RU169342U1 - Fast lens - Google Patents

Fast lens Download PDF

Info

Publication number
RU169342U1
RU169342U1 RU2016127742U RU2016127742U RU169342U1 RU 169342 U1 RU169342 U1 RU 169342U1 RU 2016127742 U RU2016127742 U RU 2016127742U RU 2016127742 U RU2016127742 U RU 2016127742U RU 169342 U1 RU169342 U1 RU 169342U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
components
positive
space
Prior art date
Application number
RU2016127742U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Юрьевич Волков
Николай Анатольевич Грязнов
Иван Александрович Ковалев
Евгений Николаевич Соснов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК)
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 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) filed Critical Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК)
Priority to RU2016127742U priority Critical patent/RU169342U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU169342U1 publication Critical patent/RU169342U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

Объектив содержит семь компонентов и апертурную диафрагму, расположенную между третьим и четвертым компонентами. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству изображений, второй - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий - одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, четвертый - двояковыпуклая линза, пятый и шестой компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклыми поверхностями к пространству предметов, седьмой компонент - отрицательная линза, склеенная из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Оптические силы четвертого, пятого и шестого компонентов составляют от 0,4 до 0,5 от оптической силы объектива. Показатели преломления материалов второго, четвертого, пятого и шестого компонентов, а также положительной линзы седьмого компонента составляют от 1,59 до 1,62, а значения их коэффициентов дисперсии находятся в пределах от 59 до 63. Технический результат - улучшение разрешающей способности по всему полю зрения и уменьшение остаточной дисторсии, а также упрощение конструкции объектива. 5 ил., 1 табл.The lens contains seven components and an aperture diaphragm located between the third and fourth components. The first component is the positive meniscus with a convex surface facing the space of images, the second is the positive meniscus facing the convex surface of the space of objects, the third is a single negative meniscus with the concave surface facing the space of objects, the fourth is a biconvex lens, the fifth and sixth components are positive menisci facing convex surfaces to the space of objects, the seventh component is a negative lens glued from biconvex and biconcave lenses. The optical powers of the fourth, fifth and sixth components are from 0.4 to 0.5 of the optical power of the lens. The refractive indices of the materials of the second, fourth, fifth and sixth components, as well as the positive lens of the seventh component are from 1.59 to 1.62, and the values of their dispersion coefficients are in the range from 59 to 63. The technical result is an improvement in resolution over the entire field vision and reduction of residual distortion, as well as simplifying the design of the lens. 5 ill., 1 tab.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к системам формирования изображения, и может использоваться как объектив видеокамеры совместно с различными приемниками изображения, в том числе, ПЗС и КМОП матрицами.The proposed utility model relates to optical instrumentation, namely to imaging systems, and can be used as a camera lens in conjunction with various image receivers, including CCD and CMOS sensors.

