. 65. 2. Патент Японии 60-64232, от 02.05.85 (прототип).
Класс G02B13/02 телефотообъективы, те объективы с первой линзой со знаком (+) и со второй - со знаком (-), в которых расстояние от вершины переднего угла в плоскости изображения меньше, чем эквивалентное фокусное расстояние
телеобъектив - патент 2302651 (10.07.2007) | |
четырехлинзовый телеобъектив - патент 2281538 (10.08.2006) | |
трехлинзовый телеобъектив - патент 2281537 (10.08.2006) | |
телеобъектив с вынесенным входным зрачком - патент 2263336 (27.10.2005) | |
телеобъектив коллиматора для ближней ик-области спектра - патент 2247416 (27.02.2005) | |
телескопическая система - патент 2106004 (27.02.1998) | |
широкоугольный объектив с вынесенным входным зрачком - патент 2094833 (27.10.1997) | |
фотографический телеобъектив - патент 2079863 (20.05.1997) | |
светосильный телеобъектив - патент 2073263 (10.02.1997) | |
светосильный длиннофокусный объектив - патент 2010271 (30.03.1994) |
Класс G02B15/16 с взаимозависимыми нелинейно связанными перемещениями между двумя линзами или двумя группами линз