RU2445658C1 - Wide-angle lens - Google Patents

Wide-angle lens Download PDF

Info

Publication number
RU2445658C1
RU2445658C1 RU2010154178/28A RU2010154178A RU2445658C1 RU 2445658 C1 RU2445658 C1 RU 2445658C1 RU 2010154178/28 A RU2010154178/28 A RU 2010154178/28A RU 2010154178 A RU2010154178 A RU 2010154178A RU 2445658 C1 RU2445658 C1 RU 2445658C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
biconvex
plane
lenses
Prior art date
Application number
RU2010154178/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Бышкин (RU)
Сергей Борисович Бышкин
Сергей Иванович Щеглов (RU)
Сергей Иванович Щеглов
Светлана Николаевна Зубок (RU)
Светлана Николаевна Зубок
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени 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 имени С.А. Зверева" filed Critical Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева"
Priority to RU2010154178/28A priority Critical patent/RU2445658C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445658C1 publication Critical patent/RU2445658C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: lens has a plane-convex lens whose plane side faces the object, a plane-concave lens whose plane side faces the object, a single biconvex lens, a biconcave lens glued with a biconvex lens, a single biconvex lens, a single divergent-meniscus lens whose concave side faces the image. The following relationships are satisfied in the lens: 1.63<n1=n2<1.68; 1.73<n5<2.1; 1.57<n6<1.64; 1.6<n8<1.675, where: n1 n2 n5, n6, n8 denote refraction indices of the material of the first and second lenses of the first component, the biconcave and biconvex lenses of the third component and the meniscus lens of the fourth component for line d, respectively. There is an aperture diaphragm in front of the biconcave lens. A plane-parallel plate or a light filter can be placed in front of the biconcave lens.
EFFECT: high aperture ratio and field angle in the object space with high image quality.
2 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве приемного объектива оптических приборов, работающих с фотоприемными устройствами, например, с ПЗС-матрицами.The present invention relates to optical instrumentation and can be used as a receiving lens of optical devices working with photodetectors, for example, with CCD arrays.

Известна оптическая система широкоугольного фотографического и кинематографического объектива [патент США №3045547, НКИ 350-462, публ. 1962 г.]. Однако данный объектив имеет сложную конструкцию и недостаточное угловое поле в пространстве предметов 2W=60 град.Known optical system for wide-angle photographic and cinematic lens [US patent No. 3045547, NKI 350-462, publ. 1962]. However, this lens has a complex structure and insufficient angular field in the space of objects 2W = 60 degrees.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является широкоугольный асимметричный фотографический объектив [патент США №3038380, НКИ 350-469, публ. 1962 г.], состоящий из четырех компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей - менискообразный отрицательный компонент, обращенный вогнутостью к диафрагме, состоящий из двух линз, положительной и отрицательной, склеенных вместе, второй компонент расположен перед диафрагмой - одиночная положительная линза, третий компонент расположен за диафрагмой - по форме мениск и обращен вогнутой стороной к диафрагме, состоит из трех линз, склеенных вместе, причем средняя линза - отрицательная и две внешние - положительные, причем показатель преломления отрицательной линзы больше среднего арифметического показателя преломления двух внешних положительных линз, а коэффициент дисперсии отрицательной линзы меньше среднего арифметического коэффициента дисперсии двух внешних положительных линз и четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к диафрагме.The closest analogue to the claimed technical solution is a wide-angle asymmetric photographic lens [US patent No. 3038380, NKI 350-469, publ. 1962], consisting of four components separated by air gaps, the first of which is a meniscus negative component facing concavity to the diaphragm, consisting of two lenses, positive and negative, glued together, the second component is located in front of the diaphragm - single positive the lens, the third component is located behind the diaphragm - meniscus in shape and facing the diaphragm with its concave side, consists of three lenses glued together, with the middle lens being negative and the two outer ones being positive and the refractive index of the negative lens is greater than the arithmetic average of the refractive index of two external positive lenses, and the dispersion coefficient of the negative lens is less than the arithmetic average of the dispersion coefficient of two external positive lenses and the fourth component is a single positive meniscus with a concave diaphragm.