Известен светосильный объектив (пат. №2308063, Российская Федерация, МПК G02B 9/64, заявка: 2006110674/28, 03.04.2006; опубл. 10.10.2007), содержащий восемь компонентов и апертурную диафрагму, расположенную между вторым и третьим компонентами. Первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклыми поверхностями к пространству изображений, третий компонент - отрицательная склеенная линза, состоящая из двояковогнутой линзы и положительного мениска, четвертый и пятый компоненты - двояковыпуклые линзы, шестой компонент - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, седьмой компонент - двояковогнутая линза и восьмой компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов. Данная схема, включающая девять отдельных линз в восьми компонентах, отличается большой технической сложностью и при этом обеспечивает уровень коррекции дисторсии для углового поля 2W=20° до 0,7%, а значение полихроматических коэффициентов передачи контраста для частоты N=80 мм-1 в точке на оси до 0,53 и в точке на краю линейного поля изображений - до 0,2. Кроме того, недостатком данного объектива является падение разрешающей способности к краю поля относительно его центра, связанное с недостаточной коррекцией кривизны поля и астигматизма, а также хроматизма увеличения.Known fast lens (US Pat. No. 2308063, Russian Federation, IPC G02B 9/64, application: 2006110674/28, 04.03.2006; publ. 10.10.2007) containing eight components and an aperture diaphragm located between the second and third components. The first and second components are positive menisci facing convex surfaces to the space of images, the third component is a negative glued lens consisting of a biconcave lens and a positive meniscus, the fourth and fifth components are biconvex lenses, the sixth component is a positive meniscus with a convex surface facing the space of objects , the seventh component is a biconcave lens, and the eighth component is made in the form of a positive meniscus with a convex surface facing the space of objects. This scheme, which includes nine separate lenses in eight components, is of great technical complexity and at the same time provides a distortion correction level for an angular field of 2W = 20 ° to 0.7%, and the value of polychromatic contrast transfer coefficients for a frequency of N = 80 mm -1 in point on the axis up to 0.53 and at a point on the edge of the linear field of images - up to 0.2. In addition, the disadvantage of this lens is the decrease in resolution to the edge of the field relative to its center, associated with insufficient correction of the curvature of the field and astigmatism, as well as the increase in chromatism.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является светосильный объектив (свид. №31003, Российская Федерация, МПК G02B 9/64, заявка: 2002133605/20, 18.12.2002; опубл. 10.07.2003), содержащий семь компонентов и апертурную диафрагму, расположенную между вторым и третьим компонентами. Первый и второй компоненты выполнены в виде положительных менисков, обращенных выпуклыми поверхностями к предмету, третий компонент - отрицательный, склеенный из положительного и отрицательного менисков и обращенный вогнутой поверхностью к изображению, четвертый компонент выполнен в виде склеенной линзы, обращенной вогнутой поверхностью к предмету, пятый и шестой компоненты представляют собой двояковыпуклые линзы и седьмой компонент - положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к изображению. Недостатками прототипа является значительная дисторсия, превышающая 2% на краю углового поля 2W=23°, а также большая сложность конструкции, включающей девять отдельных линз.Closest to the proposed utility model is a fast lens (certificate. No. 31003, Russian Federation, IPC G02B 9/64, application: 2002133605/20, 12/18/2002; publ. 10.07.2003) containing seven components and an aperture diaphragm located between second and third components. The first and second components are made in the form of positive menisci facing convex surfaces to the object, the third component is negative, glued from the positive and negative menisci and facing the concave surface to the image, the fourth component is made in the form of a glued lens facing the concave surface to the object, the fifth and the sixth component is a biconvex lens and the seventh component is a positive meniscus facing a concave surface to the image. The disadvantages of the prototype is significant distortion exceeding 2% at the edge of the angular field 2W = 23 °, as well as the great complexity of the design, which includes nine separate lenses.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является улучшение разрешающей способности объектива по всему полю зрения и уменьшение остаточной дисторсии до значений менее 0,5% на краю углового поля 2W=23°, а также упрощение конструкции объектива.The problem to which the proposed utility model is aimed is to improve the resolution of the lens over the entire field of view and reduce residual distortion to values less than 0.5% at the edge of the angular field 2W = 23 °, as well as simplifying the design of the lens.

