RU2431166C1 - Optical system - Google Patents
Optical system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2431166C1 RU2431166C1 RU2010119987/28A RU2010119987A RU2431166C1 RU 2431166 C1 RU2431166 C1 RU 2431166C1 RU 2010119987/28 A RU2010119987/28 A RU 2010119987/28A RU 2010119987 A RU2010119987 A RU 2010119987A RU 2431166 C1 RU2431166 C1 RU 2431166C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pancratic
- components
- component
- lens
- field
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с переменным фокусным расстоянием, и может использоваться в системах преобразования лазерного излучения приборов наведения.The invention relates to optical instrumentation, namely to lenses with variable focal length, and can be used in systems for converting laser radiation from guidance devices.
Известен вариообъектив, содержащий четыре компонента [1], первый и четвертый - положительные, второй и третий - отрицательные, установленные с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Первый компонент выполнен в виде двусклеенной линзы и склеенного положительного мениска, второй и третий компоненты выполнены в виде отрицательных двусклееных линз, четвертый компонент выполнен в виде положительной двусклеенной линзы и одиночной двояковыпуклой линзы. Данная конструкция обеспечивает 25-кратное изменение фокусного расстояния объектива. Недостатком данной конструкции является то, что она обладает недостаточным перепадом увеличений и имеет большую длину.Known a zoom lens containing four components [1], the first and fourth are positive, the second and third are negative, mounted with the ability to move along the optical axis. The first component is made in the form of a double-glued lens and a glued positive meniscus, the second and third components are made in the form of negative double-glued lenses, the fourth component is made in the form of a positive double-glued lens and a single biconvex lens. This design provides a 25-fold change in the focal length of the lens. The disadvantage of this design is that it has an insufficient difference in magnifications and has a large length.
Наиболее близкой к предлагаемой системе является объектив с переменным фокусным расстоянием [2], содержащий три компонента, первый из которых неподвижный и содержит два положительных мениска, обращенных выпуклой поверхностью к пространству предметов, а второй и третий компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а также коллектив, расположенный во внефокальной плоскости, и проекционную систему, выполненную в виде одиночных положительной линзы и двух положительных менисков, обращенных вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент содержит одиночную двояковогнутую линзу, третий компонент выполнен в виде одиночной положительной линзы. Данная конструкция обеспечивает увеличение 68 крат. Однако недостатком прототипа является то, что она обладает недостаточным перепадом фокусных расстояний, имеет большую длину и большие перемещения подвижных компонентов.Closest to the proposed system is a lens with a variable focal length [2], containing three components, the first of which is stationary and contains two positive menisci facing a convex surface to the space of objects, and the second and third components are mounted with the possibility of movement along the optical axis, and also a team located in the extra-focal plane, and a projection system made in the form of a single positive lens and two positive menisci facing a concave surface Space images. The second component contains a single biconcave lens, the third component is made in the form of a single positive lens. This design provides a magnification of 68 times. However, the disadvantage of the prototype is that it has insufficient differential focal lengths, has a large length and large movements of the moving components.
Задачей изобретения является увеличение кратности системы при уменьшении общей длины системы и величины перемещений подвижных компонентов.The objective of the invention is to increase the multiplicity of the system while reducing the total length of the system and the magnitude of the movements of the moving components.
