RU2183341C1 - Wide-aperture lens - Google Patents
Wide-aperture lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183341C1 RU2183341C1 RU2000126803/28A RU2000126803A RU2183341C1 RU 2183341 C1 RU2183341 C1 RU 2183341C1 RU 2000126803/28 A RU2000126803/28 A RU 2000126803/28A RU 2000126803 A RU2000126803 A RU 2000126803A RU 2183341 C1 RU2183341 C1 RU 2183341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- lenses
- components
- component
- field
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, применяемым в приборах ночного видения. The invention relates to optical instrumentation, and in particular to special lenses used in night vision devices.
Известны конструкции светосильных объективов, описанные, например, в выложенной заявке Японии 62-98317(А), кл. G 02 В 13/00, опубл. 7.05.87 г., в акцептованной заявке Японии 60-49288(B2), кл. G 02 В 13/00, опубл. 1.11.85 г., которые содержат четыре и три линзы и имеют довольно большую длину. Known designs for fast lenses, described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 62-98317 (A), class G 02 B 13/00, publ. 05.05.87, in the accepted application of Japan 60-49288 (B2), cl. G 02 B 13/00, publ. 11/11/85, which contain four and three lenses and have a fairly large length.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является четырехлинзовый объектив, описанный в выложенной заявке Японии 62-11819(А), кл. G 02 В 13/00, опубл. 20.01.87 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:
- первый компонент - двояковыпуклая линза и отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету,
- второй компонент - двояковыпуклая линза и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.The closest analogue to the claimed technical solution is a four-lens lens described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-11819 (A), cl. G 02 B 13/00, publ. 01.20.87 g. It contains the following sequentially arranged components:
- the first component is a biconvex lens and a negative meniscus, facing concavity to the subject,
- the second component is a biconvex lens and a positive meniscus convex to the subject.
Имеют место следующие соотношения:
1,5f<f1<2,2f;
1,6f<f4<2,6f;
0,9f<|r3|<1,3f;
1,0f <r8<1,5f;
0,7f <d4<1,2f;
где f - фокусное расстояние всего объектива,
f1, f2, f3 и f4 - фокусные расстояния линз первого и второго компонентов,
r3 - первый радиус кривизны второй линзы первого компонента,
r8 - второй радиус кривизны второй линзы второго компонента,
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами.The following relationships hold:
1.5f <f 1 <2.2f;
1.6f <f 4 <2.6f;
0.9f <| r 3 | <1.3f;
1.0f <r 8 <1.5f;
0.7f <d 4 <1.2f;
where f is the focal length of the entire lens,
f 1 , f 2 , f 3 and f 4 are the focal lengths of the lenses of the first and second components,
r 3 is the first radius of curvature of the second lens of the first component,
r 8 is the second radius of curvature of the second lens of the second component,
d 4 - air gap between the first and second components.
Данный объектив имеет малое угловое поле в пространстве предметов 4 град. 7 мин. и большую длину оптической системы 2,36f. This lens has a small angular field in the space of objects of 4 degrees. 7 minutes and long optical system 2.36f.
Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:2, угловым полем в пространстве предметов больше 11 град. и длиной оптической системы менее 1,4f при одновременном хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. The objective of the invention is to create a fast lens with a relative aperture of at least 1: 2, the angular field in the space of objects more than 11 degrees. and the length of the optical system is less than 1.4f, while the image quality is good on the axis and field.
Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе типа Петцваля, содержащем два положительных компонента, первый из которых состоит из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй состоит из двух линз, первая из которых - двояковыпуклая, в отличие от известного, в первом компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой, а во втором компоненте вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, при этом имеют место следующие соотношения:
0,5f'<f'1<0,9f',
-4,6f'<f'4<-3,7f',
-0,5f'<r7<-0,3',
0,4f'<d4<0,6f',
1,5f'<f'I<1,65f',
1,1f'<f'II<1,25f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'I и f'II - фокусные расстояния первого и второго компонентов,
f1', f2', f3' и f4' - фокусные расстояния линз первого и второго компонентов,
r7 - первый радиус кривизны второй линзы второго компонента,
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами.The technical result due to this problem is achieved by the fact that in a fast Petzval-type lens containing two positive components, the first of which consists of a biconvex and negative lenses, the second consists of two lenses, the first of which is biconvex, in contrast to the known the first component of the negative lens is made in the form of a biconcave, and in the second component the second lens is made in the form of a negative meniscus, facing concavity to the object, with the following relations I:
0.5f '<f' 1 <0.9f ',
-4.6f '<f' 4 <-3.7f ',
-0.5f '<r 7 <-0.3',
0.4f '<d 4 <0.6f',
1,5f '<f' I <1,65f ',
1,1f '<f' II <1,25f ',
where f 'is the focal length of the entire lens,
f ' I and f' II are the focal lengths of the first and second components,
f 1 ', f 2 ', f 3 'and f 4 ' are the focal lengths of the lenses of the first and second components,
r 7 is the first radius of curvature of the second lens of the second component,
d 4 - air gap between the first and second components.
