RU2174695C1 - High-speed lens for near-infrared region of spectrum - Google Patents

High-speed lens for near-infrared region of spectrum Download PDF

Info

Publication number
RU2174695C1
RU2174695C1 RU2000105398/28A RU2000105398A RU2174695C1 RU 2174695 C1 RU2174695 C1 RU 2174695C1 RU 2000105398/28 A RU2000105398/28 A RU 2000105398/28A RU 2000105398 A RU2000105398 A RU 2000105398A RU 2174695 C1 RU2174695 C1 RU 2174695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
field
focal length
biconvex
Prior art date
Application number
RU2000105398/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.И. Гришина
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 RU2000105398/28A priority Critical patent/RU2174695C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2174695C1 publication Critical patent/RU2174695C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: optics. SUBSTANCE: high-speed lens for near-infrared region of spectrum include two components, first component being made of biconvex lens and negative meniscus facing object with concavity and second component being biconvex lens. Proposed lens is characterized by following relations: -1,3f′<r3<-1,0f′, 0,55f′<r5<0,67f′,
Figure 00000002
where f′ is focal distance of entire lens;
Figure 00000003
is focal distance of lens of second component; r3 is first curvature radius of second lens of first component; r5 is first curvature radius of lens of second component. Invention provides for design of high-speed lens with angular field in space of objects over 13 degrees, with length of optical system less than 1,6f′ and rear focal length

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам телескопических систем наблюдательных оптических приборов для инфракрасных лучей, и может быть использовано в приборах ночного видения. The present invention relates to optical instrumentation, and in particular to special lenses of telescopic systems for observing optical devices for infrared rays, and can be used in night vision devices.

Известны конструкции светосильных объективов, описанные, например, в выложенных заявках Японии N 60-64318 (A), кл. G 02 В 9/16, опубл. 12.04.85 г. и N 52-71253 (A), кл. 104A412, опубл. 14.06.77 г. Known designs for fast lenses, described, for example, in Japanese Patent Laid-Open N 60-64318 (A), cl. G 02 B 9/16, publ. 04/12/85, and N 52-71253 (A), class. 104A412, publ. 06/14/77

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив, описанный в акцептованной заявке Японии N 60- 49288 (B2), кл. G 02 В 13/00, опубл. 1.11.85 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:
- первый компонент - двояковыпуклая линза и отрицательный мениск обращенный вогнутостью к предмету,
- второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Имеют место следующие соотношения:
-1,65 f < r3 < -1,0 f,
0,42 f < r5 < 0,56 f,
f3 < 0,8 f,
где f - фокусное расстояние объектива,
f3 - фокусное расстояние линзы второго компонента,
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента,
r5 - первый радиус кривизны линзы второго компонента.
The closest analogue to the claimed technical solution is the lens described in the accepted application of Japan N 60-49288 (B2), cl. G 02 B 13/00, publ. 11.11.85 g. It contains the following sequentially arranged components:
- the first component is a biconvex lens and a negative meniscus facing concavity to the object,
- the second component is the positive meniscus, convex to the subject. The following relationships hold:
-1.65 f <r 3 <-1.0 f,
0.42 f <r 5 <0.56 f,
f 3 <0.8 f,
where f is the focal length of the lens,
f 3 - the focal length of the lens of the second component,
r 3 is the first radius of curvature of the second lens of the first component,
r 5 is the first radius of curvature of the lens of the second component.

Данный объектив имеет малое угловое поле в пространстве предметов 2 σ = 2o4' и большую длину оптической системы 1,9 f.This lens has a small angular field in the space of objects 2 σ = 2 o 4 'and a large optical system length of 1.9 f.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с угловым полем в пространстве предметов больше 13o, длиной оптической системы менее 1,6 f' и задним фокальным отрезком S'F > 0,4 f' при одновременном хорошем качестве изображения по полю.The objective of the invention is to create a high-aperture lens with an angular field in the space of objects greater than 13 o , the length of the optical system is less than 1.6 f 'and the rear focal length S' F > 0.4 f 'with good image quality along the field.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе для ближней ИК-области спектра, содержащем два компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй - положительная линза, в отличие от известного, во втором компоненте положительная линза выполнена в виде двояковыпуклой, при этом имеют место следующие соотношения:
-1,3 f' < r3 < -1,0 f',
0,55 f' < r5 < 0,67 f',
0,8 f' < f'3 < 1,1 f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'3 - фокусное расстояние линзы второго компонента,
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента,
r5 - первый радиус кривизны линзы второго компонента.
The technical result due to this problem is achieved by the fact that in a fast lens for the near infrared region of the spectrum containing two components, the first of which consists of a biconvex lens and a negative meniscus facing concavity to the object, the second is a positive lens, in contrast to the known , in the second component, the positive lens is made in the form of a biconvex, with the following relationships:
-1.3 f '<r 3 <-1.0 f',
0.55 f '<r 5 <0.67 f',
0.8 f '<f' 3 <1.1 f ',
where f 'is the focal length of the entire lens,
f ' 3 is the focal length of the lens of the second component,
r 3 is the first radius of curvature of the second lens of the first component,
r 5 is the first radius of curvature of the lens of the second component.