Оптическая система содержит панкратическую систему дальней зоны, первый компонент которой содержит неподвижный положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй компонент содержит отрицательную линзу, третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, при этом второй и третий компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, в отличие от прототипа первый компонент содержит группу линз, расположенную перед положительным мениском и состоящую из двояковогнутой, двояковыпуклой линз и отрицательного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, второй компонент дополнен отрицательной линзой, причем обе линзы этого компонента выполнены двояковогнутыми, содержит панкратическую систему ближней зоны, оптически связанную с телескопической системой посредством первой пары параллельных друг другу отражателей, один из которых установлен под углом к оптической оси панкратической системы ближней зоны, при этом панкратическая система ближней зоны установлена параллельно панкратической системе дальней зоны и оптически связана с ней посредством второй пары параллельных друг другу отражателей, первый из которых расположен на заднем отрезке панкратической системы дальней зоны под углом к ее оптической оси, и установлен с возможностью вывода из хода лучей панкратической системы дальней зоны, панкратическая система ближней зоны содержит три компонента, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй выполнен в виде двояковогнутой линзы, при этом первый и второй компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент положительный и неподвижный и содержит отрицательный и положительный мениски, обращенные вогнутой поверхностью к пространству предметов, при этом фокусные расстояния второго и третьего компонентов панкратической системы дальней зоны связаны следующей зависимостью f′2=-0.21f′3…-0.22f′3, расстояние между плоскостями предметов и изображений для этих компонентов составляет Lд.з=4(f′2+f′3), а фокусные расстояния первого и второго компонентов панкратической системы ближней зоны связаны следующей зависимостью f′2=-0.38f′1…-0.39f′1, расстояние между плоскостями предметов и изображений для этих компонентов составляет Lб.з.=4(f′1+f′2).The optical system comprises a far-field pankratic system, the first component of which contains a fixed positive meniscus facing the space of objects with a concave surface, the second component contains a negative lens, the third component is a biconvex lens, and the second and third components are mounted for movement along the optical axis , unlike the prototype, the first component contains a group of lenses located in front of the positive meniscus and consisting of a biconcave, biconcave a convex lens and a negative meniscus facing a convex surface to the space of objects, the second component is complemented by a negative lens, both lenses of this component are biconcave, contains a near-field pan-optical system optically coupled to the telescopic system by means of a first pair of parallel reflectors, one of which is installed at an angle to the optical axis of the near-field pancratic system, while the near-field pancratic system is installed parallel to the pancratic -th far-field system and is optically coupled to it by means of a second pair of reflectors parallel to each other, the first of which is located on the rear segment of the far-field pancratic system at an angle to its optical axis, and is installed with the possibility of removing the rays of the far-field pancratic system, the pancratic system the near zone contains three components, the first of which is made in the form of a biconvex lens, the second is made in the form of a biconcave lens, while the first and second components are mounted with the possibility of alternating scheniya along the optical axis, and a third component and a fixed positive and contains negative and positive meniscus facing a concave surface toward the object space, the focal lengths of the second and third components Pancratic far field systems are linked by the following relation f '2 = -0.21f' 3 ... -0.22f '3, the distance between the object plane and image for these components is d.z L = 4 (f' 2 + f '3), and the focal lengths of the first and second components Pancratic near zone system associated trace boiling dependence f '2 = -0.38f' 1 ... -0.39f '1, the distance between the object plane and image for these components is L BZ = 4 (f ′ 1 + f ′ 2 ).
В частности первая пара отражателей выполнена в виде призмы-ромб.In particular, the first pair of reflectors is made in the form of a diamond prism.
Введение панкратической системы ближней зоны посредством двух оптически связанных отражетелей, первый из которых расположен на оптической оси панкратической системы дальней зоны под углом к ней, а второй отражатель параллелен первому, позволило увеличить перепад фокусных расстояний панкратической системы до 110x.The introduction of the near-field pancratic system by means of two optically coupled diffusers, the first of which is located on the optical axis of the far-field pancratic system at an angle to it, and the second reflector is parallel to the first, allowed us to increase the difference in focal lengths of the pancratic system to 110 x .
Выбор фокусных расстояний подвижных компонентов панкратической системы дальней зоны f2′=-0.21f3′…-0.22f3′, панкратической системы ближней зоны f2′=-0.21f1′…-0.22f1′ и выбор расстояния между плоскостями предметов и изображений для подвижных компонентов панкратической системы дальней зоны составляет Lд.з=4(f′2+f′3), а расстояния между плоскостями предметов и изображений для подвижных компонентов панкратической системы ближней зоны составляет Lб.з=4(f′1+f′2) позволил уменьшить габариты панкратической системы и величины перемещений подвижных компонентов.The choice of the focal lengths of the moving components of the far-field panocratic system f 2 ′ = -0.21f 3 ′… -0.22f 3 ′, the near-field panctic system f 2 ′ = -0.21f 1 ′ ... -0.22f 1 ′ and the choice of the distance between the planes of objects and images for the moving components of the far- field panoramic system is L dz = 4 (f ′ 2 + f ′ 3 ), and the distances between the planes of objects and images for the moving components of the far-field panocratic system is L bz = 4 (f ′ 1 + f ′ 2 ) allowed to reduce the dimensions of the pankraticheskoy system and the magnitude of the displacements important components.