Положительная линза в первом компоненте выполнена двояковыпуклой, а отрицательная - двояковогнутой, второй компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, отрицательная линза третьего компонента выполнена двояковогнутой, а расположенная за ней линза того же компонента выполнена двояковогнутой, а первая по ходу лучей положительная линза третьего компонента выполнена в виде мениска. Показатель преломления четвертого компонента равен 1,69067 для линии спектра d, и, кроме того, в объективе имеют место равенства:The positive lens in the first component is made biconvex, and the negative one is biconcave, the second component is made in the form of a positive meniscus facing concavity to the image, the negative lens of the third component is made biconcave, and the lens of the same component located behind it is made biconcave, and the first one along the rays of the positive the lens of the third component is made in the form of a meniscus. The refractive index of the fourth component is equal to 1.69067 for the spectrum line d, and, in addition, in the lens there are equalities:

n1=1,62041;n 1 = 1.62041;

n2=1,50137;n 2 = 1,50137;

n5=1,72339;n 5 = 1.72339;

n6=1,66672,n 6 = 1,66672,

где: n1, n2 - показатели преломления материала первой и второй линз первого компонента для линии d;where: n 1 , n 2 are the refractive indices of the material of the first and second lenses of the first component for line d;

n5, n6 - показатели преломления материалов двояковогнутой и двояковыпуклой линз третьего компонента для линии d;n 5 , n 6 are the refractive indices of the materials of the biconcave and biconvex lenses of the third component for the line d;

Данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:4 и недостаточное угловое поле в пространстве предметов 2W=64 град.This lens has an insufficient relative aperture of 1: 4 and an insufficient angular field in the space of objects 2W = 64 degrees.

Задачей заявляемого изобретения является создание широкоугольного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is the creation of a wide-angle lens with improved performance.

Технический результат - увеличение относительного отверстия и углового поля в пространстве предметов при высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the relative aperture and angular field in the space of objects with high image quality.

Это достигается тем, что в широкоугольном объективе, состоящем из четырех компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей - состоит из двух линз, положительной и отрицательной, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент - по форме мениск, обращенный вогнутой стороной к предмету, включающий в себя двояковогнутую линзу и расположенную за ней двояковыпуклую линзу, склеенные вместе, четвертый компонент содержит одиночный мениск, в отличие от известного, положительная линза в первом компоненте выполнена плосковыпуклой, обращенной плоскостью к предмету, а отрицательная - плосковогнутой, обращенной плоскостью к предмету, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, третий компонент состоит всего из двух линз, четвертый компонент включает в себя двояковыпуклую одиночную линзу, расположенную за третьим компонентом перед одиночным мениском, одиночный мениск четвертого компонента - отрицательный и обращен вогнутостью к изображению, и, кроме того, в объективе имеют место соотношения:This is achieved by the fact that in a wide-angle lens consisting of four components separated by air gaps, the first of which, along the rays, consists of two lenses, positive and negative, the second component is a single positive lens, and the third component is in the shape of a meniscus, turned concave side to the object, which includes a biconcave lens and a biconvex lens located behind it, glued together, the fourth component contains a single meniscus, in contrast to the known one, a positive lens in the first the ponente is made plano-convex, facing the object, and the negative is plano-concave, facing the object, the second component is a biconvex lens, the third component consists of only two lenses, the fourth component includes a biconvex single lens, located behind the third component in front of a single meniscus, the single meniscus of the fourth component is negative and concave to the image, and, in addition, in the lens there are relations:

1,63<n1=n2<1,68;1.63 <n 1 = n 2 <1.68;

1,73<n5<2,1;1.73 <n 5 <2.1;

