RU2244330C2 - Objective - Google Patents

Objective Download PDF

Info

Publication number
RU2244330C2
RU2244330C2 RU2003105184/28A RU2003105184A RU2244330C2 RU 2244330 C2 RU2244330 C2 RU 2244330C2 RU 2003105184/28 A RU2003105184/28 A RU 2003105184/28A RU 2003105184 A RU2003105184 A RU 2003105184A RU 2244330 C2 RU2244330 C2 RU 2244330C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
negative
component
positive
optical element
Prior art date
Application number
RU2003105184/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003105184A (en
Inventor
Г.В. Бармичева (RU)
Г.В. Бармичева
М.А. Ган (RU)
М.А. Ган
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд
Бармичева Галина Викторовна
Ган Михаил Абрамович
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 Самсунг Электроникс Ко., Лтд, Бармичева Галина Викторовна, Ган Михаил Абрамович filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд
Priority to RU2003105184/28A priority Critical patent/RU2244330C2/en
Priority to KR1020030044249A priority patent/KR20040074890A/en
Priority to KR1020057012564A priority patent/KR20050098238A/en
Priority to GB0513441A priority patent/GB2412183B/en
Priority to DE112004000214T priority patent/DE112004000214B4/en
Priority to CNB2004800032064A priority patent/CN100380163C/en
Priority to PCT/KR2004/000317 priority patent/WO2004074901A1/en
Priority to US10/779,859 priority patent/US7068437B2/en
Publication of RU2003105184A publication Critical patent/RU2003105184A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2244330C2 publication Critical patent/RU2244330C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: device has positive component including biconvex lens and negative lens in form of meniscus, on the side of object, and negative component, in form of meniscus, on the side of image. Onto one of optical surfaces of positive component lenses a hologram optical element is applied having optical force 0.01-0.1 of total objective force, while characteristic equation of hologram optical element is VH=A1y2+A3y6+A3y6, where A1, A2, A3 - coefficients; y - height on surface of hologram optical element. Coefficient A1 is proportional to optical force of hologram optical element, and coefficients A2 and A3, respectively, are proportional to spherical aberration of positive and negative objective components. Negative component on the side of image is directed to it by convex portion. Negative lens of positive component is placed between biconvex lens and object and is directed to object by convex portion. Objective is also equipped with additional component in form of biconvex lens, placed between negative and positive components.
EFFECT: higher efficiency, higher image quality.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к линзовым объективам, и может быть применено в различных оптических и оптико-электронных приборах, в том числе и в качестве проекционного объектива.The invention relates to the field of optical instrumentation, in particular to lenses, and can be applied in various optical and optoelectronic devices, including as a projection lens.

Известен объектив, включающий три оптических компонента: первый, находящийся со стороны изображения, включает элемент небольшой оптической силы, служащий для исправления апертурных аберраций, второй, представляющий собой двояковыпуклую положительную линзу, и третий, отрицательный, имеющий вогнутую поверхность со стороны изображения, US 4300817.A lens is known that includes three optical components: the first, located on the image side, includes an element of small optical power, which serves to correct aperture aberrations, the second, which is a biconvex positive lens, and the third, negative, having a concave surface on the image side, US 4300817.

Данный объектив не обеспечивает исправления хроматических аберраций, что обусловливает низкое качество изображения.This lens does not provide correction for chromatic aberration, which results in poor image quality.

Известен объектив, содержащий два компонента, первый из которых положительный, состоящий из двояковыпуклой и отрицательной линз, а второй - отрицательный, выполненный в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению; на одну из оптических поверхностей линз первого компонента нанесен голограммный оптический элемент оптической силой 0,01-0,1 оптической силы объектива, при этом характеристическое уравнение голограммного оптического элемента имеет видA known lens containing two components, the first of which is positive, consisting of a biconvex and negative lenses, and the second is negative, made in the form of a meniscus, facing a concavity to the image; a hologram optical element with an optical power of 0.01-0.1 of the optical power of the objective is applied to one of the optical surfaces of the lenses of the first component, while the characteristic equation of the hologram optical element has the form