На чертеже изображена оптическая система.The drawing shows an optical system.
Панкратическая система дальней зоны состоит из трех компонентов. Первый компонент 1 - положительный и неподвижный, второй компонент 2 - отрицательный, а третий компонент 3 - положительный. Первый компонент состоит из двояковогнутой линзы 4, двояковыпуклой линзы 5, отрицательного мениска 6, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов (плоскость гравировки), положительного мениска 7, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Второй компонент выполнен в виде двух двояковогнутых линз 8, 9. Третий компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 3. Компоненты 2 и 3 установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Перемещением компонента 2 вдоль оптической оси на величину 24,1 мм достигается изменение фокусного расстояния первой панкратической системы. Движение компонента 3 вдоль оптической оси на 4,8 мм обеспечивает неподвижность плоскости изображения во всем диапазоне изменения фокусных расстояний первой панкратической системы. Фокусное расстояние первого компонента f1′=92,296 мм, фокусное расстояние второго компонента f2′=-3,695 мм, фокусное расстояние третьего компонента f3′=17,133 мм, при этом f′2=-0,2157f3′. Расстояние между плоскостями предметов и изображений для подвижных компонентов панкратической системы дальней зоны равно 53,7536, что составляет 4(f′2+f′3)=4(-3,695+17,133). Фoкycнoe расстояние панкратической системы дальней зоны изменяется от 51,14 мм до 1023,13 мм. Перепад фокусных расстояний панкратической системы дальней зоны составляет 20x. Фокусные расстояния приведены для λ=1064 нм.The far-field pancratic system consists of three components. The first component 1 is positive and motionless, the second component 2 is negative, and the third component 3 is positive. The first component consists of a biconcave lens 4, a biconvex lens 5, a negative meniscus 6 facing a convex surface to the space of objects (engraving plane), a positive meniscus 7 facing a concave surface to the space of objects. The second component is made in the form of two biconcave lenses 8, 9. The third component is made in the form of a biconvex lens 3. Components 2 and 3 are mounted with the possibility of movement along the optical axis. By moving component 2 along the optical axis by 24.1 mm, a change in the focal length of the first pancratic system is achieved. The movement of the component 3 along the optical axis by 4.8 mm ensures the stillness of the image plane in the entire range of the focal lengths of the first pancratic system. The focal length of the first component is f 1 ′ = 92.296 mm, the focal length of the second component is f 2 ′ = -3.695 mm, the focal length of the third component is f 3 ′ = 17.133 mm, while f ′ 2 = -0.2157f 3 ′. The distance between the planes of objects and images for the moving components of the far-field pancratic system is 53.7536, which is 4 (f ′ 2 + f ′ 3 ) = 4 (-3.695 + 17.133). The focal distance of the pancratic system of the far zone varies from 51.14 mm to 1023.13 mm. The focal length difference of the far-field pancratic system is 20 x . Focal lengths are given for λ = 1064 nm.
На заднем отрезке панкратической системы дальней зоны расположен отражатель 10, установленный под углом 45° к оптической оси и с возможностью вывода из хода лучей панкратической системы дальней зоны. Второй отражатель 11 установлен параллельно первому отражателю и оптически сопряжен с ним. На оптической оси параллельной оптической оси панкратической системы дальней зоны установлена панкратическая система ближней зоны оптически, сопряженная посредством двух отражателей 10, 11 с плоскостью изображений панкратической системы дальней зоны.On the rear segment of the far-field pancratic system, a reflector 10 is mounted at an angle of 45 ° to the optical axis and with the possibility of removing rays from the far-field pancratic system. The second reflector 11 is mounted parallel to the first reflector and is optically coupled to it. On the optical axis parallel to the optical axis of the far-field panoramic system, a near-field panoramic system is optically coupled by two reflectors 10, 11 to the image plane of the far-field panoramic system.