1,57<n6<1,64;1.57 <n 6 <1.64;

1,6<n8<1,675,1.6 <n 8 <1.675,

где: n1, n2 - показатели преломления материала первой и второй линз первого компонента для линии d;where: n 1 , n 2 are the refractive indices of the material of the first and second lenses of the first component for line d;

n5, n6 - показатели преломления материалов двояковогнутой и двояковыпуклой линз третьего компонента для линии d;n 5 , n 6 are the refractive indices of the materials of the biconcave and biconvex lenses of the third component for the line d;

n8 - показатель преломления мениска четвертого компонента для линии d.n 8 is the refractive index of the meniscus of the fourth component for line d.

Кроме того, между вторым и третьим компонентами может находиться плоскопараллельная пластина или светофильтр.In addition, between the second and third components there may be a plane-parallel plate or filter.

На фигуре изображена оптическая схема широкоугольного объектива.The figure shows the optical scheme of a wide-angle lens.

Широкоугольный объектив состоит по ходу лучей из плосковыпуклой линзы 1, обращенной плоскостью к предмету, плосковогнутой линзы 2, обращенной плоскостью к предмету, двояковыпуклой линзы 3, плоскопараллельной пластины или светофильтра 4, двояковогнутой линзы 5, склеенной с двояковыпуклой линзой 6, одиночной двояковыпуклой линзы 7, одиночного отрицательного мениска 8, обращенного вогнутостью к изображению, и плоскопараллельной пластины 9. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 0,14 мм перед линзой 5.A wide-angle lens consists of a plano-convex lens 1, the plane facing the object, a plane-concave lens 2, the plane facing the object, a biconvex lens 3, a plane-parallel plate or light filter 4, a biconcave lens 5, glued with a biconvex lens 6, a single double a single negative meniscus 8, facing a concavity to the image, and a plane-parallel plate 9. The aperture diaphragm is located at a distance of 0.14 mm in front of the lens 5.

Широкоугольный объектив работает следующим образом:The wide-angle lens works as follows:

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через широкоугольный объектив и изображается в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство, например, ПЗС-матрица (не показано).Luminous flux emanating from the plane of objects at infinity passes through a wide-angle lens and is displayed in the plane of the best setting, in which there is a photodetector, for example, a CCD matrix (not shown).

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан широкоугольный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 435 нм до 660 нм с конструктивными данными, представленными в табл.1.As a specific example of the invention, a wide-angle lens is calculated, corrected in the spectral range from 435 nm to 660 nm with the structural data presented in table 1.

Рассчитанный широкоугольный объектив имеет следующие характеристики:The calculated wide-angle lens has the following characteristics:

Фокусное расстояние объектива f'The focal length of the lens f ' 5,41 мм5.41 mm Относительное отверстиеRelative hole 1:3,51: 3,5 Угловое поле в пространстве предметовAngular field in the space of objects 70 град.70 deg. Задний фокальный отрезокBack focal length 0,038 мм0.038 mm

В предлагаемом изобретении имеют место равенства:In the invention, there are equalities:

n1=n2=1,656914;n 1 = n 2 = 1.656914;

n5=1,755234;n 5 = 1,755234;

n6=1,613091;n 6 = 1.613091;

n8=1,656914,n 8 = 1.656914,

где: n1, n2 - показатели преломления материала первой и второй линз первого компонента для линии d;where: n 1 , n 2 are the refractive indices of the material of the first and second lenses of the first component for line d;

n5, n6 - показатели преломления материалов двояковогнутой и двояковыпуклой линз третьего компонента для линии d;n 5 , n 6 are the refractive indices of the materials of the biconcave and biconvex lenses of the third component for the line d;

n8 - показатель преломления одиночного мениска четвертого компонента для линии d.n 8 is the refractive index of a single meniscus of the fourth component for line d.

