RU126479U1 - LIGHT LIGHT - Google Patents

LIGHT LIGHT Download PDF

Info

Publication number
RU126479U1
RU126479U1 RU2012147038/28U RU2012147038U RU126479U1 RU 126479 U1 RU126479 U1 RU 126479U1 RU 2012147038/28 U RU2012147038/28 U RU 2012147038/28U RU 2012147038 U RU2012147038 U RU 2012147038U RU 126479 U1 RU126479 U1 RU 126479U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
lenses
light
focal length
optical surfaces
Prior art date
Application number
RU2012147038/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Бышкин
Сергей Иванович Щеглов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2012147038/28U priority Critical patent/RU126479U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU126479U1 publication Critical patent/RU126479U1/en

Links

Images

Abstract

Светосильный объектив, состоящий из двух последовательно установленных по ходу лучей одиночных положительных менисков, обращенных выпуклостью к предмету, выполненных из германия, отличающийся тем, что все оптические поверхности выполнены сферическими и имеют место соотношения0<d<0,2f';2<R/f'<4,5;0,5<R/f'<1;4<R/f'<8;0,7<R/f'<2,где R, R, R, R- радиусы кривизны первой, второй, третьей и четвертой оптических поверхностей;d- воздушный промежуток между двумя линзами;f' - фокусное расстояние всего объектива.A fast lens consisting of two successively single positive menisci convex toward the object made of germanium, characterized in that all optical surfaces are spherical and have the relations 0 <d <0.2f '; 2 <R / f '<4,5; 0,5 <R / f' <1; 4 <R / f '<8; 0,7 <R / f' <2, where R, R, R, R are the radii of curvature of the first, second, third and fourth optical surfaces; d is the air gap between two lenses; f 'is the focal length of the entire lens.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, работающим в дальнем ПК-диапазоне длин волн, и может быть использована в тепловизионных приборах.The proposed utility model relates to optical instrumentation, namely to lenses operating in the far PC-wavelength range, and can be used in thermal imaging devices.