Панкратическая система ближней зоны содержит три компонента. Первый компонент 12 выполнен в виде двояковыпуклой линзы. Второй компонент 13 выполнен в виде двояковогнутой линзы. Эти компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Третий компонент 14 - положительный и неподвижный содержит отрицательный мениск 15 и положительный мениск 16, обращенные выпуклой поверхностью к пространству предметов. Перемещением компонента 12 вдоль оптической оси на величину 10 мм достигается изменение фокусного расстояния панкратической системы ближней зоны. Движение компонента 13 вдоль оптической оси на 8,6 мм обеспечивает неподвижность плоскости изображения во всем диапазоне изменения фокусных расстояний панкратической системы ближней зоны. Фокусное расстояние первого компонента f1′=18,148 мм, фокусное расстояние второго компонента f2′=-7,027 мм, при этом f2′=-0,387 f1′, фокусное расстояние третьего компонента f3′=23,04 мм. Фокусное расстояние панкратической системы ближней зоны изменяется от 9,27 до 51,15 мм. Расстояние между плоскостями предметов и изображений для подвижных компонентов этой панкратической системы равно 44,484 мм, что составляет 4(f′1+f′2)=4(18,148-7,027).The near-field pancratic system contains three components. The first component 12 is made in the form of a biconvex lens. The second component 13 is made in the form of a biconcave lens. These components are mounted to move along the optical axis. The third component 14 - positive and motionless contains a negative meniscus 15 and a positive meniscus 16, facing a convex surface to the space of objects. By moving component 12 along the optical axis by 10 mm, a change in the focal length of the near-field pancratic system is achieved. The movement of the component 13 along the optical axis by 8.6 mm ensures the stillness of the image plane in the entire range of focal lengths of the near-field pancratic system. The focal length of the first component is f 1 ′ = 18.148 mm, the focal length of the second component is f 2 ′ = -7.027 mm, while f 2 ′ = -0.387 f 1 ′, the focal length of the third component is f 3 ′ = 23.04 mm. The focal length of the near-field pancratic system varies from 9.27 to 51.15 mm. The distance between the planes of objects and images for the moving components of this pancratic system is 44.484 mm, which is 4 (f ′ 1 + f ′ 2 ) = 4 (18.148-7.027).
Перепад фокусных расстояний панкратической системы ближней зоны составляет 5,5x. Фокусные расстояния приведены для λ=1064 нм. Таким образом, перепад фокусных расстояний для всей панкратической системы составляет 110x.The focal length difference of the near-field pancratic system is 5.5 x . Focal lengths are given for λ = 1064 nm. Thus, the difference in focal lengths for the entire panocratic system is 110 x .
Панкратическая система ближней зоны оптически связана с телескопической системой 18 посредством первой пары отражателей. При этом первый отражатель установлен под углом к оптической оси второй панкратической системы, а второй отражатель параллелен первому. В частности два отражателя могут быть выполнены в виде призмы-ромб 17. Увеличение телескопической системы 1x.The near-field panoramic system is optically coupled to the telescopic system 18 via a first pair of reflectors. The first reflector is mounted at an angle to the optical axis of the second pancratic system, and the second reflector is parallel to the first. In particular, two reflectors can be made in the form of a prism-diamond 17. An increase in the telescopic system 1 x .