В табл.2 приведены аберрации для λ=0,54607 мкм для предлагаемого широкоугольного объектива по варианту конкретного исполнения.Table 2 shows the aberrations for λ = 0.54607 μm for the proposed wide-angle lens according to a specific embodiment.

Предложенный широкоугольный объектив отличается высоким качеством изображения, что следует из табл.2.The proposed wide-angle lens is characterized by high image quality, which follows from table 2.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан широкоугольный объектив с повышенным относительным отверстием 1:3,5; повышенным угловым полем в пространстве предметов 2W=70 град. и высоким качеством изображения.Thus, as a result of the proposed solution, the technical result is obtained: a wide-angle lens with an increased relative aperture of 1: 3.5 is created; increased angular field in the space of objects 2W = 70 degrees. and high image quality.

Таблица 1Table 1 Радиусы, ммRadii, mm Толщины, ммThickness mm Марка стеклаGlass mark Показатель преломления nd Refractive index n d Коэфф. дисперсии, νd Coeff. variance, ν d Световой диаметр, ммLight diameter mm 1one 22 33 4four 55 66 R1=∞R 1 = ∞         21,421,4   d1=2,5d 1 = 2.5 ТК21TK21 1,6569141.656914 51,1251.12   R2=-78,169R 2 = -78,169         19,719.7   d2=0,2d 2 = 0.2   1one     R3=∞R 3 = ∞         18,218.2   d3=2,35d 3 = 2.35 ТК21TK21 1,6569141.656914 51,1251.12   R4=11,86R 4 = 11.86         14,114.1   d4=14,8d 4 = 14.8   1one     R5=10,67R 5 = 10.67         7,27.2   d5=2,4d 5 = 2.4 ТФ5TF5 1,7552341,755234 27,5327.53   R6=42,072R 6 = 42,072         6,26.2   d6=1,75d 6 = 1.75   1one     R7=∞R 7 = ∞         3,53,5   d7=1d 7 = 1 К8K8 1,5163731,516373 64,0764.07   R8=∞R 8 = ∞         2,82,8   d8=0,82d 8 = 0.82   1one     R9=-6,223R 9 = -6,223         22   d9=1d 9 = 1 ТФ5TF5 1,7552341,755234 27,5327.53   R10=4,055R 10 = 4.055         2,22.2   d10=4,3d 10 = 4.3 ТК14TK14 1,6130911,613091 60,5860.58   R11=-6,024R 11 = -6.024         4,74.7   d11=0,1d 11 = 0.1   1one     R12=12,618R 12 = 12.618         5,35.3   d12=2,2d 12 = 2.2 ТК14TK14 1,6130911,613091 60,5860.58  

1one 22 33 4four 55 66 R13=-16,179R 13 = -16.179         5,65,6   d13=0,2d 13 = 0.2   1one     R14=5,035R 14 = 5.035         5,95.9   d14=1,6d 14 = 1.6 ТК21TK21 1,6569141.656914 51,1251.12   R15=3,698R 15 = 3,698         5,15.1   d15=4,85d 15 = 4.85   1one     R16=∞R 16 = ∞         7,17.1   d16=0,5d 16 = 0.5 К8K8 1,5163731,516373 64,0764.07   Rl7=∞R l7 = ∞         7,37.3       1one    

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Предложенный широкоугольный объектив (не более)Proposed wide-angle lens (no more) Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:3,5Transverse spherical aberration for a point on the axis with a relative aperture of 1: 3.5 -0,013 мм-0.013 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=70 град.Transverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the field of view 2W = 70 deg. -0,01 мм-0.01 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=70 град.Transverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section for a field of view of 2W = 70 deg. -0,011 мм-0.011 mm Меридиональный астигматический отрезок Хм для поля зрения 2W=70 град.The meridional astigmatic segment X m for the field of view 2W = 70 degrees. -0,073 мм-0.073 mm Сагиттальный астигматический отрезок Xs для поля зрения 2W=70 град.Sagittal astigmatic segment X s for the field of view 2W = 70 deg. -0,03 мм-0.03 mm Дисторсия для поля зрения 2W=70 град.Distortion for the field of view 2W = 70 degrees. -2,9%-2.9%

