RU163268U1

RU163268U1 - TWO-LENS LENS

Info

Publication number: RU163268U1
Application number: RU2015150177/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Щеглов; Светлана Николаевна Зубок
Original assignee: Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2016-07-10

Abstract

1. Двухлинзовый объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, у которого радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, отличающийся тем, что имеет место условиегде R- радиус четвертой оптической поверхности по ходу лучей,- фокусное расстояние всего объектива.2. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза двояковогнутая, обращенная большей вогнутостью к предмету.3. Двухлинзовый объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза вогнутоплоская, обращенная вогнутостью к предмету.1. A two-lens lens, consisting of a biconvex lens and a negative lens located along the rays, in which the radii of the biconvex lens are equal in absolute value, characterized in that the condition where R is the radius of the fourth optical surface along the rays is the focal length of the entire lens. 2. A two-lens lens according to claim 1, characterized in that the second lens is biconcave, facing a greater concavity to the subject. 3. The two-lens lens according to claim 1, characterized in that the second lens is concave flat, facing concavity to the subject.

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных оптических системах, например, в оптических системах видимого и ИК-диапозонах.The utility model relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, for example, in optical systems in the visible and IR ranges.

Известен двухлинзовый объектив - ахромат, описанный в заявке Франции №2025476, МПК G02B 13/00, 5/00, опубл. в 1970 г., работающий в ИК-диапазоне от 8 до 14 мкм., состоящий из отдельных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Линзы объектива выполнены из материалов CsBr и ZnS с показателями преломления 1,66251 и 2,1986. Объектив имеет небольшое фокусное расстояние 100 мм и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных пробных стекол для каждой оптической поверхности.Known two-lens lens - achromat, described in the application of France No. 2025476, IPC G02B 13/00, 5/00, publ. in 1970, operating in the IR range from 8 to 14 microns., consisting of a separate biconvex lens and a negative meniscus, convex to the image. The lenses of the lens are made of CsBr and ZnS materials with refractive indices of 1.66251 and 2.1986. The lens has a small focal length of 100 mm and lack of manufacturability, as The use of different reference test glasses for each optical surface is required.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте RU №2316795, МПК G02B 9/10, опубл. в 2008 г., состоящий из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого обе линзы выполнены из оптического стекла, прозрачного в видимой и ближней ИК-области спектра, радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы ко второму ее радиусу менее 0,8 и имеют место соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a two-lens lens described in patent RU No. 2316795, IPC G02B 9/10, publ. in 2008, consisting of a biconvex lens located along the beam and a negative meniscus convex to the image, in which both lenses are made of optical glass transparent in the visible and near infrared spectral regions, the radii of the biconvex lens are equal in absolute value, the ratio the first along the rays of the radius of the meniscus lens to its second radius is less than 0.8 and there are relations:

1,46<n₁<1,63;1.46 <n ₁ <1.63;

1,66<n₂<1,781.66 <n ₂ <1.78

где n₁ и n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей. В соответствии с предложенным решением рассчитано два двухлинзовых объектива, первый вариант исполнения объектива выполнен из одиночных линз, а второй - выполнен склеенным. Кроме того, радиус R₄ является отрицательным, отношение R₄ к

в варианте исполнения одиночных линз равно минус 7,25, что меньше 0, а в варианте склейки минус 2,7 что тоже меньше 0, где R₄ - радиус четвертой оптической поверхности,

- фокусное расстояние всего объектива. У данного объектива не достаточно большие фокусное расстояние 399,55 мм и диаметр входного зрачка 57,5 мм.where n ₁ and n ₂ are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays. In accordance with the proposed solution, two two-lens lenses are designed, the first embodiment of the lens is made of single lenses, and the second is glued. In addition, the radius R ₄ is negative, the ratio of R ₄ to

in the embodiment of single lenses it is minus 7.25, which is less than 0, and in the gluing variant minus 2.7 which is also less than 0, where R ₄ is the radius of the fourth optical surface,

- the focal length of the entire lens. This lens has not large enough focal lengths of 399.55 mm and an entrance pupil diameter of 57.5 mm.