VH=A1y2+А2y4+А3y6,V H = A 1 y 2 + A 2 y 4 + A 3 y 6 ,

где А1, А2, A3 - коэффициенты;where A 1 , A 2 , A 3 are the coefficients;

y - высота на поверхности голограммного оптического элемента, причем коэффициент A1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты А2 и А3 соответственно пропорциональны сферической аберрации положительного и отрицательного компонентов объектива, SU 1151905 А.y is the height on the surface of the hologram optical element, the coefficient A 1 being proportional to the optical power of the hologram optical element, and the coefficients A 2 and A 3 respectively proportional to the spherical aberration of the positive and negative components of the lens, SU 1151905 A.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Оно позволяет в некоторой степени повысить качество изображения за счет исправления вторичного спектра, а также в определенной мере улучшить коррекцию хроматических аберраций.It allows to some extent to improve image quality by correcting the secondary spectrum, and also to some extent improve the correction of chromatic aberrations.

Однако поскольку первым элементом первого компонента объектива является двояковыпуклая линза, степень коррекции аберраций по диаметру зрачка оптической системы существенно ограничена; кроме того, поскольку второй компонент объектива, выполненный в виде мениска, обращен вогнутостью к изображению, значительно сужается поле зрения объектива, что не позволяет его использовать в компактных оптических приборах.However, since the first element of the first component of the lens is a biconvex lens, the degree of correction of aberrations along the pupil diameter of the optical system is significantly limited; in addition, since the second component of the lens, made in the form of a meniscus, faces the concavity of the image, the field of view of the lens is significantly narrowed, which does not allow it to be used in compact optical devices.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи улучшения коррекции аберраций и, соответственно, повышение качества изображения, а также увеличения поля зрения объектива.The present invention is based on the solution of the problem of improving the correction of aberrations and, accordingly, improving the image quality, as well as increasing the field of view of the lens.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в объективе, содержащем положительный компонент, включающий двояковыпуклую линзу и отрицательную линзу в виде мениска, со стороны предмета, и отрицательный компонент, выполненный в виде мениска, со стороны изображения, причем на одну из оптических поверхностей линз положительного компонента нанесен голограммный оптический элемент оптической силой 0,01-0,1 оптической силы объектива, при этом характеристическое уравнение голограммного оптического элемента имеет видAccording to the invention, this problem is solved due to the fact that in the lens containing a positive component, comprising a biconvex lens and a negative meniscus lens, on the side of the object, and a negative component, made in the form of a meniscus, on the image side, and on one of the optical surfaces the lens of the positive component is applied a hologram optical element with an optical power of 0.01-0.1 of the optical power of the lens, while the characteristic equation of the hologram optical element has the form

VH=А1y2+А2y4+А3y6,V H = A 1 y 2 + A 2 y 4 + A 3 y 6 ,

где A1, А2, А3 - коэффициенты;where A 1 , A 2 , A 3 are the coefficients;

