Об’єктив фотокамери

Реферат: Об'єктив фотокамери, в якому послідовно розташовано першу лінзову групу, яка виконана як склейка двох лінз, а саме лінзи, що має форму негативного меніска, опуклою стороною направленого до площини предметів, та лінзи, яка має форму позитивного меніска, апертурну діафрагму, другу лінзову групу, що складається з чотирьох лінз та плоскопаралельну пластину, причому перша лінза другої лінзової групи має форму одиничної двоввігнутої лінзи, друга лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини предметів, третя лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень, а четверта лінза має форму негативного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень. UA 107863 U (54) ОБ'ЄКТИВ ФОТОКАМЕРИ UA 107863 U UA 107863 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Пропонована корисна модель належить до оптичного приладобудування, а саме до об'єктивів, і може використовуватись як об'єктив для формування зображення фотокамерою. Відомий світосильний об'єктив, який має встановлені по ходу променів силовий і корекційний компоненти. Силовий компонент містить позитивну двосклеєну лінзу, негативну двосклеєну лінзу та одиночний меніск. Корекційний компонент містить одиночний меніск, направлений ввігнутою поверхнею до площини зображення, та лінзу. Негативна двосклеєна лінза силового компонента виготовлена як меніск, який направлений ввігнутою поверхнею до площини предметів і складається з двоввігнутої та двоопуклої лінз, одиночний меніск силового компонента є позитивним, направленим увігнутою поверхнею до площини зображень та розташований після негативної двосклеєної лінзи, одиночний меніск корекційного компонента виконаний позитивним, а лінза корекційного компонента виконана двоввігнутою і розташована після позитивного одиночного меніска [1]. Недоліком відомого об'єктива є те, що така конструкція не дозволяє отримати високу якість зображення в межах усього поля зору. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є об'єктив, в якому зі сторони площини предметів послідовно розташовано, перша лінзова група, апертурна діафрагма та друга лінзова група. Перша лінзова група складається зі склейки двох лінз, а саме лінзи, яка має форму негативного меніска, опуклою стороною направленою до площини предметів та лінзи, яка має форму позитивного меніска. Друга лінзова група складається з п'яти лінз, а саме: склейки двоввігнутої та двоопуклої лінзи, лінзи яка має форму негативного меніска, направленого увігнутістю до площини предметів, двовипуклої лінзи та плоско-паралельної пластини [2]. Недоліком даного об'єктива також є те, що відома конструкція не дозволяє отримати високу якість зображення в межах усього поля зору. В основу корисної моделі поставлена задача покращення якості зображення об'єктива фотокамери, зі збереженням основних функціональних параметрів таких як поле зору, спектральний діапазон, фокусна відстань та відносний отвір. Поставлена задача вирішується тим, що в об'єктиві фотокамери в якому послідовно розташовано перша лінзова група, яка виконана як склейка двох лінз, а саме лінзи, що має форму негативного меніска, опуклою стороною направленого до площини предметів та лінзи, яка має форму позитивного меніска, апертурна діафрагма, друга лінзова група, що складається з чотирьох лінз, плоскопаралельна пластина. Новим є те, що перша лінза другої лінзової групи має форму одиничної двоввігнутої лінзи, друга лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини предметів, третя лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень, а четверта лінза має форму негативного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень. Об'єктив фотокамери (фіг. 1) складається з першої лінзової групи І, апертурної діафрагми, другої лінзової групи II та плоско-паралельної пластини. Перша лінзова група І містить склейку лінз, одна з яких має форму меніска 1, опуклою стороною направленого до площини предметів, а друга має форму позитивного меніска 2. Друга лінзова група II містить 4 лінзи: двоввігнуту лінзу 3, лінзу 4 у вигляді позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини предметів, лінзи у вигляді позитивних менісків 5 та 6, направлених увігнутістю до площини зображень. Об'єктив фотокамери працює наступним чином. Паралельні пучки світла з кутом поля