RU2316795C1 - Two-lens objective - Google Patents

Two-lens objective Download PDF

Info

Publication number
RU2316795C1
RU2316795C1 RU2006120300/28A RU2006120300A RU2316795C1 RU 2316795 C1 RU2316795 C1 RU 2316795C1 RU 2006120300/28 A RU2006120300/28 A RU 2006120300/28A RU 2006120300 A RU2006120300 A RU 2006120300A RU 2316795 C1 RU2316795 C1 RU 2316795C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
lenses
radius
along
biconvex
Prior art date
Application number
RU2006120300/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Зарубин (RU)
Владимир Петрович Зарубин
Сергей Иванович Щеглов (RU)
Сергей Иванович Щеглов
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 RU2006120300/28A priority Critical patent/RU2316795C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316795C1 publication Critical patent/RU2316795C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: optical instrument engineering.
SUBSTANCE: two-lens objective can be used in different optical systems as in visual and in IR-systems. Objective has first lens made in form of biconvex one, and second lens made in form of negative meniscus turned with its convexity to image. Lenses are made of optical glass being transparent in visible and near IR spectrum range. Radiuses of biconvex lens are equal in absolute value. Relation of first radius being disposed on path of beams of menisci lens to its second radius is shorter than 0,8. Relations are met as 1,46<n1<1,63; 1,66<n2<1,78 where n1 and n2 rare refractivity factors of material of first and second lenses along beam paths. Lenses can be single ones or glued ones.
EFFECT: simplified design; improved manufacturability; increased focal length; higher quality of image.

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например в визуальных и в ИК-системах.The present invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, for example, in visual and infrared systems.

Известен двухлинзовый склеенный объектив ("Прикладная оптика". И.А.Турыгин, Москва, "Машиностроение", 1966 г., стр.423). Он состоит по ходу луча из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Объектив имеет небольшое фокусное расстояние 100 мм и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных пробных стекол и разного обрабатывающего инструмента для каждой оптической поверхности.A well-known two-lens bonded lens (“Applied Optics.” I.A. Turygin, Moscow, “Mechanical Engineering”, 1966, p. 423). It consists of a glued biconvex lens and a negative meniscus convex to the image along the ray. The lens has a small focal length of 100 mm and lack of manufacturability, as It requires the use of different test glasses and a different processing tool for each optical surface.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив - ахромат (Заявка Франции №2025476, кл. G02B 13/00, 5/00, публ. 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. Кроме того, отношение первого радиуса по ходу лучей второй линзы к ее второму радиусу равно 0,858. У данного объектива фокусное расстояние - 100 мм, и он имеет недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных пробных стекол и разного обрабатывающего инструмента для каждой оптической поверхности.The closest analogue to the claimed technical solution is a two-lens lens - achromat (French Application No. 2025476, class G02B 13/00, 5/00, publ. 1970), operating in the infrared range from 8 to 14 microns, consisting of individual biconvex lens and 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. In addition, the ratio of the first radius along the rays of the second lens to its second radius is 0.858. This lens has a focal length of 100 mm, and it has insufficient adaptability, as It requires the use of different test glasses and a different processing tool for each optical surface.

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 - упрощение конструкции и повышение технологичности при увеличенном фокусном расстоянии и высоком качестве изображения.EFFECT: simplified design and improved manufacturability with increased focal length and high image quality.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, в отличие от известного, 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:This is achieved by the fact that in a two-lens lens, consisting of a biconvex lens located along the beam and a negative meniscus convex to the image, in contrast to the known one, both lenses are made of optical glass transparent in the visible and near infrared spectral regions, the biconvex radii the lenses are equal in absolute value, the ratio of 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<1,78;1.66 <n 2 <1.78;

где n1 - показатель преломления материала первой линзы по ходу лучей;where n 1 is the refractive index of the material of the first lens along the rays;

n2 - показатель преломления материала второй линзы по ходу лучей.n 2 is the refractive index of the material of the second lens along the rays.

Кроме того, в двухлинзовом объективе линзы могут быть выполнены склеенными.In addition, in a two-lens lens, the lenses can be glued.

На фиг.1 представлена оптическая схема предложенного объектива со склеенными линзами, а на фиг.2 - с одиночными.Figure 1 presents the optical scheme of the proposed lens with glued lenses, and figure 2 with single.