Для решения поставленной задачи предложена схема объектива, содержащая, как и в прототипе, семь компонентов и апертурную диафрагму, при этом первый компонент - положительный мениск, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий компонент - отрицательный, пятый и шестой компоненты - положительные, седьмой компонент - отрицательный. Предлагаемый объектив отличается от прототипа тем, что положительный мениск первого компонента обращен выпуклой поверхностью к пространству изображений, третий компонент представляет собой одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, четвертый компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, пятый и шестой компоненты выполнены в виде положительных менисков, обращенных выпуклыми поверхностями к пространству предметов, седьмой компонент представляет собой отрицательную склеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Апертурная диафрагма расположена между третьим и четвертым компонентами. Оптические силы четвертого, пятого и шестого компонентов составляют от 0,4 до 0,5 от оптической силы объектива, показатели преломления материалов второго, четвертого, пятого и шестого компонентов, а также положительной линзы седьмого склеенного компонента составляют от 1,59 до 1,62, а значения их коэффициентов дисперсии находится в пределах от 59 до 63. Кроме того, первый, второй и пятый компоненты могут быть выполнены в виде двояковыпуклых линз, а третий компонент - в виде двояковогнутой линзы.To solve this problem, a lens circuit is proposed that contains, as in the prototype, seven components and an aperture diaphragm, with the first component being the positive meniscus, the second component being the positive meniscus with a convex surface facing the space of objects, and the third component being negative, fifth, and sixth the components are positive, the seventh component is negative. The proposed lens differs from the prototype in that the positive meniscus of the first component faces the image space with a convex surface, the third component is a single negative meniscus facing the objects space with the concave surface, the fourth component is made in the form of a positive biconvex lens, the fifth and sixth components are made in the form positive menisci facing convex surfaces to the space of objects, the seventh component is negative with Leen lens consisting of biconvex and biconcave lenses. The aperture diaphragm is located between the third and fourth components. The optical powers of the fourth, fifth and sixth components are from 0.4 to 0.5 of the optical power of the lens, the refractive indices of the materials of the second, fourth, fifth and sixth components, as well as the positive lens of the seventh bonded component, are from 1.59 to 1.62 and the values of their dispersion coefficients range from 59 to 63. In addition, the first, second and fifth components can be made in the form of biconvex lenses, and the third component in the form of a biconcave lens.

Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что форма и расположение первых трех компонентов способствуют исправлению дисторсии, четвертый пятый и шестой компоненты, оптические силы которых пропорционально связаны с оптической силой объектива, образуют группу линз, работающую эффективным корректором аберраций широких наклонных пучков лучей, конструкция седьмого компонента, выполненного в виде склеенной линзы, обращенной вогнутой стороной к изображению, позволяет исправить остаточную кривизну поля и астигматизм, а выбранные материалы линз второго, четвертого, пятого и шестого компонентов, а также положительной линзы седьмого склеенного компонента обеспечивают коррекцию хроматизма увеличения во всем рабочем спектральном диапазоне объектива. При этом общее количество отдельных линз уменьшилось по сравнению с прототипом до восьми.The essence of the proposed utility model is that the shape and location of the first three components contribute to the correction of distortion, the fourth fifth and sixth components, whose optical forces are proportionally related to the optical power of the lens, form a group of lenses that works as an effective corrector for aberrations of wide inclined beams of rays, the design of the seventh the component, made in the form of a glued lens, facing the concave side to the image, allows you to fix the residual curvature of the field and astigmatism, and selected Materials of lenses of the second, fourth, fifth and sixth components and the seventh cemented positive lens component provide increasing correction of chromaticity over the entire operating range of the spectral lens. In this case, the total number of individual lenses decreased compared to the prototype to eight.

Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется Приложением, где представлены результаты расчета конкретного варианта объектива, имеющего следующие основные характеристики: фокусное расстояние f’=60 мм, угловое поле в пространстве предметов 2W=23°, относительное отверстие 1:1,3, рабочий спектральный диапазон Δλ=(680-820) нм, основная длина волны 766 нм. Дисторсия данного объектива для углового поля 2W=23° составляет 0,17%, а значение полихроматических коэффициентов передачи контраста для частоты N=80 мм-1 в точке на оси до 0,71 и в точке на краю линейного поля изображений - до 0,47.The essence of the proposed utility model is illustrated by the Appendix, which presents the results of calculating a particular lens variant having the following main characteristics: focal length f '= 60 mm, angular field in the space of objects 2W = 23 °, relative aperture 1: 1.3, working spectral range Δλ = (680-820) nm, the main wavelength is 766 nm. The distortion of this lens for an angular field of 2W = 23 ° is 0.17%, and the value of the polychromatic transmission coefficients of contrast for a frequency of N = 80 mm -1 at a point on the axis up to 0.71 and at a point on the edge of the linear field of images is up to 0, 47.