y - высота на поверхности голограммного оптического элемента, причем коэффициент A1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты А2 и А3 соответственно пропорциональны сферической аберрации положительного и отрицательного компонентов объектива, отрицательный компонент со стороны изображения обращен к нему выпуклостью, отрицательная линза положительного компонента расположена между двояковыпуклой линзой и предметом и обращена к предмету выпуклостью, при этом объектив снабжен дополнительным компонентом в виде двояковыпуклой линзы, размещенной между отрицательным и положительным компонентами; отрицательная линза положительного компонента выполнена из поликарбоната; двояковыпуклая линза положительного компонента выполнена из акрила; отрицательный компонент выполнен из полистирола; оптические поверхности, по меньшей мере, одной из линз выполнены асферическими.y is the height on the surface of the hologram optical element, the coefficient A 1 being proportional to the optical power of the hologram optical element, and the coefficients A 2 and A 3 respectively proportional to the spherical aberration of the positive and negative components of the lens, the negative component on the image side is convex towards it, the negative lens is positive the component is located between the biconvex lens and the object and is convex towards the object, while the lens is equipped with an additional com a penton in the form of a biconvex lens placed between the negative and positive components; the negative lens of the positive component is made of polycarbonate; the biconvex lens of the positive component is made of acrylic; the negative component is made of polystyrene; optical surfaces of at least one of the lenses are aspherical.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Поскольку отрицательная линза положительного компонента размещена со стороны предмета, а двояковыпуклая линза размещается за ней, обеспечивается возможность значительного уменьшения оптической силы двояковыпуклой линзы и увеличение тем самым физического диаметра объектива и, соответственно, диаметра, на котором можно исправить аберрации, поскольку отрицательный компонент, расположенный со стороны изображения, обращен к нему выпуклостью, существенно увеличивает поле зрения объектива, при этом фокусировка всей системы обеспечивается введением дополнительного компонента в виде двояковыпуклой линзы между отрицательным и положительным компонентами.Since the negative lens of the positive component is placed on the side of the object, and the biconvex lens is placed behind it, it is possible to significantly reduce the optical power of the biconvex lens and thereby increase the physical diameter of the lens and, accordingly, the diameter on which aberration can be corrected, since the negative component located at side of the image, convex to it, significantly increases the field of view of the lens, while focusing the entire system provides I'm introducing an additional component in the form of a lenticular lens between the negative and positive components.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию “изобретательский уровень”.The applicant has not found any sources of information containing information about the impact of the claimed distinctive features on the technical result achieved as a result of their implementation. This, according to the applicant, indicates that this technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - оптическая схема объектива;figure 1 is an optical diagram of the lens;

на фиг.2 - схема, поясняющая работу объектива в проекционном режиме.figure 2 is a diagram explaining the operation of the lens in the projection mode.

Объектив содержит отрицательный компонент, выполненный в виде мениска 1, расположенного со стороны изображения 2 и обращенного к нему выпуклостью. В конкретном примере мениск 1 выполнен из полистирола и имеет оптическую силу 0,5-0,7. Этот компонент осуществляет коррекцию кривизны поля изображения и коррекцию хроматизма увеличения. Положительный компонент включает отрицательную линзу 3 в виде мениска, расположенную между двояковыпуклой линзой 4 и предметом 5 и обращенную к последнему выпуклостью. Линза 3 выполнена из поликарбоната и имеет оптическую силу 0,1-0,2; прогиб линзы 3 значительный, что позволяет корректировать аберрации широких пучков. Линза 4 выполнена из акрила и имеет оптическую силу 0,35-0,4; линза 4 осуществляет предварительную фокусировку пучков; кроме того, линза 4 имеет на поверхности, обращенной к предмету 5, голограммный оптический элемент 6, оптической силой 0,01-0,1 оптической силы объектива, при этом характеристическое уравнение голограммного оптического элемента имеет видThe lens contains a negative component made in the form of a meniscus 1 located on the image side 2 and convex to it. In a specific example, the meniscus 1 is made of polystyrene and has an optical power of 0.5-0.7. This component corrects the curvature of the image field and corrects the chromaticity of magnification. The positive component includes a meniscus-negative lens 3 located between the biconvex lens 4 and the object 5 and facing the last bulge. Lens 3 is made of polycarbonate and has an optical power of 0.1-0.2; the deflection of the lens 3 is significant, which allows you to adjust the aberration of wide beams. Lens 4 is made of acrylic and has an optical power of 0.35-0.4; lens 4 provides preliminary focusing of the beams; in addition, the lens 4 has on the surface facing the object 5, a hologram optical element 6, an optical power of 0.01-0.1 optical power of the lens, while the characteristic equation of the hologram optical element has the form