Двухлинзовый объектив (фиг.1 и фиг.2) состоит из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы 1 и отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к изображению. Линзы 1 и 2, выполненные из оптического стекла, прозрачного в видимой и ближней ИК-области спектра, могут быть одиночными (фиг.1) и склеенными (фиг.2). Радиусы двояковыпуклой линзы 1 равны по абсолютной величине, а отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы 2 ко второму ее радиусу менее 0,8.A two-lens lens (FIG. 1 and FIG. 2) consists of a biconvex lens 1 and a negative meniscus 2 located along the beam, convex to the image. Lenses 1 and 2, made of optical glass, transparent in the visible and near infrared region of the spectrum, can be single (figure 1) and glued (figure 2). The radii of the biconvex lens 1 are equal in absolute value, and the ratio of the first along the rays of the radius of the meniscus lens 2 to its second radius is less than 0.8.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2 and forms an image of the object in the plane of the best installation 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 объектив выполнен из одиночных линз и исправлен для λ=1060 нм и для λ=656,28 нм. Объектив может работать в качестве коллиматора. Объектив работает в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра.The first lens is made of single lenses and fixed for λ = 1060 nm and for λ = 656.28 nm. The lens can work as a collimator. The lens operates in the visible and near infrared spectral range.

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

Входной зрачок совпадает с первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.The entrance pupil coincides with the first optical surface, but may be in another place.

Характеристики рассчитанного первого объектива:Characteristics of the calculated first lens:

фокусное расстояниеfocal length 150,75 мм150.75 mm относительное отверстиеrelative hole 1:4,71: 4.7 угол поля зренияfield of view angle 2 град. 8 мин.2 deg. 8 minutes

Объектив имеет следующие аберрации для λ=1060 нм:The lens has the following aberrations for λ = 1060 nm:

поперечная сферическая аберрацияtransverse spherical aberration для точки на осиfor a point on the axis не более 0,0005 ммno more than 0,0005 mm поперечная аберрация широкого наклонногоlateral aberration of wide inclined пучка в меридиональном сечении для поляbeam in the meridional section for the field зрения 2W=2 град. 8 минview 2W = 2 deg. 8 min не более 0,0275 ммno more than 0,0275 mm поперечная аберрация широкого наклонногоlateral aberration of wide inclined пучка в сагиттальном сечении для поляbeam in a sagittal section for the field зрения 2W=2 град. 8 минview 2W = 2 deg. 8 min не более 0,0057 ммno more than 0,0057 mm меридиональный астигматическийmeridional astigmatic отрезок Хм segment X m не более 0,109 ммno more than 0.109 mm сагиттальный астигматический отрезок Xs sagittal astigmatic segment X s не более 0,048 ммno more than 0,048 mm дисторсияdistortion не более 0,0009%no more than 0,0009%

Figure 00000002
Figure 00000002

В предлагаемом изобретении:In the present invention:

R1=|R2|=75,505;R 1 = | R 2 | = 75.505;

n1=1,615192;n 1 = 1.615192;

n2=1,761712;n 2 = 1.761712;

где R1 - радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы;where R 1 is the radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens;

R2 - радиус второй по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы;R 2 is the radius of the second along the rays of the optical surface of the biconvex lens;

n1 - показатель преломления материала первой линзы;n 1 is the refractive index of the material of the first lens;

n2 - показатель преломления материала второй линзы.n 2 is the refractive index of the material of the second lens.

Кроме того, отношение первого радиуса по ходу лучей менисковой линзы к ее второму по ходу лучей радиусу равно 0,065.In addition, the ratio of the first radius along the rays of the meniscus lens to its second radius along the rays is 0.065.

Второй объектив выполнен склеенным, исправлен в спектральном диапазоне от 480 нм до 660 нм и тоже может работать в качестве коллиматора. Объектив работает в видимом диапазоне спектра.The second lens is glued, fixed in the spectral range from 480 nm to 660 nm and can also work as a collimator. The lens operates in the visible range of the spectrum.

Конструктивные параметры второго объектива приведены в табл.2.The design parameters of the second lens are given in table 2.

Входной зрачок находится на расстоянии 60 мм перед первой оптической поверхностью второго объектива, но может находиться и в другом месте.The entrance pupil is located at a distance of 60 mm in front of the first optical surface of the second lens, but can be located in another place.

Характеристики рассчитанного второго объектива:Characteristics of the calculated second lens:

фокусное расстояниеfocal length 399,55 мм399.55 mm относительное отверстиеrelative hole 1:6,91: 6.9 угол поля зренияfield of view angle 12 град.12 deg.

