Ширококутний об’єктив із зменшеною дисторсією

Реферат: Ширококутний об'єктив зі зменшеною дисторсією містить послідовно встановлені зі сторони об'єкта негативну першу меніскову лінзу, обернену випуклою поверхнею до предмета, компонент, склеєний з позитивної другої лінзи і негативної третьої лінзи, компонент, склеєний з позитивної четвертої лінзи і негативної п'ятої лінзи, позитивну шосту лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення, і негативну меніскову сьому лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення. Четверта лінза об'єктива виконана як позитивний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення. П'ята лінза виконана як негативний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення, при наступних співвідношеннях: f 1  7,1 , f f 23  0,95 , f r11  r10  8,7 . r11  r10 UA 116296 U (54) ШИРОКОКУТНИЙ ОБ'ЄКТИВ ІЗ ЗМЕНШЕНОЮ ДИСТОРСІЄЮ UA 116296 U UA 116296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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. Такі ширококутні об'єктиви застосовуються 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 містить чотири лінзові компоненти. Апертурна діафрагма передбачена між другим і третім компонентами об'єктива. Недоліком відомого ширококутного об'єктива є невисока якість зображення в межах усього поля зору та значна дисторсія [1]. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є ширококутний об'єктив. В цьому об'єктиві встановлено послідовно зі сторони об'єкта негативну меніскову лінзу, обернену випуклою поверхнею до предмета, перший склеєний компонент з позитивної другої лінзи та негативної третьої лінзи, другий склеєний компонент з четвертої позитивної лінзи та п'ятої негативної лінзи, шостої позитивної лінзи, випукла поверхня якої направлена до зображення, та меніскової сьомої лінзи, випукла поверхня якої направлена до зображення. Крім цього в даному ширококутному об'єктиві дотримано такі обмеження:  1,95  f 1  1,05 , f 1,05  f 23  3,60 , f 1,10  f 45  2,16 , f r11  r10 1,53   4,95 , r11  r10 де f - задня фокусна відстань всього ширококутного об'єктива, f 1 - задня фокусна відстань першої лінзи, f 23 - задня фокусна відстань підсистеми з другої та третьої лінз першої лінзової групи, f 45 - задня фокусна відстань підсистеми з четвертої та п'ятої лінз другої лінзової групи, r10 - задня поверхня шостої лінзи, r11 - передня поверхня сьомої лінзи. Недоліком цього ширококутного об'єктива є те, що його конструкція не забезпечує високу якість зображення в межах усього поля зору, особливо на периферії [2]. Задачею запропонованої корисної моделі є удосконалення конструкції ширококутного об'єктива, підвищення якості зображення зі збереженням основних функціональних параметрів. Поставлена задача вирішується тим, що в ширококутному об'єктиві зі зменшеною дисторсією, який містить послідовно встановлені зі сторони об'єкта негативну першу меніскову лінзу, обернену випуклою поверхнею до предмета, компонент, склеєний з позитивної другої лінзи і негативної третьої лінзи, компонент, склеєний з позитивної четвертої лінзи і негативної п'ятої лінзи, позитивну шосту лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення, і негативну меніскову сьому лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення, новим є те, що четверта лінза об'єктива виконана як позитивний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення, а п'ята лінза виконана як негативний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення, при наступних співвідношеннях: f 1  7,1 , f f 23  0,95 , f r11  r10  8,7 . r11  r10 Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. 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 дифракційну МПФ запропонованого ширококутного об'єктива. На фіг. 4 зображено карту функції деформації хвильового фронту для основної довжини хвилі та осьового пучка. В табл. 1 представлені основні функціональні параметри ширококутного об'єктива. 