RU2351967C1 - Fast lens - Google Patents
Fast lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351967C1 RU2351967C1 RU2007131067/28A RU2007131067A RU2351967C1 RU 2351967 C1 RU2351967 C1 RU 2351967C1 RU 2007131067/28 A RU2007131067/28 A RU 2007131067/28A RU 2007131067 A RU2007131067 A RU 2007131067A RU 2351967 C1 RU2351967 C1 RU 2351967C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- curvature
- radius
- component
- positive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных приборах, в частности в телекамерах, работающих с приемной матрицей, например, в ИК-диапазоне длин волн.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various devices, in particular in cameras operating with a receiving matrix, for example, in the infrared wavelength range.
Известен светосильный фотографический объектив (SU 1691806; G02B 9/36, 11/20; публ. 1991 г.), содержащий четыре компонента. Первый компонент по ходу лучей - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению и состоящий из склеенных положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к изображению. Третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Четвертый компонент - положительный, состоящий из склеенных отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и двояковыпуклой линзы. Апертурная диафрагма расположена между вторым и третьим компонентами.Known fast photographic lens (SU 1691806; G02B 9/36, 11/20; publ. 1991), containing four components. The first component along the rays is the positive meniscus, facing concavity to the image. The second is the negative meniscus facing concavity to the image and consisting of glued positive and negative menisci facing concavity to the image. The third component is the negative meniscus, facing concavity to the subject. The fourth component is a positive one, consisting of a negative meniscus glued together, turned concave to the image, and a biconvex lens. The aperture diaphragm is located between the second and third components.
Характеристики объектива:Lens Specifications:
Этот объектив имеет малое относительное отверстие.This lens has a small relative aperture.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является светосильный объектив (SU 1527604; G02B 9/62, 11/32; публ. 1989 г.), содержащий шесть линз в четырех компонентах. Первый из них по ходу лучей - положительный, состоящий из одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линзы, второй - двояковыпуклая линза, третий - положительный мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens (SU 1527604; G02B 9/62, 11/32; publ. 1989), containing six lenses in four components. The first of them along the rays is positive, consisting of a single biconvex and biconcave lens, the second is a biconvex lens, the third is a positive meniscus glued from a biconvex and biconcave lenses, and the fourth is a negative meniscus with a concavity facing the image.
Расстояние d2 между первым и вторым компонентами удовлетворяет условию:The distance d 2 between the first and second components satisfies the condition:
0,5 f'<d2<f',0.5 f '<d 2 <f',
где f' - фокусное расстояние объектива.where f 'is the focal length of the lens.
Радиусы кривизны второй R2 поверхности двояковыпуклой линзы первого компонента и первой поверхности R3 его двояковогнутой линзы удовлетворяют условию:The radii of curvature of the second R 2 surface of the biconvex lens of the first component and the first surface R 3 of its biconcave lens satisfy the condition:
|R3|<|R2|.| R 3 | <| R 2 |.
Объектив работает в диапазоне длин волн от 700 до 900 нм.The lens operates in the wavelength range from 700 to 900 nm.
Характеристики объектива:Lens Specifications:
Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет малое относительное отверстие.This lens is close in design to the claimed, but has a small relative aperture.
Технический результат заявляемого изобретения - повышение относительного отверстия при высоком качестве изображения и повышение технологичности изготовления объектива за счет равенства кривизны части оптических поверхностей и замены сферических поверхностей плоскими.The technical result of the claimed invention is to increase the relative aperture with high image quality and increase the manufacturability of the lens due to the equality of the curvature of part of the optical surfaces and the replacement of spherical surfaces with flat ones.
Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из четырех компонентов, первого компонента по ходу лучей - положительного и состоящего из одиночных двояковыпуклой и отрицательной линзы, второго компонента - одиночной положительной линзы, третьего компонента - положительного, склеенного из двояковыпуклой и отрицательной линз и четвертого компонента - обращенного вогнутостью к изображению мениска, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности, при этом в первом компоненте радиус кривизны второй поверхности двояковыпуклой линзы по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности отрицательной линзы, в отличие от известного, отрицательные линзы первого и третьего компонентов по ходу лучей - вогнутоплоские, второй компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к изображению, и ее радиус кривизны равен радиусу кривизны первой поверхности отрицательной линзы первого компонента, двояковыпуклые линзы первого и третьего компонентов выполнены каждая симметричной и из одного материала, а четвертый компонент - мениск - выполнен положительным.This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of four components, the first component along the rays - positive and consisting of single biconvex and negative lenses, the second component - single positive lenses, the third component - positive, glued from biconvex and negative lenses and fourth component - turned concavity to the image of the meniscus, in which the radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface, while in the first component since the curvature of the second surface of the biconvex lens is larger in absolute value than the radius of curvature of the first surface of the negative lens, in contrast to the known one, the negative lenses of the first and third components along the rays are concave planes, the second component is made in the form of a positive meniscus with a convex surface facing the image, and its radius the curvature is equal to the radius of curvature of the first surface of the negative lens of the first component, the biconvex lenses of the first and third components are each symmetrical and from one Container material, and a fourth component - Meniscus - made positive.