Объектив имеет следующие аберрации для λ=546 нм:The lens has the following aberrations for λ = 546 nm:

поперечная сферическая аберрацияtransverse spherical aberration для точки на осиfor a point on the axis не более 0,012 ммno more than 0,012 mm поперечная аберрация широкого наклонногоlateral aberration of wide inclined пучка в меридиональном сечении для поляbeam in the meridional section for the field зрения 2W=12 град.view 2W = 12 deg. не более 0,095 ммno more than 0,095 mm поперечная аберрация широкого наклонногоlateral aberration of wide inclined пучка в сагиттальном сечении для поляbeam in a sagittal section for the field зрения 2W=12 град.view 2W = 12 deg. не более 0,03 ммno more than 0,03 mm меридиональный астигматическийmeridional astigmatic отрезок Хм segment X m не более 9,48 ммno more than 9.48 mm сагиттальный астигматическийsagittal astigmatic отрезок Xs segment X s не более 4,24 ммnot more than 4.24 mm дисторсияdistortion не более 0,3%no more than 0.3%

Figure 00000003
Figure 00000003

В предлагаемом изобретении:In the present invention:

R1=|R2|=193,634;R 1 = | R 2 | = 193.634;

n1=1,518294;n 1 = 1.518294;

n2=1,677617;n 2 = 1,677617;

где R1 - радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы;where R 1 is the radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens;

R2 - радиус второй по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы;R 2 is the radius of the second along the rays of the optical surface of the biconvex lens;

n1 - показатель преломления материала первой линзы;n 1 is the refractive index of the material of the first lens;

n2 - показатель преломления материала второй линзы.n 2 is the refractive index of the material of the second lens.

Кроме того, отношение первого радиуса по ходу лучей менисковой линзы к ее второму по ходу лучей радиусу равно 0,186.In addition, the ratio of the first radius along the rays of the meniscus lens to its second radius along the rays is 0.186.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения с увеличенным фокусным расстоянием и при простой конструкции.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a two-lens lens with increased manufacturability with high image quality with increased focal length and with a simple design is created.

Claims (2)

1. Двухлинзовый объектив, состоящий из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, отличающийся тем, что 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 соотношения1. A two-lens lens, consisting of a biconvex lens located along the beam and a negative meniscus convex to the image, characterized in that 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 of the first along the rays of the radius of the meniscus lens to its second radius is less than 0.8 and the relations 1,46<n1<1,63,1.46 <n 1 <1.63, 1,66<n2<1,78,1.66 <n 2 <1.78, где n1 - показатель преломления материала первой линзы по ходу лучей;where n 1 is the refractive index of the material of the first lens along the rays; n2 - показатель преломления материала второй линзы по ходу лучей.n 2 is the refractive index of the material of the second lens along the rays. 2. Двухлинзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что линзы выполнены склеенными.2. The two-lens lens according to claim 1, characterized in that the lenses are glued.
RU2006120300/28A 2006-06-09 2006-06-09 Two-lens objective RU2316795C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120300/28A RU2316795C1 (en) 2006-06-09 2006-06-09 Two-lens objective

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120300/28A RU2316795C1 (en) 2006-06-09 2006-06-09 Two-lens objective

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2316795C1 true RU2316795C1 (en) 2008-02-10

Family

ID=39266357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006120300/28A RU2316795C1 (en) 2006-06-09 2006-06-09 Two-lens objective

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2316795C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633445C1 (en) * 2016-07-29 2017-10-12 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Two-lens objective
RU2763120C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-27 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Double lens

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633445C1 (en) * 2016-07-29 2017-10-12 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Two-lens objective
RU2763120C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-27 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Double lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2384868C1 (en) Doublet objective lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2359295C1 (en) Telescopic galilei-type optical system
RU2517760C1 (en) Collimator lens
RU2304795C1 (en) Objective
RU2281537C1 (en) Three-element telephoto lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU2302651C1 (en) Teleobjective
RU2331909C1 (en) Objective lens for closer infrared spectrum
RU2746594C1 (en) Double lens
RU2364901C1 (en) Ocular
RU2759050C1 (en) Doublet-objective lens
RU2281536C1 (en) Infrared lens with remote entrance pupil
RU2763120C1 (en) Double lens
RU2346312C1 (en) Large-aperture lens
RU2633445C1 (en) Two-lens objective
RU2656015C1 (en) Optical system
RU2281535C1 (en) Three-element lens with remote entrance pupil
RU2302024C1 (en) Eye-piece
RU2737029C1 (en) Large aperture lens

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20210430