На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива, на фиг. 2 и 3 - графики аберраций объектива. In FIG. 1 is an optical diagram of a lens; FIG. 2 and 3 are graphs of lens aberrations.

Объектив (фиг. 1) содержит последовательно расположенные по ходу луча два компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой линзы 1 и отрицательного мениска 2, обращенного вогнутостью к предмету. Второй компонент - двояковыпуклая линза 3. В объективе имеют место следующие соотношения:
-1,3 f' < r3 < -1,0 f',
0,55 f' < r5 < 0,67 f',
0,8 f' < f'3 < 1,1 f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'3 - фокусное расстояние линзы второго компонента,
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента,
r5 - первый радиус кривизны линзы второго компонента.
The lens (Fig. 1) contains two components sequentially located along the beam, the first of which consists of a biconvex lens 1 and a negative meniscus 2, facing concavity to the subject. The second component is a biconvex lens 3. The following relationships occur in the lens:
-1.3 f '<r 3 <-1.0 f',
0.55 f '<r 5 <0.67 f',
0.8 f '<f' 3 <1.1 f ',
where f 'is the focal length of the entire lens,
f ' 3 is the focal length of the lens of the second component,
r 3 is the first radius of curvature of the second lens of the first component,
r 5 is the first radius of curvature of the lens of the second component.

Апертурная диафрагма расположена за линзой 2. The aperture diaphragm is located behind the lens 2.

Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2 и 3 и образует изображение объекта в плоскости наилучшей установки объектива, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). The lens works as follows. A parallel light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes sequentially through lenses 1, 2 and 3 and forms an image of the object in the plane of the best lens mount in which the optical image receiver (not shown) is installed.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив со следующими конструктивными данными:
Фокусное расстояние объектива - f' = 50 мм
Фокусное расстояние первой линзы - f'1 = 57,68 мм
Фокусное расстояние второй линзы - f'2 = -117,34 мм
Фокусное расстояние третьей линзы - f'3 = 48,21 мм
Задний фокальный отрезок - S'F' = 22,24 мм
Расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки - S'уст = 22,21 мм
Результаты представлены в таблице.
As a specific example of implementation of the invention, a lens with the following structural data is calculated:
The focal length of the lens - f '= 50 mm
The focal length of the first lens is f ' 1 = 57.68 mm
The focal length of the second lens is f ' 2 = -117.34 mm
The focal length of the third lens is f ' 3 = 48.21 mm
Rear focal length - S 'F' = 22.24 mm
The distance from the last surface of the lens to the plane of the best installation - S ' mouth = 22.21 mm
The results are presented in the table.

В объективе соблюдены следующие соотношения:
-1,3 f' = -65 мм < r3 = -58,34 мм < -1,0 f' = -50 мм
0,55 f' = 27,5 мм < r5 = 31,77 мм < 0,67 f' = 33,5 мм
0,8 f' = 40 мм < f'3 = 48,21 мм < 1,1 f' = 55 мм
Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики:
относительное отверстие = 1:1,6,
угловое поле в пространстве предметов 2 σ = 13o12',
спектральный диапазон (0,78...0,68...0,9) мкм,
длина оптической системы L=Σd + SF′, = 57,2 + 22,24 = 79,44 = 1,59f',
где Σd - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,
S'F' - задний отрезок,
продольная сферическая аберрация по зоне (-0,003) мм,
меридиональная кривизна изображения по полю (-0,191) мм,
сагиттальная кривизна изображения по полю (-0,146) мм.
The following ratios are observed in the lens:
-1.3 f '= -65 mm <r 3 = -58.34 mm <-1.0 f' = -50 mm
0.55 f '= 27.5 mm <r 5 = 31.77 mm <0.67 f' = 33.5 mm
0.8 f '= 40 mm <f' 3 = 48.21 mm <1.1 f '= 55 mm
The calculated lens has the following characteristics:
relative aperture = 1: 1.6,
angular field in the space of objects 2 σ = 13 o 12 ',
spectral range (0.78 ... 0.68 ... 0.9) μm,
the length of the optical system L = Σd + S F ′ , = 57.2 + 22.24 = 79.44 = 1.59f ',
where Σd is the sum of the thicknesses and air gaps in the lens,
S 'F' - the back section,
longitudinal spherical aberration in the area of (-0.003) mm,
image meridional curvature along the field (-0.191) mm,
sagittal image curvature along the field (-0.146) mm.