Известен двухлинзовый объектив с воздушным промежутком для спектрального диапазона от 8 до 14 мкм по патенту ФРГ №1813085; МПК G02В 13/14; НКИ 42h 3/01, публ. 1973 г., который содержит два компонента по ходу лучей, первый из которых - одиночная двояковыпуклая положительная линза, второй - одиночная отрицательная линза. Линзы выполнены из разного материала, причем, показатель преломления материала положительной линзы меньше показателя преломления материала отрицательной линзы, коэффициент дисперсии Аббе материала положительной линзы больше коэффициента дисперсии Аббе материала отрицательной линзы. Однако объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:2,5. Кроме того, отрицательная линза выполнена из сульфида цинка, а сульфид цинка в спектральном диапазоне от 8 до 14 мкм имеет худшее пропускание по сравнению с германием и селенидом цинка.Known two-lens with an air gap for the spectral range from 8 to 14 microns according to the patent of Germany No. 1813085; IPC G02B 13/14; NKI 42h 3/01, publ. 1973, which contains two components along the rays, the first of which is a single biconvex positive lens, the second is a single negative lens. The lenses are made of different materials, moreover, the refractive index of the positive lens material is less than the refractive index of the negative lens material, the Abbe dispersion coefficient of the positive lens material is greater than the Abbe dispersion coefficient of the negative lens material. However, the lens has an insufficient relative aperture of 1: 2.5. In addition, the negative lens is made of zinc sulfide, and zinc sulfide in the spectral range from 8 to 14 μm has a worse transmittance compared to germanium and zinc selenide.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив (США, патент №3992078; МПК G02В 3/00; НКИ 350/2, 350/231; публ. 1976 г.), состоящий из передней и задней простых положительных линз, изготовленных из германия, причем, указанные элементы отстоят друг от друга по оси на расстоянии от 0,8F до 1.2F, где F - эквивалентное фокусное расстояние всего объектива; причем, каждая линза может быть выполнена либо в виде выпуклоплоской, обращенной выпуклостью к предмету, либо положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, причем, первые по ходу лучей поверхности первой и второй линз выполнены с радиусами кривизны более 5F и 2F соответственно, меньшими, чем радиусы кривизны задних поверхностей указанных соответствующих линз. Кроме того, радиус задней поверхности передней линзы и радиус задней поверхности задней линзы может быть больше 50F, толщины по оси передней и задней линз могут быть менее 0,05F, заднее фокусное расстояние объектива может быть более 0,5F и менее 2F, задняя поверхность передней линзы может быть асферическая, а в двух вариантах конкретного исполнения данного объектива, приведенных в описании патента США отношения R1/R2 и R3/R4 составляют от 0 до 0,1 включительно. Данный объектив рассчитан для диапазона длин волн от 8 до 14 мкм, но он имеет недостаточное относительное отверстие 1:1, большие продольные габариты (расстояние от первой поверхности до фокуса не менее 1,3F; что следует из формулы изобретения). Оба варианта конкретного исполнения этого объектива имеют асферическую поверхность на второй поверхности первой линзы, а известно («Вычислительная оптика», справочник, под общей редакцией М.М.Русинова, Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1984, стр.383, 384, 385), что при больших значениях отношения расстояния между двумя линзами к фокусному расстоянию всего объектива для двухлинзовой системы из германия повышение светосилы препятствует неустранимая сферическая аберрация третьего порядка, возникающая на последней плоской (или близкой к плоскости) поверхности объектива. Устранение этой аберрации и повышение светосилы двухлинзовой системы может быть достигнута асферизацией одной из поверхностей первой линзы. Из этого следует, что область положительных решений этого объектива (с высоким качеством изображения) может быть получена только с применением асферики, что снижает технологичность данного объектива.The closest analogue to the claimed technical solution is a lens (US patent No. 399992078; IPC G02B 3/00; NKI 350/2, 350/231; publ. 1976), consisting of front and rear simple positive lenses made of Germany moreover, these elements are spaced apart from each other along the axis at a distance from 0.8F to 1.2F, where F is the equivalent focal length of the entire lens; moreover, each lens can be made either in the form of a convex plane convex to the object, or a positive meniscus convex to the object, and the first along the rays of the surface of the first and second lenses are made with radii of curvature greater than 5F and 2F, respectively, smaller than radii of curvature of the rear surfaces of said respective lenses. In addition, the radius of the rear surface of the front lens and the radius of the rear surface of the rear lens can be greater than 50F, the thickness along the axis of the front and rear lenses can be less than 0.05F, the rear focal length of the lens can be more than 0.5F and less than 2F, the rear surface of the front the lens can be aspherical, and in two versions of a specific implementation of this lens described in the description of the US patent, the ratios R 1 / R 2 and R 3 / R 4 are from 0 to 0.1 inclusive. This lens is designed for a wavelength range from 8 to 14 microns, but it has an insufficient relative aperture of 1: 1, large longitudinal dimensions (the distance from the first surface to the focus is at least 1.3F; as follows from the claims). Both versions of a specific implementation of this lens have an aspherical surface on the second surface of the first lens, and it is known (“Computing Optics”, reference, edited by M. M. Rusinov, Leningrad, “Mechanical Engineering”, Leningrad Branch, 1984, p. 383, 384 , 385) that for large values of the ratio of the distance between two lenses to the focal length of the entire lens for a two-lens system from Germany, an increase in aperture is prevented by irreparable third-order spherical aberration that occurs on the last plane (and and close to the plane) of the lens surface. The elimination of this aberration and the increase in the aperture ratio of the two-lens system can be achieved by asphering one of the surfaces of the first lens. It follows that the area of positive solutions for this lens (with high image quality) can be obtained only with the use of aspherics, which reduces the manufacturability of this lens.

Задачей заявляемой полезной модели является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the claimed utility model is to create a fast lens with improved performance.

Технический результат - повышение относительного отверстия, уменьшение габаритов и повышение технологичности при высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the relative aperture, a decrease in dimensions and an increase in manufacturability with high image quality.

Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из двух последовательно установленных по ходу лучей одиночных положительных менисков, обращенных выпуклостью к предмету, выполненных из германия, в отличие от известного, все оптические поверхности выполнены сферическими и имеют место соотношения:This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of two successively single positive menisci, convex to the object, made of germanium, in contrast to the known, all optical surfaces are spherical and have the following relationships:

0<dв<0,2f';0 <d at <0.2f ';

2<R1/f'<4,5;2 <R 1 / f '<4.5;

0,5<R3/f'<1;0.5 <R 3 / f '<1;

4<R2/f'<8;4 <R 2 / f '<8;

0,7<R4/f'<2;0.7 <R 4 / f '<2;

где: R1, R2, R3, R4 - - радиусы кривизны первой, второй, третьей и четвертой оптических поверхностей;where: R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - are the radii of curvature of the first, second, third and fourth optical surfaces;

dв - воздушный промежуток между двумя линзами;d in - the air gap between the two lenses;

f' - фокусное расстояние всего объектива.f 'is the focal length of the entire lens.

На фиг. представлена оптическая схема предложенного объектива.In FIG. The optical scheme of the proposed lens is presented.

Светосильный объектив (фиг.) состоит из двух расположенных по ходу лучей одиночных положительных менисков 1 и 2, обращенных выпуклостями к предмету. Входной зрачок или апертурная диафрагма совпадает с первой поверхностью, но могут находиться и в другом месте.A fast lens (Fig.) Consists of two single positive menisci 1 and 2 located along the rays, convex to the object. The entrance pupil or aperture diaphragm coincides with the first surface, but can be located in another place.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив, т.е. световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1 и 2 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works as a lens collecting from infinity, i.e. the luminous flux from an object located at infinity falls into the lens, where it passes through lenses 1 and 2 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver (not shown) is installed.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 8 до 12,5 мкм.In accordance with the proposed solution, a specific lens is calculated, corrected in the spectral range from 8 to 12.5 microns.

Конструктивные параметры объектива приведены в таблице 1.The design parameters of the lens are shown in table 1.

Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:

фокусное расстояние f'focal length f ' 14,51 мм14.51 mm относительное отверстиеrelative hole 1:0,81: 0.8 угол поля зренияfield of view angle 2,8 град.2.8 deg. задний фокальный отрезокback focal length 12,41 мм12.41 mm

В рассчитанном объективе выполнены условия:In the calculated lens, the following conditions are met:

0<dв<0,2f';0 <d at <0.2f '; dB=0,01034f';d B = 0.01034f '; 2<R1/f'<4,5;2 <R 1 / f '<4.5; R1/f'=3,882;R 1 / f '= 3.882; 0,5<R3/f'<l;0.5 <R 3 / f '<l; R3/f'=0,779;R 3 / f '= 0.779; 4<R2/f'<8;4 <R 2 / f '<8; R2/f'=5,757;R 2 / f '= 5.757; 0,7<R4/f'<2;0.7 <R 4 / f '<2; R4/f'=0,844;R 4 / f '= 0.844;

Таблица 1Table 1 Радиусы, ммRadii, mm Толщины, ммThickness mm МатериалMaterial Показатель преломления для λ=4 мкмRefractive index for λ = 4 μm Световой диаметр, ммLight diameter mm R1=56,34R 1 = 56.34 18eighteen d1=1,3d 1 = 1.3 GeGe 4,00244,0024 R2=83,55R 2 = 83.55 18eighteen d2=0,15d 2 = 0.15 1one R3=11,3R 3 = 11.3 1717 d3=1,8d 3 = 1.8 GeGe 4,00244,0024 R4=12,25R 4 = 12.25 1616

В табл. 2 приведены аберрации для длины волны 10 мкм предложенного светосильного объектива при относительном отверстии 1:0,8 и угловом поле в пространстве предметов 2W=2,8 град.In the table. 2 shows aberrations for a wavelength of 10 μm of the proposed aperture lens with a relative aperture of 1: 0.8 and an angular field in the space of objects 2W = 2.8 deg.