В объективе расстояние d4 между первым и вторым компонентами может удовлетворять условию:In the lens, the distance d 4 between the first and second components can satisfy the condition:
F'<d4<1,5f',F '<d 4 <1.5f',
где f' - фокусное расстояние объектива.where f 'is the focal length of the lens.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива. Светосильный объектив состоит из шести линз в четырех компонентах. Первый компонент по ходу лучей - положительный, состоит из одиночных двояковыпуклой 1 и вогнутоплоской линзы 2; в нем радиус кривизны второй поверхности R2 двояковыпуклой линзы 1 по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности R3 вогнутоплоской линзы 2. Второй компонент - одиночный положительный мениск 3, обращенный выпуклой поверхностью к изображению, и ее радиус кривизны R6 равен радиусу кривизны первой поверхности R3 вогнутоплоской линзы 2 первого компонента. Третий компонент - положительный, склеенный из двояковыпуклой линзы 4 и вогнутоплоской линзы 5. Двояковыпуклые линзы первого и третьего компонентов 1 и 4 выполнены каждая - симметричной, т.е. R1=R2 и R7=R8, и из одного материала, в частности из лантанового стекла. Показатель преломления двояковыпуклых линз первого и третьего компонентов более 1,63 и менее 1,71 для линии е. Коэффициент дисперсии стекла для линии е более 56,7 и менее 71. Четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению мениск 6, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности R10 больше радиуса кривизны R11 вогнутой поверхности. Мениск 6 выполнен положительным за счет увеличения его толщины d10.The drawing shows an optical diagram of the proposed lens. A fast lens consists of six lenses in four components. The first component along the rays is positive, consists of single biconvex 1 and concave flat lens 2; in it, the radius of curvature of the second surface R 2 of the biconvex lens 1 is larger in magnitude than the radius of curvature of the first surface R 3 of the concave plane lens 2. The second component is a single positive meniscus 3 facing the convex surface of the image, and its radius of curvature R 6 is equal to the radius of curvature of the first surface R 3 concave lenses 2 of the first component. The third component is positive, glued from a biconvex lens 4 and a concave plane lens 5. The biconvex lenses of the first and third components 1 and 4 are each symmetrical, i.e. R 1 = R 2 and R 7 = R 8 , and from one material, in particular lanthanum glass. The refractive index of the biconvex lenses of the first and third components is more than 1.63 and less than 1.71 for the line e. The dispersion coefficient of the glass for the line e is more than 56.7 and less than 71. The fourth component is the meniscus 6, which has a concavity facing the image, whose radius of curvature is convex surface R 10 greater than the radius of curvature R 11 concave surface. The meniscus 6 is made positive by increasing its thickness d 10 .
Здесь для мениска 6 применена известная формула линзы конечной толщины («Справочник конструктора оптико-механических приборов» под ред. Кругера М.Я. и Панова В.А., Л., изд-во «Машиностроение», 1968 г, с.111), связывающая фокусное расстояние линзы f'4, ее показатель преломления n, радиусы кривизны R10 и второй R11 оптических поверхностей и ее толщины d10:Here, for the meniscus 6, the well-known formula of a lens of finite thickness is used ("The Handbook of the Designer of Optical-Mechanical Devices", edited by M. Ya. Kruger and Panov VA, L., publishing house "Engineering", 1968, p. 111 ), connecting the focal length of the lens f ' 4 , its refractive index n, the radii of curvature R 10 and the second R 11 optical surfaces and its thickness d 10 :
1/f'4=(n-1)·(1/R10-1/R11)+(n-1)2 ·d10/(n·R10·R11).1 / f ' 4 = (n-1) · (1 / R 10 -1 / R 11 ) + (n-1) 2 · d 10 / (n · R 10 · R 11 ).
Из этой формулы следует, что при увеличении толщины d10 отрицательного мениска с выпуклым радиусом первой оптической поверхности R10 и вогнутым R11 второй оптической поверхности с некоторой величины толщины d10, фокусное расстояние мениска становится положительным. При этом уменьшаются значения аберраций всего объектива, включающего такой положительный мениск, в частности четвертой суммы Зейделя, что позволяет повысить относительное отверстие объектива. Повышению относительного отверстия объектива способствует также то, что мениск 6 теперь является дополнительным положительным компонентом. За мениском 6 может быть расположен светофильтр и одна или несколько плоскопараллельных пластин. Расстояние d4 между первым и вторым компонентами удовлетворяет условию:From this formula it follows that with an increase in the thickness d 10 of the negative meniscus with a convex radius of the first optical surface R 10 and concave R 11 of the second optical surface with a certain thickness d 10 , the meniscus focal length becomes positive. At the same time, the aberrations of the entire lens are reduced, including such a positive meniscus, in particular, the fourth Seidel sum, which makes it possible to increase the relative aperture of the lens. The increase in the relative aperture of the lens also contributes to the fact that the meniscus 6 is now an additional positive component. Behind the meniscus 6, a light filter and one or more plane-parallel plates can be located. The distance d 4 between the first and second components satisfies the condition:
f'<d4<1,5f'.f '<d 4 <1.5f'.
Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works like a lens collecting from infinity. The luminous flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2, 3, 4, 5, 6 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver (not shown) is installed.
В соответствии с предложенным решением рассчитана конструкция светосильного объектива, исправленного в спектральном диапазоне от 650 до 900 нм. Его конструктивные параметры приведены в табл.1.In accordance with the proposed solution, the design of an aperture lens, corrected in the spectral range from 650 to 900 nm, was calculated. Its design parameters are given in table 1.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
В рассчитанном объективе выполнено условие d4=1,101 f', где f' - фокусное расстояние всего объектива для длины волны 766,49 нм. А фокусное расстояние четвертого компонента - мениска 6 для длины волны 766,49 нм f'4=1616,4 мм, т.е. мениск 6 выполнен положительным. Двояковыпуклая линза третьего компонента выполнена из лантанового стекла СТКЗ группы сверхтяжелых кронов.In the calculated lens, the condition d 4 = 1,101 f 'is fulfilled, where f' is the focal length of the entire lens for a wavelength of 766.49 nm. And the focal length of the fourth component is meniscus 6 for a wavelength of 766.49 nm f ' 4 = 1616.4 mm, i.e. meniscus 6 is positive. The biconvex lens of the third component is made of STKZ lanthanum glass of the group of superheavy crowns.
В табл.2 приведены аберрации для длины волны 766,49 нм рассчитанного объектива.Table 2 shows the aberrations for a wavelength of 766.49 nm of the calculated lens.
Замена сферических оптических поверхностей плоскими позволяет обрабатывать их с помощью имеющегося в наличии в оптическом производстве инструмента и контролировать на интерферометре, не используя пробных стекол. Введение в объектив оптических поверхностей с равными радиусами кривизны обеспечивает большую унификацию пробных стекол и обрабатывающего инструмента. Все это обеспечивает достижение технического результата - повышение технологичности изготовления (в объективе имеются две плоские оптические поверхности и равенство по модулю попарно радиусов шести сферических поверхностей). Кроме того, предложенный светосильный объектив для спектрального диапазона от 650 до 900 нм имеет высокое относительное отверстие 1:1,1 при высоком качестве изображения, что следует из табл.2.Replacing spherical optical surfaces with planar ones allows them to be processed using a tool available in optical production and controlled on an interferometer without using test glasses. The introduction of optical surfaces with equal radii of curvature into the lens provides a great unification of test glasses and a processing tool. All this ensures the achievement of a technical result - an increase in manufacturability (there are two flat optical surfaces in the lens and the equality in modulus of the pairwise radii of six spherical surfaces). In addition, the proposed fast lens for the spectral range from 650 to 900 nm has a high relative aperture of 1: 1.1 with high image quality, which follows from table 2.
Claims (2)
f'<d4<1,5f',
где f' - фокусное расстояние объектива. 2. A fast lens according to claim 1, characterized in that the distance d 4 between the first and second components satisfies the condition
f '<d 4 <1,5f',
where f 'is the focal length of the lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131067/28A RU2351967C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Fast lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131067/28A RU2351967C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Fast lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2351967C1 true RU2351967C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41015068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007131067/28A RU2351967C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Fast lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351967C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726261C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-output lens |
-
2007
- 2007-08-15 RU RU2007131067/28A patent/RU2351967C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726261C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-output lens |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
RU2396581C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU2351967C1 (en) | Fast lens | |
RU163268U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
RU162339U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
RU2315341C1 (en) | Fast lens for near ir-spectrum range | |
RU162318U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
RU2308063C1 (en) | Fast high-speed lens | |
RU2445658C1 (en) | Wide-angle lens | |
RU2304795C1 (en) | Objective | |
RU2445659C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU2517760C1 (en) | Collimator lens | |
RU2302651C1 (en) | Teleobjective | |
RU2412455C1 (en) | Four-element lens | |
RU2316795C1 (en) | Two-lens objective | |
RU2281537C1 (en) | Three-element telephoto lens | |
JPH11316337A (en) | Image-formation lens | |
RU2343512C1 (en) | Projection lens of gauss type | |
RU2281536C1 (en) | Infrared lens with remote entrance pupil | |
RU2346312C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU204248U1 (en) | LENS | |
RU126479U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
RU76722U1 (en) | LENS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150816 |