Задачей заявляемого изобретения является создание технологичного двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.The task of the invention is the creation of a technologically advanced two-lens lens with enhanced performance characteristics.

Технический результат - увеличение фокусного расстояния и диаметра входного зрачка при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the focal length and diameter of the entrance pupil with high technology and high image quality.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой и отрицательной линз, при этом радиусы двояковыпуклой линзы равны по абсолютной величине, в отличие от известного, имеет место условие:This is achieved by the fact that in a two-lens lens, consisting of biconvex and negative lenses located along the rays, while the radii of the biconvex lens are equal in absolute value, in contrast to the known condition, the following condition holds:

,

где R₄ - радиус четвертой оптической поверхности,

- фокусное расстояние всего объектива. Кроме того, вторая линза может быть выполнена двояковогнутой или вогнутоплоской.where R ₄ is the radius of the fourth optical surface,

- the focal length of the entire lens. In addition, the second lens can be made biconcave or concave plane.

На фиг. 1 представлена оптическая схема двухлинзового объектива, когда вторая линза выполнена двояковогнутой. На фиг. 2 представлена оптическая схема двухлинзового объектива, когда вторая линза выполнена вогнутоплоской.In FIG. 1 is an optical diagram of a two-lens lens when the second lens is biconcave. In FIG. 2 is an optical diagram of a two-lens lens when the second lens is concave.

Двухлинзовый объектив (фиг. 1) состоит из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2. Радиусы двояковыпуклой линзы 1 равны по абсолютной величине, при этом R₄ - положительный. Двухлинзовый объектив (фиг. 2) состоит из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы 1 и вогнутоплоской линзы 3. Радиусы двояковыпуклой линзы 1 равны по абсолютной величине, при этом R₄=∝.The two-lens lens (Fig. 1) consists of the biconvex lens 1 and the biconcave lens 2 located along the rays. The radii of the biconvex lens 1 are equal in absolute value, while R ₄ is positive. The two-lens lens (Fig. 2) consists of the biconvex lens 1 and the concave lens 3 located along the rays. The radii of the biconvex lens 1 are equal in absolute value, with R ₄ = ∝.

Двухлинзовый объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2 или 1, 3 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).A two-lens lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2 or 1, 3 and forms an image of the object in the plane of the best setting in which the optical radiation receiver (not shown) is installed.

В соответствии с предложенным решением рассчитано два двухлинзовых объектива.In accordance with the proposed solution, two two-lens lenses are designed.

Первый вариант исполнения двухлинзового объектива исправлен одновременно для λ=625 нм и для λ=900 нм и ахроматизован для этих длин волн. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора. Объектив работает в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра. При этом вторая линза двояковогнутая, обращенная большей вогнутостью к предмету.The first embodiment of a two-lens lens is fixed simultaneously for λ = 625 nm and for λ = 900 nm and achromatized for these wavelengths. A dual lens can work as a collimator. The lens operates in the visible and near infrared spectral range. In this case, the second lens is biconcave, facing a greater concavity to the subject.

Конструктивные параметры первого варианта исполнения объектива приведены в табл. 1The design parameters of the first embodiment of the lens are given in table. one

Входной зрачок расположен на первой оптической поверхности объектива, но может быть и в другом месте.The entrance pupil is located on the first optical surface of the lens, but may be in another place.

Характеристики рассчитанного первого варианта исполнения объектива:Characteristics of the calculated first embodiment of the lens:

фокусное расстояниеfocal length 1200 мм1200 mm диаметр входного зрачкаentrance pupil diameter 106 мм106 mm угол поля зренияfield of view angle 2 град. 20 мин.2 deg. 20 minutes.

Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=625 нм:The dual lens lens has the following aberrations for λ = 625 nm:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более 0,0125 мм- transverse spherical aberration for a point on the axis of not more than 0.0125 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин. не более -0,0795 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the field of view 2W = 2 deg. 20 minutes. no more than -0.0795 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин не более -0,0074 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the sagittal section for the field of view 2W = 2 deg. 20 min no more than -0.0074 mm

- меридиональный астигматический отрезок Х_м не более - 1,019 мм- meridional astigmatic segment X _m not more than 1.019 mm

- сагиттальный астигматический отрезок X_s не более - 0,448 мм- sagittal astigmatic segment X _s not more than - 0.448 mm

- дисторсия не более 0,001%- distortion of not more than 0.001%

В предлагаемой полезной модели по первому варианту исполнения двухлинзового объектива:In the proposed utility model according to the first embodiment of a two-lens lens:

|R₁|=|R₂|=581,241,| R ₁ | = | R ₂ | = 581,241,

где R₁, R₂, R₄ - радиусы первой, второй и четвертой оптических поверхностей по ходу лучей,where R ₁ , R ₂ , R ₄ are the radii of the first, second and fourth optical surfaces along the rays,

- фокусное расстояние всего объектива.

- the focal length of the entire lens.

Второй вариант исполнения двухлинзового объектива исправлен одновременно для λ=625 нм и для λ=900 нм и ахроматизован для этих длин волн и тоже может работать в качестве коллиматора. Двухлинзовый объектив работает в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра.The second embodiment of the two-lens lens is fixed simultaneously for λ = 625 nm and for λ = 900 nm and achromatized for these wavelengths and can also work as a collimator. A dual lens lens works in the visible and near infrared.

Конструктивные параметры второго варианта исполнения двухлинзового объектива приведены в табл. 2.The design parameters of the second embodiment of the dual-lens are given in table. 2.

Входной зрачок находится на первой оптической поверхности второго варианта исполнения двухлинзового объектива, но может находиться и в другом месте.The entrance pupil is located on the first optical surface of the second embodiment of the two-lens lens, but can be located in another place.

Характеристики рассчитанного второго варианта исполнения двухлинзового объектива:Characteristics of the calculated second embodiment of a dual lens:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более 0,0118 мм- transverse spherical aberration for a point on the axis of not more than 0.0118 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин. не более -0,0781 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the field of view 2W = 2 deg. 20 minutes. no more than -0.0781 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=2 град. 20 мин не более -0,0072 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the sagittal section for the field of view 2W = 2 deg. 20 min no more than -0.0072 mm

- меридиональный астигматический отрезок X_м не более - 0,961 мм- meridional astigmatic segment X _m not more than - 0.961 mm

- сагиттальный астигматический отрезок X_s не более - 0,428 мм- sagittal astigmatic segment X _s not more than - 0.428 mm

- дисторсия не более 0,00045%.- distortion no more than 0,00045%.

Кроме того R₄=∝, то есть вторая линза вогнутоплоская, обращенная вогнутостью к предмету.In addition, R ₄ = ∝, that is, the second lens is concave, facing concavity to the subject.

В предлагаемой полезной модели по второму варианту исполнения двухлинзового объектива:In the proposed utility model according to the second embodiment of the two-lens lens:

|R₁|=|R₂|=612,942,| R ₁ | = | R ₂ | = 612,942,

- фокусное расстояние всего объектива.

- the focal length of the entire lens.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с увеличенными фокусным расстоянием и диаметром входного зрачка с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a two-lens lens with increased focal length and entrance pupil diameter with increased adaptability with high image quality is created.

Claims

1. A two-lens lens consisting of a biconvex lens and a negative lens located along the rays, in which the radii of the biconvex lens are equal in absolute value, characterized in that the condition

where R ₄ is the radius of the fourth optical surface along the rays,

- the focal length of the entire lens.

2. A two-lens lens according to claim 1, characterized in that the second lens is biconcave, facing a greater concavity to the subject.

3. A two-lens lens according to claim 1, characterized in that the second lens is concave flat, facing concavity to the subject.