VH=A1y2+A2y4+A3y6,V H = A 1 y 2 + A 2 y 4 + A 3 y 6 ,

где A1, А2, A3 - коэффициенты;where A 1 , A 2 , A 3 are the coefficients;

y - высота на поверхности голограммного оптического элемента, причем коэффициент A1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты А2 и А3 соответственно пропорциональны сферической аберрации положительного и отрицательного компонентов объектива. Голограммный оптический элемент 6 представляет собой дифракционную микроструктуру в виде кольцевых зон, профиль которых обеспечивает высокую дифракционную эффективность преобразования света; линза 4 также осуществляет коррекцию продольной хроматической аберрации совместно с дополнительным компонентом в виде двояковыпуклой линзы 7, а также коррекцию поперечной хроматической аберрации совместно с мениском 1. Линза 7 выполнена из акрила и имеет симметричную форму; ее оптическая сила близка к оптической силе объектива в целом. Выполнение оптических поверхностей, по меньшей мере, одной из линз асферическими позволяет осуществлять коррекцию аберраций высших порядков.y is the height on the surface of the hologram optical element, the coefficient A 1 being proportional to the optical power of the hologram optical element, and the coefficients A 2 and A 3 respectively proportional to the spherical aberration of the positive and negative components of the lens. The hologram optical element 6 is a diffraction microstructure in the form of annular zones, the profile of which provides high diffraction efficiency of light conversion; lens 4 also performs correction of longitudinal chromatic aberration together with an additional component in the form of a biconvex lens 7, as well as correction of transverse chromatic aberration together with the meniscus 1. Lens 7 is made of acrylic and has a symmetrical shape; its optical power is close to the optical power of the lens as a whole. The implementation of the optical surfaces of at least one of the aspherical lenses allows for the correction of higher order aberrations.

Заявленный объектив может также использоваться в качестве проекционного (фиг.2). В этом случае мениск 1 с помощью содержащего охлаждающую жидкость элемента 8 сопрягается с источником оптического сигнала, в конкретном примере - электронно-лучевой трубкой 9. При этом происходит обратный процесс, то есть изображение с лучевой трубки через объектив проецируется на предмет (экран).The claimed lens can also be used as a projection (figure 2). In this case, the meniscus 1, using the element 8 containing the cooling liquid, is coupled to the optical signal source, in a specific example, the cathode ray tube 9. In this case, the reverse process occurs, that is, the image from the radiation tube through the lens is projected onto the object (screen).

Для изготовления объектива используется известное оборудование и распространенные конструкторские материалы, что обусловливает соответствие изобретения критерию “промышленная применимость”.For the manufacture of the lens using well-known equipment and common design materials, which determines the compliance of the invention with the criterion of “industrial applicability”.

Claims (5)

