Ширококутний об’єктив

Реферат: Ширококутний об'єктив, у якому розташовано першу лінзову групу, яка містить перший від'ємний меніск, направлений ввігнутістю до площини зображень, другий від'ємний меніск, направлений ввігнутістю до площини зображень, та позитивну лінзу, направлену опуклою стороною до площини предметів, та другу лінзову групу, яка містить склейку з від'ємної та позитивної лінз, що має позитивну заломлюючу силу в цілому, та одиничну позитивну лінзу. Дотримано умови: f 12 f6 f 12 f  0,21 ,  0,95 , f6  5,20 , f де f - задня фокусна відстань всього ширококутного об'єктива, f 12 - задня фокусна відстань системи першої та другої лінз першої лінзової групи, f 6 - задня фокусна відстань другої лінзи другої лінзової групи. UA 112577 U (54) ШИРОКОКУТНИЙ ОБ'ЄКТИВ UA 112577 U UA 112577 U 5 10 15 Пропонована корисна модель належить до оптичного приладобудування, а саме до ширококутних об'єктивів, і може використовуватись для створення об'єктивів, що формують оптичні зображення в цифрових фото- та відеокамерах. Подібні ширококутні об'єктиви можуть застосовуватися для підтримання безпеки зовні та всередині будівель або реєстрації візуальної інформації з рухомих носіїв, таких як автомобілі, літальні апарати тощо. Відомий ширококутний об'єктив, який включає від площини предметів до площини зображень першу лінзову групу з від'ємною заломлюючою силою, яка містить першу сферичну лінзу, другу сферичну лінзу і третю сферичну лінзу, які опуклими сторонами направлені до площини предметів. Друга лінзова група має позитивну заломлюючу силу [1]. Недоліком відомого ширококутного об'єктива є те, що його конструкція не дозволяє отримати відмінну якість зображення в межах усього поля зору. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є ширококутний об'єктив, в якому від площини предметів розташовано першу лінзову групу, яка містить перший від'ємний меніск ввігнутістю, направлений ввігнутістю до площини зображень, другий від'ємний меніск, направлений ввігнутістю до площини зображень, та позитивну лінзу, направлену опуклою стороною до площини предметів, та другу лінзову групу, яка містить склейку з від'ємної та позитивної лінз, що має позитивну заломлюючу силу в цілому, та одиничну позитивну лінзу. В даному ширококутному об'єктиві дотримано такі обмеження: 0,741  f 2 20 25 30 35  1,95 , f1  0,36  f 12  0,21 , f6  1,38  f 12  0,95 , f 3,50  f 6  5,20 , f де f - фокусна відстань системи, f 1 - фокусна відстань першої лінзи першої лінзової групи, f 2 - фокусна відстань другої лінзи першої лінзової групи, f 12 - фокусна відстань системи з першої та другої лінз першої лінзової групи, f 6 - фокусна відстань другої лінзи другої лінзової групи [2]. Недоліком цього ширококутного об'єктива є те, що його конструкція не дозволяє забезпечити високу якість зображення в межах усього поля зору, особливо на периферії. Задачею запропонованої корисної моделі є забезпечення високої якості зображення ширококутного об'єктива зі збереженням основних функціональних параметрів, таких як поле зору, спектральний діапазон, фокусна відстань та відносний отвір. Поставлена задача вирішується тим, що в ширококутному об'єктиві розташовано першу лінзову групу, яка містить перший від'ємний меніск, ввігнутістю направлений до площини зображень, другий від'ємний меніск, ввігнутістю направлений до площини зображень, та позитивну лінзу, опуклою стороною направлену до площини предметів, та другу лінзову групу, яка містить склейку з від'ємної та позитивної лінз, що має позитивну заломлюючу силу в цілому, та одиничну позитивну лінзу, згідно з корисною моделлю, дотримано такі умови: f 12 f6 f 12 f 40 f6 f  0,21 ,  0,95 ,  5,20 , де f - задня фокусна відстань всього ширококутного об'єктива, f 12 - задня фокусна відстань системи першої та другої лінз першої лінзової групи, f 6 - задня фокусна відстань 45 другої лінзи другої лінзової групи. Основні функціональні параметри корисної моделі, що пропонується, представлені в табл. 1. Конструктивні параметри розробленого ширококутного об'єктива наведені в табл. 2. 