Оптическая система работает следующим образом. Коллимированное лазерное излучение, создаваемое предыдущей системой, не показанной на чертеже, попадает на растр, который является плоскостью предметов для панкратических систем дальней и ближней зоны. Выходящий после растра пучок лучей, отразившись от отражателей 10, 11, попадает на компоненты 12, 13, 14 панкратической системы ближней зоны. После прохождения этой панкратической системы параллельный пучок лучей, отразившись от первой пары параллельных отражателей 17, и пройдя через телескоп 18, попадает на объект, расположенный на расстоянии 45 м…250 м. Когда первый отражатель 10 выведен с оптической оси первой панкратической системы, выходящий после растра пучок лучей, попадает на компоненты панкратической системы дальней зоны 3, 2 и 1, выходит из нее параллельным пучком и попадает на объект, расположенный на расстоянии 250 м…5000 м.The optical system operates as follows. The collimated laser radiation generated by the previous system, not shown in the drawing, falls on the raster, which is the plane of objects for the pancratic systems of the far and near zones. The beam of rays emerging after the raster, reflected from the reflectors 10, 11, falls on the components 12, 13, 14 of the near-field pancratic system. After passing through this pancratic system, a parallel beam of rays, reflected from the first pair of parallel reflectors 17, and passing through the telescope 18, falls on an object located at a distance of 45 m ... 250 m. When the first reflector 10 is removed from the optical axis of the first pancratic system, coming out after a raster is a beam of rays that hits the components of the far-field pancratic system 3, 2 and 1, leaves it with a parallel beam and hits an object located at a distance of 250 m ... 5000 m.
Источники информацииInformation sources
1. Патент BY №4253, публикация 1999 г., МПК G02B 15/14.1. Patent BY No. 4253, publication of 1999, IPC G02B 15/14.
2. А.с. SU №1089535А, публикация 1984 г., МПК G02B 15/16 - прототип.2. A.S. SU No. 1089535A, 1984 publication, IPC G02B 15/16 - prototype.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BYA20091055 | 2009-07-13 | ||
| BY20091055 | 2009-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2431166C1 true RU2431166C1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44805170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010119987/28A RU2431166C1 (en) | 2009-07-13 | 2010-05-18 | Optical system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2431166C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2649596C1 (en) * | 2015-11-10 | 2018-04-04 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Pancratic system |
-
2010
- 2010-05-18 RU RU2010119987/28A patent/RU2431166C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2649596C1 (en) * | 2015-11-10 | 2018-04-04 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Pancratic system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2524612B2 (en) | Infrared Afocal Zoom Telescope | |
| TW201725416A (en) | Imaging zoom lens system providing an imaging zoom lens system to increase a focusing speed at a telephoto end andapproach a focusing speed at a wide angle end | |
| JP6185825B2 (en) | Immersion microscope objective lens and microscope using the same | |
| TW201303353A (en) | Zoom lens | |
| KR101707874B1 (en) | Imaging optics | |
| JP6184287B2 (en) | Immersion microscope objective lens and microscope using the same | |
| JP7026933B2 (en) | Imaging optical system and imaging device | |
| RU2578661C1 (en) | Infrared lens with smoothly varying focal distance | |
| RU2431166C1 (en) | Optical system | |
| RU2694557C1 (en) | Infrared system with two fields of view | |
| JP2021076771A5 (en) | ||
| JP6392947B2 (en) | Immersion microscope objective lens and microscope using the same | |
| RU2545064C2 (en) | Variable focus lens | |
| JP2017068094A5 (en) | Zoom lens and imaging device | |
| RU76723U1 (en) | TELESCOPIC EXPANDER OF LASER BEAM | |
| JP2021067703A5 (en) | ||
| RU157161U1 (en) | LENS | |
| RU2649596C1 (en) | Pancratic system | |
| RU153917U1 (en) | LENS | |
| RU2562930C1 (en) | Telescopic optical system of galileo type | |
| RU2815752C1 (en) | Radiation-resistant pancratic lens | |
| RU2675488C1 (en) | Telecentric scanning lens | |
| CN216351517U (en) | Zoom gun aiming range finder optical system | |
| RU208293U1 (en) | INFRARED SYSTEM WITH TWO FIELDS OF VIEW | |
| RU2749179C1 (en) | Wide spectrum superapochromat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180519 |