1. Объектив, содержащий положительный компонент, включающий двояковыпуклую линзу и отрицательную линзу в виде мениска со стороны предмета и отрицательный компонент, выполненный в виде мениска со стороны изображения, причем на одну из оптических поверхностей линз положительного компонента нанесен голограммный оптический элемент оптической силой 0,01-0,1 оптической силы объектива, при этом характеристическое уравнение голограммного оптического элемента имеет вид1. A lens containing a positive component, including a biconvex lens and a negative meniscus lens on the side of the object and a negative component, made in the form of a meniscus on the image side, with a hologram optical element with an optical power of 0.01 applied to one of the optical surfaces of the lenses of the positive component -0.1 of the optical power of the lens, while the characteristic equation of the hologram optical element has the form VH=A1y2+A2y4+A3y6,V H = A 1 y 2 + A 2 y 4 + A 3 y 6 , где A1, A2, А3 - коэффициенты;where A 1 , A 2 , A 3 are the coefficients; y - высота на поверхности голограммного оптического элемента,y is the height on the surface of the hologram optical element, причем коэффициент А1 пропорционален оптической силе голограммного оптического элемента, а коэффициенты A2 и А3 соответственно пропорциональны сферической аберрации положительного и отрицательного компонентов объектива, отличающийся тем, что отрицательный компонент со стороны изображения обращен к нему выпуклостью, отрицательная линза положительного компонента расположена между двояковыпуклой линзой и предметом и обращена к предмету выпуклостью, при этом объектив снабжен дополнительным компонентом в виде двояковыпуклой линзы, размещенной между отрицательным и положительным компонентами.moreover, the coefficient A 1 is proportional to the optical power of the hologram optical element, and the coefficients A 2 and A 3 are respectively proportional to the spherical aberration of the positive and negative components of the lens, characterized in that the negative component on the image side is convex towards it, the negative lens of the positive component is located between the biconvex lens and the subject and convex to the subject, while the lens is equipped with an additional component in the form of a biconvex lens, p zmeschennoy between the negative and positive components. 2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что отрицательная линза положительного компонента выполнена из поликарбоната.2. The lens according to claim 1, characterized in that the negative lens of the positive component is made of polycarbonate. 3. Объектив по п.1 или 2, отличающийся тем, что двояковыпуклая линза положительного компонента выполнена из акрила.3. The lens according to claim 1 or 2, characterized in that the biconvex lens of the positive component is made of acrylic. 4. Объектив по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отрицательный компонент выполнен из полистирола.4. The lens according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the negative component is made of polystyrene. 5. Объектив по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оптические поверхности по меньшей мере одной из линз выполнены асферическими.5. The lens according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the optical surfaces of at least one of the lenses are aspherical.
RU2003105184/28A 2003-02-18 2003-02-18 Objective RU2244330C2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105184/28A RU2244330C2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Objective
KR1020030044249A KR20040074890A (en) 2003-02-18 2003-07-01 Objective optical system
KR1020057012564A KR20050098238A (en) 2003-02-18 2004-02-17 Lens system and optical projection system utilizing the same
GB0513441A GB2412183B (en) 2003-02-18 2004-02-17 Lens system with hologram for objective lens or optical projection
DE112004000214T DE112004000214B4 (en) 2003-02-18 2004-02-17 Lens system and objective lens system and optical projection system using the same
CNB2004800032064A CN100380163C (en) 2003-02-18 2004-02-17 Lens system and objective lens system and optical projection system using the same
PCT/KR2004/000317 WO2004074901A1 (en) 2003-02-18 2004-02-17 Lens system, and objective lens system and optical projection system using the same
US10/779,859 US7068437B2 (en) 2003-02-18 2004-02-18 Lens system, and objective lens system and optical projection system using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105184/28A RU2244330C2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Objective

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003105184A RU2003105184A (en) 2004-09-10
RU2244330C2 true RU2244330C2 (en) 2005-01-10

Family

ID=34880912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105184/28A RU2244330C2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 Objective

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20040074890A (en)
RU (1) RU2244330C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464600C2 (en) * 2010-11-30 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" (ПГУАС) Plastic apochromatic lens
RU2554594C1 (en) * 2013-12-23 2015-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method of correcting lens aberrations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464600C2 (en) * 2010-11-30 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" (ПГУАС) Plastic apochromatic lens
RU2554594C1 (en) * 2013-12-23 2015-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method of correcting lens aberrations

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040074890A (en) 2004-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2244330C2 (en) Objective
US8451550B2 (en) Projection lens
US20120224095A1 (en) Camera apparatus and image pickup apparatus including the same
RU2258247C2 (en) Objective
CN210072199U (en) Eyepiece of handheld infrared observation appearance of non-refrigeration type
RU2225628C2 (en) Lens with removed entrance pupil ( variants )
RU2328022C2 (en) Objective lens with outrigger entrance pupil
RU2426160C1 (en) Projection lens
RU2379721C1 (en) Projection high-aperture lens
RU87809U1 (en) LIGHT LIGHT WITH EXTENDED PASSENGER
SU903784A1 (en) High speed lens
RU2377619C1 (en) High-aperture lens
RU2358299C1 (en) High-speed lens
RU2010276C1 (en) Achromatic water-immersion objective lens for microscope
RU2233462C2 (en) Projection wide-aperture lens
RU2359293C1 (en) Large aperture lens system
RU2213988C2 (en) Lens with taken-out entrance pupil
RU2351968C1 (en) Wide-angle objective with large lens aperture
SU1224771A1 (en) Reproduction lens
RU2164701C2 (en) Ocular wide-angled system
SU1693579A1 (en) Achromatic microscope objective
SU1675823A1 (en) Reproducing objective
SU1432440A1 (en) Fast lens with remoted entrance pupil
RU2176096C2 (en) Wide-angle high-speed lens
SU1097962A1 (en) High-speed lens

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170219