Таким образом, техническим результатом является улучшение разрешающей способности объектива и уменьшение остаточной дисторсии, а также упрощение конструкции объектива за счет уменьшения числа линз.Thus, the technical result is to improve the resolution of the lens and reduce residual distortion, as well as simplifying the design of the lens by reducing the number of lenses.

В таблице 1 приведены конструктивные параметры светосильного объектива.Table 1 shows the design parameters of the fast lens.

На фиг. 1 представлена оптическая схема светосильного объектива.In FIG. 1 shows an optical scheme of a fast lens.

На фиг. 2 приведен график дисторсии.In FIG. 2 shows a graph of distortion.

На фиг. 3 приведены кривые сферической аберрации.In FIG. 3 shows the curves of spherical aberration.

На фиг. 4 приведены кривые аберраций широкого наклонного пучка для крайней точки поля в меридиональном и сагиттальном сечении.In FIG. Figure 4 shows the aberration curves of a wide inclined beam for the extreme point of the field in the meridional and sagittal sections.

На фиг. 5 приведены графики частотно-контрастных характеристик (ЧКХ) для точек на оси и на краю поля зрения.In FIG. Figure 5 shows the graphs of the frequency-contrast characteristics (FM) for points on the axis and on the edge of the field of view.

Объектив (фиг. 1) содержит семь компонентов, первый из которых - положительный мениск 1, обращенный выпуклой поверхностью к пространству изображений, второй компонент - положительный мениск 2, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий компонент - отрицательный мениск 3, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, четвертый компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы 5, пятый 6 и шестой 7 компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклыми поверхностями к пространству предметов, а седьмой компонент - отрицательная склеенная линза 8, состоящая из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Апертурная диафрагма 9 расположена между третьим и четвертым компонентами. Предложенная схема также предусматривает возможность включения в нее светофильтра 4.The lens (Fig. 1) contains seven components, the first of which is the positive meniscus 1 facing the convex surface of the image space, the second component is the positive meniscus 2 facing the convex surface to the space of objects, the third component is the negative meniscus 3 facing the concave surface to object space, the fourth component is made in the form of a positive biconvex lens 5, the fifth 6 and sixth 7 components are positive menisci facing convex surfaces to the space of objects, and the seventh component is a negative bonded lens 8, consisting of a biconvex and biconcave lenses. Aperture diaphragm 9 is located between the third and fourth components. The proposed scheme also provides for the possibility of incorporating a light filter 4 into it.

Предлагаемый объектив работает следующим образом. Световой поток, исходя от находящегося на бесконечности предмета, падает на входной зрачок объектива в пределах углового поля 2W=23° и, проходя через его компоненты, формирует изображение в фокальной плоскости.The proposed lens works as follows. The light flux, starting from an object located at infinity, falls on the entrance pupil of the lens within the angular field 2W = 23 ° and, passing through its components, forms an image in the focal plane.

Таким образом, характеристики предлагаемого светосильного объектива позволяют использовать его в высокоточных измерительных видеосистемах, где предъявляются особо жесткие требования к уровню коррекции дисторсии и разрешающей способности объектива.Thus, the characteristics of the proposed fast lens allow it to be used in high-precision measuring video systems, where particularly stringent requirements are imposed on the level of distortion correction and resolution of the lens.