1 UA 112577 U Таблиця 1 Основні функціональні параметри ширококутного об'єктива Параметр Значення параметра для оптичної системи Фокусна відстань 10 мм Кутове поле зору в просторі предметів 155 градусів Спектральний діапазон 486…656 нм Загальна довжина (від першої поверхні до площини 69,513 мм зображень) Діаметр вхідної зіниці 5 мм Відносний отвір 2 5 На фіг. 1 зображена оптична схема запропонованого ширококутного об'єктива. На фіг. 2 представлені точкові діаграми запропонованого ширококутного об'єктива, де середньоквадратичне (СКВ) та максимальне значення радіусів світлових плям наведені в мікрометрах відносно відповідних центроїдів плям. На фіг. 3 наведено графіки хвильової аберації (оптичної різниці ходу) ширококутного об'єктива. Таблиця 2 Конструктивні параметри запропонованого ширококутного об'єктива Номер поверхні Предмет 1 2 3 4 5 6 7 (апертурна діафрагма) 8 9 10 11 12 Зображення Радіус Показник заломлення Осьова товщина, Світловий радіус, кривизни nе та коефіцієнт мм мм поверхні, мм дисперсії νе   43,81 2,00 1,864; 40,77 22,19 13,15 15,17 12,95 24,90 2,00 1,864; 40,77 9,99 10,95 2,02 8,31 19,23 15,00 1,904; 17,98 8,31 -61,97 0,81 5,80  0,42 -43,38 14,55 -15,02 33,53 107,21  2,00 5,93 0,1 2,91 21,11 0,0 5,25 1,904; 17,98 1,758; 49,60 1,887; 20,88 5,31 6,86 7,85 9,36 9,48 13,38 10 15 20 25 Ширококутний об'єктив (фіг. 1) складається з першої лінзової групи I, апертурної діафрагми та другої лінзової групи II. Перша лінзова група I містить перший від'ємний меніск 1, направлений ввігнутістю до площини зображень, другий від'ємний меніск 2, направлений ввігнутістю до площини зображень, та позитивну лінзу 3, направлену опуклою стороною до площини предметів. Друга лінзова група II містить від площини предметів склейку від'ємної лінзи 4 та позитивної лінзи 5 та має позитивну заломлюючу силу в цілому та одиничну позитивну лінзу 6. Ширококутний об'єктив працює таким чином. Паралельні пучки світла з кутом поля зору до 155 градусів проходять через вхідну зіницю об'єктива діаметром 5 мм, заломлюються поверхнями лінз 1-3 першої лінзової групи I, обмежуються апертурною діафрагмою, заломлюються поверхнями лінз 4-6 другої лінзової групи II та фокусуються в площині зображень, де розташована світлочутлива поверхня матричного приймача зображення (наприклад, приладу з зарядовим зв'язком). В табл. 3 наведені значення основних аберацій для найближчого аналога та корисної моделі, що пропонується. 2 UA 112577 U Таблиця 3 Значення аберацій оптичних систем ширококутних об'єктивів Вид аберації Найближчий аналог Розроблений об'єктив Поперечна сферична аберація на осі для основної 34,2 мкм 42 мкм довжини хвилі Поперечна сферична аберація на осі у всьому 58,7 мкм 51,4 мкм спектральному діапазоні Астигматизм для основної довжини хвилі по -0,03 мм -0,03 мм всьому полю зору Поперечна аберація на краю поля зору для 327,9 мкм 91,5 мкм основної довжини хвилі в меридіональній площині Поперечна аберація на краю поля зору для 74,6 мкм 47,4 мкм основної довжини хвилі в сагітальній площині Поперечна аберація на краю поля зору у всьому спектральному діапазоні в меридіональній 400 мкм 97 мкм площині Поперечна аберація на краю поля зору у всьому 83,0 мкм 74,6 мкм спектральному діапазоні в сагітальній площині Дисторсія для основної довжини хвилі по всьому -0,72 % -0,70 % полю зору Хроматизм збільшення на краю поля зору 0,28 мм 0,05 мм 5 10 Представлені результати підтверджують, що ширококутний об'єктив має хорошу якість зображення по всьому полю зору. Даний об'єктив без перерахунку конструктивних параметрів можна використовувати як ширококутний об'єктив цифрових фото- та відеокамер. Таким чином, в ширококутному об'єктиві поліпшено якість зображення при збереженні його основних функціональних параметрів (поля зору, спектрального діапазону, фокусної відстані та відносного отвору). Джерела інформації: 1. Patent US №8264783 В2. "Wide-angle lens system having short overall length" МПК G02B 13/00. опубл. 03.05.2012. 2. Patent US №8237842 B2. "Wide-angle lens and imaging apparatus equipped therewith" МПК G02B 13/00. опубл. 17.02.2011. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Ширококутний об'єктив, у якому розміщено першу лінзову групу, яка містить перший від'ємний меніск, направлений ввігнутістю до площини зображень, другий від'ємний меніск, направлений ввігнутістю до площини зображень, та позитивну лінзу, направлену опуклою стороною до площини предметів, та другу лінзову групу, яка містить склейку з від'ємної та позитивної лінз, що має позитивну заломлюючу силу в цілому, та одиничну позитивну лінзу, який відрізняється тим, що дотримано такі умови: f 12 f6 25 f 12 f  0,21 ,  0,95 , f6  5,20 , f де f - задня фокусна відстань всього ширококутного об'єктива, f 12 - задня фокусна відстань системи першої та другої лінз першої лінзової групи, f 6 - задня фокусна відстань другої лінзи другої лінзової групи. 3 UA 112577 U 4 UA 112577 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5