Широкоугольный фотообъектив

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Любанец Галина Казимировна Черняк Нинэль Андреевна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Широкоугольный фотообъектив, содержащий по направлению хода луча первый отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, силовой компонент,выполненный из двух частей, разделенных апертурной диафрагмой, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме, при этом первая часть силового компонента содержит положительный двухлинзовый склеенный блок, выполненный из двух положительных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный трехлинзовый склеенный блок, выполненный из двояковыпуклой линзы,двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме, а вторая часть силового компонента содержит положительный блок и положительный двухлинзовый склеенный блок, отличающийся тем, что содержит сменные светофильтры, расположенные в пространстве апертурной диафрагмы, и дополнительный отрицательный мениск, расположенный за силовым компонентом и обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме, при этом положительный блок второй части силового компонента выполнен в виде положительного трехлинзового блока, склеенного из положительного и двух отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме,положительный двухлинзовый склеенный блок второй части силового компонента выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения, причем воздушный промежуток между первым отрицательным мениском и силовым компонентом составляет 0,29 фокусного расстояния всего объектива,а воздушный промежуток в пространстве апертурной диафрагмы составляет 0,2 фокусного расстояния всего объектива.(56)282302 5, 1990.1525652 1, 1989.2041479 1, 1995.2123712 1, 1998.2123713 1, 1998.3738738 , 1973.3994575 , 1976.3999840 , 1976. Изобретение относится к фотографической технике, а именно к фотографическим объективам, и может быть использовано в аэрофотосъемке. Известен широкоугольный аэрофотосъемочный объектив 1, содержащий шесть компонентов, из которых первый, пятый и шестой выполнены в виде одиночных отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, расположенной между третьим и четвертым компонентами. Второй компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, третий компонент содержит склеенные двухлинзовый и трехлинзовый положительные блоки, а четвертый состоит из склеенного четырехлинзового положительного блока и плоскопараллельной пластинки с эквивалентным цветным стеклам показателем преломления. Объектив имеет фокусное расстояние 150 мм, относительное отверстие 14,5 и угловое поле зрения 110. Объектив обладает недостаточно высокой коррекцией как монохроматических, так и хроматических аберраций в области спектра 480720 нм, имеет существенные остаточные аберрации широких наклонных пучков, что не дает возможности получить разрешающую способность более 5060 мм-1 в пределах вего поля зрения. Фотограмметрическая дисторсия в данном объективе не превышает 0,005 мм. Из известных объективов, наиболее близких по техническому решению к предлагаемому изобретению, можно выбрать в качестве прототипа широкоугольный ортоскопический объектив 2. Объектив содержит 11 линз отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, силовой компонент и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме. Силовой компонент выполнен из двух частей, разделенных апертурной диафрагмой. Первая часть силового компонента содержит положительный склеенный двухлинзовый блок, состоящий из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный трехлинзовый склеенный блок, состоящий из двояковыпуклой, двояковогнутой линз и положительного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме. Вторая часть силового компонента содержит положительный блок, выполненный из положительного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме (мениск выполнен из флюорита), и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный двухлинзовый склеенный блок, состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Объектив имеет фокусное расстояние 150 мм, угловое поле зрения 81. Объектив обладает высокой коррекцией как монохроматических, так и хроматических аберраций в области спектра 480700 нм, дисторсия не превышает 0,001 мм, однако использование флюорита, имеющего большой коэффициент линейного расширения, приводит к терморасстраиваемости объектива и снижению качества изображения в процессе эксплуатации. 2 6478 1 Задачей изобретения является увеличение углового поля зрения объектива до 94,расширение спектрального диапазона 460850 нм, повышение качества изображения объектива за счет улучшения коррекции аберраций широких наклонных пучков без существенного увеличения весогабаритных характеристик. Для решения поставленной задачи широкоугольный фотообъектив, содержащий по направлению хода луча первый отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, силовой компонент, выполненный из двух частей, разделенных апертурной диафрагмой, и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме, при этом первая часть силового компонента содержит положительный двухлинзовый склеенный блок, выполненный из двух положительных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный трехлинзовый склеенный блок,выполненный из двояковыпуклой линзы, двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме, а вторая часть силового компонента содержит положительный блок и положительный двухлинзовый склеенный блок, в отличие от прототипа, содержит сменные светофильтры, расположенные в пространстве апертурной диафрагмы, и дополнительный отрицательный мениск, расположенный за силовым компонентом и обращенный вогнутостью к апертурной диафрагме, при этом положительный блок второй части силового компонента выполнен в виде положительного трехлинзового