зору до 26,5 градусів проходять через вхідну зіницю об'єктива діаметром 10 мм, заломлюються поверхнями лінз 1-2 першої лінзової групи І, обмежуються апертурною діафрагмою, заломлюються поверхнями лінз 3-6 другої лінзової групи II, проходять через плоскопаралельну пластину та фокусуються в площині зображень, де розташована світлочутлива поверхня ПЗЗматриці (приладу із зарядовим зв'язком). Основні функціональні параметри корисної модулі, що пропонується, представлені в табл. 1. Конструктивні параметри розробленого об'єктива фотокамери наведені в табл. 2. Таблиця 1 Основні функціональні параметри об'єктивів Параметр Фокусна відстань Кутове поле зору в просторі предметів Спектральний діапазон Значення параметра для оптичної системи 28,8 мм 53 градуси 587…615 нм 1 UA 107863 U Параметр Значення параметра для оптичної системи Загальна довжина (від першої поверхні до площини 38,18 мм зображень) Спектральний діапазон 0,58…0,61 мкм Діаметр вхідної зіниці 10 мм Відносний отвір 1.Ζ,бо 5 На фіг. 1 зображена оптична схема запропонованого об'єктива фотокамери. На фіг. 2 представлені точкові діаграми запропонованого об'єктива фотокамери, 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) об'єктива фотокамери. Таблиця 2 Конструктивні параметри запропонованого об'єктива фотокамери Номер поверхні Предмет 1 2 3 4(апертурна діафрагма) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Зображення 10 Радіус кривизни Показник заломлення Осьова товщина, Світловий радіус, поверхні, nе та коефіцієнт мм мм мм дисперсії νe   16,85 0,80 1,689; 31,07 6,15 14,94 2,81 1,883; 40,76 5,79 418,76 1,00 5,03 1,00 -25,95 19,79 -30,94 -14,04 24,96 64,49 52,98 48,05    4,32 3,36 1,85 1,57 1,07 4,28 4,99 2,10 1,69 2,80 8,82 0,0 1,847; 23,78 1,904; 31,32 1,623; 58,16 1,713; 53,87 1,550; 55,00 4,31 5,24 5,80 6,15 8,22 8,69 10,43 10,62 10,80 11,39 14,45 В табл. 3 наведені значення основних аберацій для прототипу та корисної моделі, що пропонується. Таблиця 3 Значення аберацій оптичних систем 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 меридіональній площині Поперечна аберація на краю поля зору для основної довжини хвилі в сагітальній площині Поперечна аберація на краю поля зору у всьому спектральному діапазоні в меридіональній площині 2 Розроблений об'єктив фотокамери 42,6 мкм 4,28 мкм 48,4 мкм 6,54 мкм -0,36 мм 0,29 мм -136,6 мкм -31,7 мкм 106,8 мкм 34,7 мкм -172,5 мкм -57,9 мкм UA 107863 U Прототип Вид аберації 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 15 Розроблений об'єктив фотокамери 109,2 мкм -31,7 мкм -3,31 % 0,75 % 0,01 мм 0,017 мм Представлені результати підтверджують, що об'єктив фотокамери має хорошу якість зображення по всьому полю зору. У запропонованому об'єктиві вибір форми першої та другої лінз другого компонента дозволяє підвищити якість зображення об'єктива фотокамери. Даний об'єктив без перерахунку конструктивних параметрів можна використовувати як фотооб'єктив цифрових камер з приймачами випромінювання, які мають розмір кадру з діагоналлю до 28,9 мм. Таким чином, в об'єктиві фотокамери поліпшено якість зображення при збереженні його основних функціональних параметрів усього поля зору, спектральний діапазон, фокусну відстань та відносний отвір. Джерела інформації: 1. Патент РФ № 2377619. "Светосильный объектив" МПК G02B 9/60. опубл. 27.12.2009. 2. Patent US № 9013806 B2. "Imaging lens and imaging apparatus" МПК G02B 13/00. опубл. 16.10.2014. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Об'єктив фотокамери, в якому послідовно розташовано першу лінзову групу, яка виконана як склейка двох лінз, а саме лінзи, що має форму негативного меніска, опуклою стороною направленого до площини предметів, та лінзи, яка має форму позитивного меніска, апертурну діафрагму, другу лінзову групу, що складається з чотирьох лінз та плоскопаралельну пластину, який відрізняється тим, що перша лінза другої лінзової групи має форму одиничної двоввігнутої лінзи, друга лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини предметів, третя лінза має форму позитивного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень, а четверта лінза має форму негативного меніска, направленого увігнутістю до площини зображень. 3 UA 107863 U 4 UA 107863 U 5 UA 107863 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 6