Известна конструкция ахроматического объектива для ИК-области спектра, описанная в авт. свид. СССР 404037, кл. G 02 В 13/14, опубл. 26.10.73 г., оптические элементы которой по форме и расположению сходны с заявляемым объективом. Однако указанный известный объектив представляет собой оптическую систему типа Тессар, состоящую из трех компонентов и четырех линз в отличие от предлагаемой, которая представляет собой оптическую систему типа Петцваля, состоящую из двух положительных компонентов и четырех линз. The known design of the achromatic lens for the infrared region of the spectrum, described in ed. testimonial. USSR 404037, class G 02 B 13/14, publ. 10.26.73, the optical elements of which are similar in shape and location to the claimed lens. However, this known lens is an optical system of the Tessar type, consisting of three components and four lenses, in contrast to the proposed one, which is an optical system of the Petzval type, consisting of two positive components and four lenses.
На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива, на фиг.2 и 3 - графики аберраций объектива. Figure 1 shows the optical diagram of the proposed lens, figure 2 and 3 are graphs of the aberrations of the lens.
Объектив (фиг.1) содержит последовательно расположенные по ходу луча два компонента, первый ив которых состоит ив двояковыпуклой 1 и двояковогнутой линзы 2. Второй компонент состоит ив двояковыпуклой линзы 3 и отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью к предмету. В объективе имеют место определенные соотношения между параметрами линз. Апертурная диафрагма расположена за линзой 2. The lens (figure 1) contains two components sequentially located along the beam, the first willow of which consists of a
Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение объекта в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). The lens works as follows. Parallel light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes sequentially through
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив конструктивными данными, приведенными в таблице
Фокусное расстояние объектива f'=85,08 мм
Фокусное расстояние первой линзы f'1=59,54 мм
Фокусное расстояние второй линзы f'2=-87,03 мм
Фокусное расстояние третьей линзы f'3=76,32 мм
Фокусное расстояние четвертой линзы f'4=-350,12 мм
Фокусное расстояние первого компонента f'I=135,54 мм
Фокусное расстояние второго компонента f'II=99,897 мм
Задний фокальный отрезок S'F'=27,97 мм
Расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки S'уст=27,78 мм
В объективе соблюдены следующие соотношения:
42,54 мм<f'1=59,54 мм<76,57 мм,
-391,37 мм<f'4=-350,12 мм<-314,80 мм,
-42,54 мм<r7=-33,65 мм<-25,52 мм,
34,03 мм< d4=45,1 мм<51,05 мм,
127,62 мм<f'I=135,54 мм<140,382 мм,
93,588 мм<f'II=99,897 мм<106,36 мм.As a specific example of the invention, the lens is calculated by the structural data given in the table
The focal length of the lens f '= 85.08 mm
The focal length of the first lens f ' 1 = 59.54 mm
The focal length of the second lens f ' 2 = -87.03 mm
The focal length of the third lens f ' 3 = 76.32 mm
Focal length of the fourth lens f ' 4 = -350.12 mm
The focal length of the first component f ' I = 135.54 mm
The focal length of the second component f ' II = 99.897 mm
Rear focal length S 'F' = 27.97 mm
The distance from the last surface of the lens to the plane of the best installation S ' mouth = 27.78 mm
The following ratios are observed in the lens:
42.54 mm <f ' 1 = 59.54 mm <76.57 mm,
-391.37 mm <f ' 4 = -350.12 mm <-314.80 mm,
-42.54 mm <r 7 = -33.65 mm <-25.52 mm,
34.03 mm <d 4 = 45.1 mm <51.05 mm,
127.62 mm <f ' I = 135.54 mm <140.382 mm,
93.588 mm <f ' II = 99.897 mm <106.36 mm.
Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики:
Относительное отверстие 1:1,6
Угловое поле в пространстве предметов 12 град. 4 мин.The calculated lens has the following characteristics:
Relative aperture 1: 1.6
The angular field in the space of objects is 12 degrees. 4 minutes
Спектральный диапазон (0,6...0,78...0,90) мкм
Длина оптической системы
где ∑d - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,
S'уст - расстояние от последней поверхности объектива до плоскости наилучшей установки.Spectral range (0.6 ... 0.78 ... 0.90) μm
Optical system length
where ∑d is the sum of the thicknesses and air gaps in the lens,
S ' mouth - the distance from the last surface of the lens to the plane of the best installation.