Предлагаемый объектив имеет расстояние от первой поверхности до плоскости изображения - 1,078f', что гораздо меньше габаритов ближайшего аналога, повышенное относительное отверстие 1:0,8, повышенную технологичность (так как не содержит асферической поверхности) и высокое качество изображения, что следует из табл. 2.The proposed lens has a distance from the first surface to the image plane of 1.078f ', which is much smaller than the dimensions of the closest analogue, an increased relative aperture of 1: 0.8, increased manufacturability (since it does not contain an aspherical surface) and high image quality, which follows from the table . 2.

Таким образом, достигнут технический результат - создан светосильный объектив с повышенным относительным отверстием, уменьшенными габаритами и повышенной технологичности при высоком качестве изображения.Thus, a technical result was achieved - a high-aperture lens was created with a higher relative aperture, reduced dimensions and increased manufacturability with high image quality.

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Значение аберраций объектива, не болееLens aberration value, no more Поперечная сферическая аберрация для точки на осиTransverse spherical aberration for a point on the axis 0,0129 мм0.0129 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сеченииTransverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section 0,00457 мм0.00457 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сеченииTransverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section 0,00852 мм0.00852 mm Меридиональный астигматический отрезок Х'м Meridional astigmatic segment X ' m -0,0153 мм-0.0153 mm Сагиттальный астигматический отрезок X's Sagittal astigmatic segment X ' s -0,0055 мм-0.0055 mm ДисторсияDistortion 0,0052%0.0052%

Claims (1)

Светосильный объектив, состоящий из двух последовательно установленных по ходу лучей одиночных положительных менисков, обращенных выпуклостью к предмету, выполненных из германия, отличающийся тем, что все оптические поверхности выполнены сферическими и имеют место соотношенияA fast lens consisting of two successively single positive menisci convex towards the object made of germanium, characterized in that all optical surfaces are made spherical and have the ratio 0<dв<0,2f';0 <d at <0.2f '; 2<R1/f'<4,5;2 <R 1 / f '<4.5; 0,5<R3/f'<1;0.5 <R 3 / f '<1; 4<R2/f'<8;4 <R 2 / f '<8; 0,7<R4/f'<2,0.7 <R 4 / f '<2, где R1, R2, R3, R4 - радиусы кривизны первой, второй, третьей и четвертой оптических поверхностей;where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the radii of curvature of the first, second, third and fourth optical surfaces; dв - воздушный промежуток между двумя линзами;d in - the air gap between the two lenses; f' - фокусное расстояние всего объектива.
Figure 00000001
f 'is the focal length of the entire lens.
Figure 00000001
RU2012147038/28U 2012-11-07 2012-11-07 LIGHT LIGHT RU126479U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147038/28U RU126479U1 (en) 2012-11-07 2012-11-07 LIGHT LIGHT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147038/28U RU126479U1 (en) 2012-11-07 2012-11-07 LIGHT LIGHT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU126479U1 true RU126479U1 (en) 2013-03-27

Family

ID=49125524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147038/28U RU126479U1 (en) 2012-11-07 2012-11-07 LIGHT LIGHT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU126479U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629888C1 (en) * 2016-05-25 2017-09-04 Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" High-aperture lens for infrared spectrum region

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629888C1 (en) * 2016-05-25 2017-09-04 Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" High-aperture lens for infrared spectrum region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013092774A (en) Lens system
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2451312C1 (en) Objective lens
JP2014056021A (en) Ocular lens system
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU126479U1 (en) LIGHT LIGHT
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
CN214845994U (en) Fixed focus lens
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2308063C1 (en) Fast high-speed lens
RU2545064C2 (en) Variable focus lens
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU108649U1 (en) LIGHT LIGHT
RU139661U1 (en) LENS
RU88821U1 (en) LENS
RU121091U1 (en) Pupil Lens
RU2656015C1 (en) Optical system
RU173290U1 (en) LENS WITH EXTENDED PASSENGER
RU2358300C1 (en) High-speed lens
RU2759050C1 (en) Doublet-objective lens
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2427864C1 (en) Eyepiece with pinhole exit pupil