Апертурная диафрагма расположена за линзой 2 на расстоянии 11 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 24,5 мм. The aperture diaphragm is located behind the lens 2 at a distance of 11 mm from it, the diameter of the aperture diaphragm is 24.5 mm.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата по сравнению с ближайшим аналогом: увеличено угловое поле в пространстве предметов 2 σ = 13o12', длина оптической системы уменьшена до 1,59 f' вместо 1,92 f', задний фокальный отрезок увеличен до 0,44 f' при высоком относительном отверстии объектива 1:1,6 и хорошем качестве изображения по полю:
продольная сферическая аберрация на зоне (-0,003) мм,
меридиональная кривизна изображения (-0,19) мм,
сагиттальная кривизна изображения (-0,15) мм.
Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained in comparison with the closest analogue: the angular field in the space of objects is 2 σ = 13 o 12 ', the length of the optical system is reduced to 1.59 f' instead of 1.92 f ', the rear focal the segment is increased to 0.44 f 'with a high relative aperture of the lens 1: 1.6 and good image quality in the field:
longitudinal spherical aberration in the area of (-0.003) mm,
image meridional curvature (-0.19) mm,
sagittal image curvature (-0.15) mm.

Claims (1)

Светосильный объектив для ближней ИК-области спектра, содержащий два компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй - положительная линза, отличающийся тем, что во втором компоненте положительная линза выполнена в виде двояковыпуклой, при этом имеют место следующие соотношения:
-1,3 f' < r3 < -1,0 f',
0,55 f' < r5 < 0,67 f',
0,8 f' < f'3 < 1,1 f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'3 - фокусное расстояние линзы второго компонента;
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента;
r5 - первый радиус кривизны линзы второго компонента.
A high-speed lens for the near infrared region of the spectrum containing two components, the first of which consists of a biconvex lens and a negative meniscus facing concavity to the object, the second is a positive lens, characterized in that in the second component the positive lens is made in the form of a biconvex, The following relationships hold:
-1.3 f '<r 3 <-1.0 f',
0.55 f '<r 5 <0.67 f',
0.8 f '<f' 3 <1.1 f ',
where f 'is the focal length of the entire lens;
f ' 3 is the focal length of the lens of the second component;
r 3 is the first radius of curvature of the second lens of the first component;
r 5 is the first radius of curvature of the lens of the second component.
RU2000105398/28A 2000-03-06 2000-03-06 High-speed lens for near-infrared region of spectrum RU2174695C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105398/28A RU2174695C1 (en) 2000-03-06 2000-03-06 High-speed lens for near-infrared region of spectrum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105398/28A RU2174695C1 (en) 2000-03-06 2000-03-06 High-speed lens for near-infrared region of spectrum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2174695C1 true RU2174695C1 (en) 2001-10-10

Family

ID=20231430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105398/28A RU2174695C1 (en) 2000-03-06 2000-03-06 High-speed lens for near-infrared region of spectrum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2174695C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445657C1 (en) * 2010-12-30 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева" Four-element lens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445657C1 (en) * 2010-12-30 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева" Four-element lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108254859A (en) Catadioptric optical system and photographic device
RU2443005C2 (en) Catadioptric telescope
RU2368924C2 (en) High-aperture catadioptric lens
RU2174695C1 (en) High-speed lens for near-infrared region of spectrum
RU2153691C2 (en) Fast lens
CN115826222A (en) Optical imaging lens combination and optical endoscope device
RU2229150C1 (en) Eyepiece
RU2154292C2 (en) Fast lens
RU2178194C1 (en) High-speed lens
RU2181207C1 (en) High-speed lens
RU2104570C1 (en) Wide-aperture lens for near infrared light
RU2181208C1 (en) High-speed lens
JP3665481B2 (en) Binoculars close-up attachment
RU2112255C1 (en) Objective lens
RU2212700C1 (en) Eyepiece with distant pupil
RU2104572C1 (en) Wide-aperture lens for near infrared light
RU2820282C1 (en) Lens with remote entrance pupil for near infrared region (versions)
RU2779740C1 (en) Infrared lens
RU2183341C1 (en) Wide-aperture lens
RU2199143C1 (en) Telescope with discrete change of magnification for far-field or region of spectrum
RU2239855C2 (en) Lens objective
RU2675488C1 (en) Telecentric scanning lens
RU2656015C1 (en) Optical system
RU2111518C1 (en) Lens for near-infrared light
RU2105336C1 (en) Single-lens eye-piece

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100307