Продольная сферическая аберрация по зоне (-0,058) мм
Меридиональная кривизна изображения по полю 0,117 мм
Сагиттальная кривизна изображения по полю (-0,109) мм
Апертурная диафрагма расположена за линзой 2 на расстоянии 18,8 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 36,7 мм.Longitudinal spherical aberration in the zone (-0.058) mm
The meridional curvature of the image along the field of 0.117 mm
Sagittal image curvature across the field (-0.109) mm
The aperture diaphragm is located behind the lens 2 at a distance of 18.8 mm from it, the diameter of the aperture diaphragm is 36.7 mm.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата по сравнению с ближайшим аналогом: увеличено угловое поле в пространстве предметов до 12 град. 4 мин вместо 4 град. 7 мин, длина оптической системы уменьшена до 1,35f' вместо 2,36f' при относительном отверстии объектива 1:1,6 и хорошем качестве изображения по полю:
Продольная сферическая аберрация по зоне (-0,058) 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 increased to 12 degrees. 4 minutes instead of 4 degrees. 7 min, the length of the optical system is reduced to 1.35f 'instead of 2.36f' with a relative aperture of the lens 1: 1.6 and good image quality in the field:
Longitudinal spherical aberration in the area of (-0.058) mm.
Меридиональная кривизна изображения по полю 0,117 мм. The meridional curvature of the image along the field of 0.117 mm.
Сагиттальная кривизна изображения по полю (-0,109) мм. The sagittal curvature of the image along the field (-0.109) mm.
Claims (1)
0,5f'<f'1<0,9f';
-4,6f'<f'4<-3,7f';
-0,5f'<r7<-0,3f';
0,4f'<d4<0,6f';
1,5f'<f'I<1,65f';
1,1f'<f'II<1,25f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'I и f'II - фокусные расстояния первого и второго компонентов;
f1', f2', f3', f4' - фокусные расстояния линз первого и второго компонентов;
r7 - первый радиус кривизны второй линзы второго компонента;
d4 - воздушный промежуток между первым и вторым компонентами.A high-speed lens containing two positive components, the first of which consists of a biconvex and negative lenses, the second of two lenses, the first of which is biconvex, characterized in that in the first component the negative lens is made in the form of a biconcave, and in the second component the second lens is made in the form of a negative meniscus facing concavity to the object, while the following relationships hold:
0.5f '<f' 1 <0.9f ';
-4.6f '<f' 4 <-3.7f ';
-0.5f '<r 7 <-0.3f';
0.4f '<d 4 <0.6f';
1.5f '<f' I <1.65f ';
1,1f '<f' II <1,25f ',
where f 'is the focal length of the entire lens;
f ' I and f' II are the focal lengths of the first and second components;
f 1 ', f 2 ', f 3 ', f 4 ' are the focal lengths of the lenses of the first and second components;
r 7 is the first radius of curvature of the second lens of the second component;
d 4 - air gap between the first and second components.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000126803/28A RU2183341C1 (en) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Wide-aperture lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000126803/28A RU2183341C1 (en) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Wide-aperture lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2183341C1 true RU2183341C1 (en) | 2002-06-10 |
Family
ID=20241383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000126803/28A RU2183341C1 (en) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Wide-aperture lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2183341C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192789U1 (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" | FOUR-LENS APOCHROMATIC LENS |
-
2000
- 2000-10-26 RU RU2000126803/28A patent/RU2183341C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192789U1 (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" | FOUR-LENS APOCHROMATIC LENS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0980305A (en) | Endoscope objective lens | |
| KR20130047745A (en) | Wide open wide-angle lens | |
| US20200057296A1 (en) | Camera Lens System for an Endoscope, Method for Producing a Camera Lens System and an Endoscope | |
| US4988172A (en) | Optical system for endoscopes | |
| US4329024A (en) | Objective lenses | |
| JP2003167196A (en) | Cata-dioptric system | |
| JP2007304312A (en) | Achromatic lens system | |
| US5612823A (en) | Wide-field eyepiece with inside focus | |
| RU2183341C1 (en) | Wide-aperture lens | |
| EP3557302A1 (en) | Dry objective | |
| RU2153691C2 (en) | Fast lens | |
| RU2154292C2 (en) | Fast lens | |
| RU2181208C1 (en) | High-speed lens | |
| JP2004170697A (en) | Afocal zoom lens | |
| RU2178194C1 (en) | High-speed lens | |
| RU2181207C1 (en) | High-speed lens | |
| RU2104570C1 (en) | Wide-aperture lens for near infrared light | |
| RU2181206C2 (en) | High-speed lens | |
| JPH1195130A (en) | Eyepiece | |
| RU2174695C1 (en) | High-speed lens for near-infrared region of spectrum | |
| RU2112255C1 (en) | Objective lens | |
| JP2003337285A (en) | Liquid immersion apochromatic microscope objective lens | |
| RU2212700C1 (en) | Eyepiece with distant pupil | |
| RU2190245C1 (en) | High-speed lens | |
| RU2428729C2 (en) | Optical viewing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041027 |