Claims (1)

Светосильный объектив, содержащий семь компонентов и апертурную диафрагму, первый компонент которого - положительный мениск, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий компонент - отрицательный, четвертый, пятый и шестой компоненты - положительные, седьмой компонент - отрицательный, отличающийся тем, что апертурная диафрагма расположена между третьим и четвертым компонентами, положительный мениск первого компонента обращен выпуклой поверхностью к пространству изображений, третий компонент представляет собой одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, четвертый компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, пятый и шестой компоненты выполнены в виде положительных менисков, обращенных выпуклыми поверхностями к пространству предметов, седьмой компонент представляет собой отрицательную склеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, оптические силы четвертого, пятого и шестого компонентов составляют от 0,4 до 0,5 от оптической силы объектива, показатели преломления материалов второго, четвертого, пятого и шестого компонентов, а также положительной линзы седьмого двусклеенного компонента составляют от 1,59 до 1,62, а значения их коэффициентов дисперсии находятся в пределах от 59 до 63.A fast lens containing seven components and an aperture diaphragm, the first component of which is the positive meniscus, the second component is the positive meniscus with a convex surface facing the space of objects, the third component is negative, the fourth, fifth and sixth components are positive, the seventh component is negative, differing in that the aperture diaphragm is located between the third and fourth components, the positive meniscus of the first component faces a convex surface to the image space th, the third component is a single negative meniscus, facing a concave surface to the space of objects, the fourth component is made in the form of a positive biconvex lens, the fifth and sixth components are made in the form of positive menisci, convex surfaces facing the space of objects, the seventh component is a negative glued lens consisting of biconvex and biconcave lenses, the optical powers of the fourth, fifth and sixth components are from 0.4 to 0.5 of the optical The maximum power of the lens, the refractive indices of the materials of the second, fourth, fifth and sixth components, as well as the positive lens of the seventh double-glued component are from 1.59 to 1.62, and the values of their dispersion coefficients are in the range from 59 to 63.
RU2016127742U 2016-07-08 2016-07-08 Fast lens RU169342U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127742U RU169342U1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Fast lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127742U RU169342U1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Fast lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU169342U1 true RU169342U1 (en) 2017-03-15

Family

ID=58449972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016127742U RU169342U1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Fast lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU169342U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU31003U1 (en) * 2002-12-18 2003-07-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Fast lens
RU2233462C2 (en) * 2001-11-08 2004-07-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Projection wide-aperture lens
RU2308063C1 (en) * 2005-04-19 2007-10-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Fast high-speed lens
US20100073777A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Hoya Corporation Photographic lens system and electronic imaging device using the same
RU2445659C1 (en) * 2010-12-30 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева" Large-aperture lens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2233462C2 (en) * 2001-11-08 2004-07-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Projection wide-aperture lens
RU31003U1 (en) * 2002-12-18 2003-07-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Fast lens
RU2308063C1 (en) * 2005-04-19 2007-10-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Fast high-speed lens
US20100073777A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Hoya Corporation Photographic lens system and electronic imaging device using the same
RU2445659C1 (en) * 2010-12-30 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева" Large-aperture lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI461728B (en) Lens assembly for image taking
TWI447473B (en) Photographing optical lens assembly
CN107589534B (en) A kind of lens system and camera lens
TWI422857B (en) Photographing optical lens assembly
RU2451312C1 (en) Objective lens
TW201907192A (en) Optical lens module
JP2018091956A (en) Catadioptric optical system
TWI723259B (en) Optical lens
JP2021004998A (en) Imaging lens
RU169342U1 (en) Fast lens
RU169945U1 (en) Fast lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU195924U1 (en) LENS
RU2577082C1 (en) Apochromatic athermal lens (versions)
TWI522645B (en) Lens assembly
RU181818U1 (en) Lens
RU2545064C2 (en) Variable focus lens
RU2455667C1 (en) Large-aperture lens
RU2431165C1 (en) Large-aperture lens
RU2276799C1 (en) Objective for close infrared area of spectrum
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU108649U1 (en) LIGHT LIGHT
RU126479U1 (en) LIGHT LIGHT
RU2762218C1 (en) Wide-angle retrofocus objective
RU2690053C1 (en) High-output lens

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200709

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20210415