1 UA 116296 U 5 В табл. 2 наведені конструктивні параметри запропонованого ширококутного об'єктива зі зменшеною дисторсією. В табл. 3 наведені значення основних аберацій для прототипу та запропонованого ширококутного об'єктива. Представлені результати підтверджують, що ширококутний об'єктив зі зменшеною дисторсією має якісне зображення по всьому полю зору. Таблиця 1 Функціональні параметри ширококутного об'єктива зі зменшеною дисторсією Параметр Фокусна відстань Кутове поле зору в просторі предметів Спектральний діапазон Загальна довжина (від першої поверхні до площини зображень) Діаметр вхідної зіниці Відносний отвір Значення параметра для оптичної системи 100 мм 77,2 градусів 486…656 нм 132,8 мм 24,5 мм 1:4,08 Таблиця 2 Конструктивні параметри запропонованого ширококутного об'єктива зі зменшеною дисторсією Номер поверхні Предмет 1 2 3 4 5 6 (апертурна діафрагма) 7 8 9 10 11 12 13 Зображення Радіус кривизни Осьова поверхні, мм товщина, мм   36,448 8,53 30,672 2,34 37,113 6,92 -44,522 2 88,756 1,73  Показник заломлення nе та коефіцієнт дисперсії υe Світловий діаметр, мм 1,635; 45,69 42,51 32,69 30,96 29,6 22,64 1,668; 47,19 1,686; 35,23 22,64 -231,119 -44,307 -90,631 -35,83 -31,436 -25 -38,855 10,76 2 3,43 15,03 5,58 S.3 20,3 1,805; 47,50 1,571; 41,75 20,1 27,75 30,46 31,79 43,53 44,22 58,34 160,1 1,805; 47,50 1,805; 24,74 65  Таблиця 3 Абсолютні значення аберацій оптичних систем ширококутних об'єктивів Прототип Вид аберації Поперечна сферична аберація на осі для основної довжини хвилі Поперечна сферична аберація на осі у всьому спектральному діапазоні Астигматизм для основної довжини хвилі по всьому полю зору Поперечна аберація на краю поля зору для основної довжини хвилі в меридіональний площині Поперечна аберація па краю поля зору для основної 2 Пропонований об'єктив 24,8 мкм 9,43 мкм 26,1 мкм 9,43 мкм 3 мм 2,8 мм 0,56 мм 0,25 мм 0,57 мм 0,26 мм UA 116296 U довжини хвилі в сагітальній площині Поперечна аберація па краю поля зору у всьому спектральному діапазоні в меридіональний площині Поперечна аберація на краю поля зору у всьому спектральному діапазоні в сагітальній площині Дисторсія для основної довжини хвилі по всьому полю зору Хроматизм збільшення на краю поля зору 5 10 0,58 мм 0,27 мм 0,63 мм 0,38 мм 0,3 % 0,28 % 0,04 мм 0,05 мм Ширококутний об'єктив зі зменшеною дисторсією працює наступним чином: паралельні пучки променів від нескінченно віддаленого предмета проходять через негативну меніскову лінзу 1, позитивну лінзу 2, негативну лінзу 3, апертурну діафрагму, позитивну лінзу 4, негативну лінзу 5, позитивну лінзу 6 і меніскову лінзу 7 та утворюють дійсне зображення в площині фотоприймача. Таким чином, в ширококутному об'єктиві зі зменшеною дисторсією поліпшено якість зображення при збереженні його основних функціональних параметрів (поля зору, спектрального діапазону, фокусної відстані та відносного отвору). Джерела інформації: 1. Patent US № 5760973А "COMPACT WIDE-ANGLE LENS SYSTEM", МПК G02В 13/04 G02B 9/58, опубл. 02.06.1998. 2. Patent US № 5621575 A. "Wide-angle lens system" МПК G02В 13/04, G02B 9/60, опубл. 15.04.1997. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Ширококутний об'єктив зі зменшеною дисторсією, який містить послідовно встановлені зі сторони об'єкта негативну першу меніскову лінзу, обернену випуклою поверхнею до предмета, компонент, склеєний з позитивної другої лінзи і негативної третьої лінзи, компонент, склеєний з позитивної четвертої лінзи і негативної п'ятої лінзи, позитивну шосту лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення, і негативну меніскову сьому лінзу, випукла поверхня якої направлена до зображення, який відрізняється тим, що четверта лінза об'єктива виконана як позитивний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення, а п'ята лінза виконана як негативний меніск, випукла поверхня якої направлена до зображення, при наступних співвідношеннях: f 1  7,1 , f f 23  0,95 , f r11  r10  8,7 , r11  r10 де f задня фокусна відстань всього об'єктива, f 1 - задня фокусна відстань системи першої лінзи, f 23 - задня фокусна відстань підсистеми другої та третьої лінз першої лінзової групи, r10 - задня поверхня шостої лінзи, r11 - передня поверхня сьомої лінзи. 3 UA 116296 U 4 UA 116296 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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