блока, склеенного из положительного и двух отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, положительный двухлинзовый склеенный блок второй частисилового компонента выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения, причем воздушный промежуток между первым отрицательным мениском и силовым компонентом составляет 0,29 фокусного расстояния всего объектива, а воздушный промежуток в пространстве апертурной диафрагмы составляет 0,2 фокусного расстояния всего объектива. Предлагаемый широкоугольный объектив с фокусным расстоянием 150 мм, относительным отверстием 14,5, угловым полем зрения 94 имеет в спектральном диапазоне 460700 нм средневзвешенную по всему полю кадра разрешающую способность 121 мм-1 при минимальной разрешающей способности 85 мм-1 на краю поля зрения и 50 мм-1 в спектральном диапазоне 740850 нм. Фотограмметрическая дисторсия не превышает 0,002 мм, дифференциальная хроматическая дисторсия не более 0,010 мм в указанных выше спектральных диапазонах. Для обеспечения высокой разрешающей способности в спектральном диапазоне 460850 нм за счет коррекции аберраций широких наклонных пучков и уменьшения хроматических аберраций в предлагаемом объективе положительный блок второй части силового компонента выполнен в виде положительного трехлинзового блока, склеенного из положительного и двух отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, положительный двухлинзовый склеенный блок второй части силового компонента выполнен из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения, и введен за силовым компонентом отрицательный мениск. Для получения высокой коррекции дисторсии до 0,001 мм воздушный промежуток между первым отрицательным мениском и силовым компонентом составляет 0,29 фокусного расстояния всего объектива (вместо 0,22 у прототипа). Воздушный промежуток в пространстве апертурной диафрагмы равен 0,2 фокусного расстояния всего объектива (вместо 0,08 у прототипа). Это позволяет разместить здесь затвор,ирисовую диафрагму для изменения относительного отверстия объектива при различных освещенностях объекта фотографирования и набор сменных светофильтров, ЖС 16, ОС 14,ИКС 5, обеспечивающих заданную ширину спектрального интервала фотографирования на различных пленках (спектрозональная, тип 48, И-840). На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива. 6478 1 На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз объектива и характеристики использованных марок стекол. На фиг. 3 представлен график продольной сферической аберрации объектива. На фиг. 4 приведен график расчетного значения фотограмметрической и дифференциальной хроматической дисторсии объектива в спектральном диапазоне 460700 нм в пределах всего поля зрения. На фиг. 5 и фиг. 6 представлены графики полихроматической частотно-контрастной характеристикив спектральном диапазоне 460700 нм при работе объектива с пленкой (тип 3414) и со светофильтром ЖС 16 для точки на оси (фиг. 3) и для углов поля зрения 43 и 21 (фиг. 6). На фиг. 7 приведен график полихроматической частотно-контрастной характеристики в спектральном диапазоне 740850 нм с фильтром ИКС 5 и пленкой И-840 для углов поля зрения 43 и 21. Объектив (фиг. 1) содержит по направлению хода луча первый отрицательный мениск 1,обращенный вогнутостью к плоскости изображения, силовой компонент 2, дополнительный отрицательный мениск 3 и отрицательный мениск 4, обращенные вогнутостью к апертурной диафрагме. Силовой компонент 2 выполнен из двух частей 5 и 6, разделенных апертурной диафрагмой 7 и содержит положительный двухлинзовый склеенный блок 8, выполненный из двух положительных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный трехлинзовый склеенный блок 9, выполненный из двояковыпуклой линзы,двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к апертурной диафрагме, сменные светофильтры 10, 11, 12, расположенные в пространстве апертурной диафрагмы 7, положительный трехлинзовый блок 13, склеенный из положительного и двух отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к апертурной диафрагме, и положительный двухлинзовый склеенный блок 14, выполненный из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения. Графики аберраций объектива (фиг. 3, 4) и графики частотно-контрастных характеристик(фиг. 5, 6, 7) подтверждают, что средневзвешенная по полю кадра разрешающая способность 121 мм-1 при полностью раскрытой диафрагме в спектральном диапазоне 460700 нм, при минимальной разрешающей способности на краю кадра 85 мм-1 в спектральном диапазоне 740850 нм - 50 мм-1. В предлагаемом объективе по сравнению с прототипом замена положительного и отрицательного менисков на склеенный положительный трехлинзовый блок 13, выбор формы линз в виде положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к плоскости изображения, в положительном двухлинзовом склеенном блоке 14 и введение отрицательного мениска 3, изменение воздушных промежутков, введение сменных светофильтров 10, 11, 12, применение других марок стекол позволили увеличить спектральный интервал и угол поля зрения до 94, повысить средневзвешенную разрешающую способностьдо 121 мм-1 в спектральном диапазоне 460700 нм и получить 50 мм-1 в спектральном диапазоне 740850 нм, существенно сократить вес оптических компонентов при сохранении таких габаритных характеристик, как отношение максимального диаметра линз объектива к диагонали кадра при несущественном увеличении отношения длины объектива к диагонали кадра. Таким образом, предложенный объектив позволяет получить более высокую разрешающую способность при увеличенном до 94 угловом поле зрения и в более широком(460850 нм) спектральном диапазоне, существенно сократить весовые характеристики при сохранении габаритных, что особенно важно для объективов, используемых в аэро- и космической фотосъемке. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.