Claims (2)

1. Широкоугольный объектив, состоящий из четырех компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей состоит из двух линз, положительной и отрицательной, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент - по форме мениск, обращенный вогнутой стороной к предмету, включающий в себя двояковогнутую линзу и расположенную за ней двояковыпуклую линзу, склеенные вместе, четвертый компонент содержит одиночный мениск, отличающийся тем, что положительная линза в первом компоненте выполнена плосковыпуклой, обращенной плоскостью к предмету, а отрицательная - плосковогнутой, обращенной плоскостью к предмету, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, третий компонент состоит всего из двух линз, четвертый компонент включает в себя двояковыпуклую одиночную линзу, расположенную за третьим компонентом, и одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, кроме того, в объективе имеют место соотношения:
1,63<n1=n2<1,68;
1,73<n5<2,1;
1,57<n6<1,64;
1,6<n8<1,675,
где n1, n2 - показатели преломления материала первой и второй линз первого компонента для линии d;
n5, n6 - показатели преломления материалов двояковогнутой и двояковыпуклой линз третьего компонента для линии d;
n8 - показатель преломления мениска четвертого компонента.1. A wide-angle lens, consisting of four components separated by air gaps, the first of which consists of two lenses, positive and negative, along the rays, the second component is a single positive lens, the third component is meniscus in shape, facing the object with a concave side, including the biconcave lens and the biconvex lens located behind it, glued together, the fourth component contains a single meniscus, characterized in that the positive lens in the first component is made flat with the plane facing the object and the negative with the plane-concave facing the object, the second component is a biconvex lens, the third component consists of only two lenses, the fourth component includes a biconvex single lens located behind the third component, and a single negative the meniscus facing concavity to the image, in addition, in the lens there are relations:
1.63 <n 1 = n 2 <1.68;
1.73 <n 5 <2.1;
1.57 <n 6 <1.64;
1.6 <n 8 <1.675,
where n 1 , n 2 are the refractive indices of the material of the first and second lenses of the first component for line d;
n 5 , n 6 are the refractive indices of the materials of the biconcave and biconvex lenses of the third component for the line d;
n 8 is the refractive index of the meniscus of the fourth component. 2. Широкоугольный объектив по п.1, отличающийся тем, что между вторым и третьим компонентами находится плоскопараллельная пластина или светофильтр. 2. The wide-angle lens according to claim 1, characterized in that between the second and third components there is a plane-parallel plate or filter.
RU2010154178/28A 2010-12-30 2010-12-30 Wide-angle lens RU2445658C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154178/28A RU2445658C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Wide-angle lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154178/28A RU2445658C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Wide-angle lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2445658C1 true RU2445658C1 (en) 2012-03-20

Family

ID=46030272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010154178/28A RU2445658C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Wide-angle lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445658C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576347C1 (en) * 2014-11-26 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" High-aperture lens
RU2628372C1 (en) * 2016-04-04 2017-08-16 Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ") Wide-angle lens
RU211129U1 (en) * 2021-11-15 2022-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "ФИЗИКА КОСМЕТОЛОГИИ" LENS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038380A (en) * 1958-02-27 1962-06-12 Zeiss Carl Asymmetrical photographic objective
SU1390590A1 (en) * 1982-05-19 1988-04-23 Феб Карл Цейсс Йена (Инопредприятие) Reproducing gauss photoobjective
US20070115560A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Taro Kushida Zoom lens and camera
RU2388027C1 (en) * 2009-03-03 2010-04-27 Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" Large-aperture lens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038380A (en) * 1958-02-27 1962-06-12 Zeiss Carl Asymmetrical photographic objective
SU1390590A1 (en) * 1982-05-19 1988-04-23 Феб Карл Цейсс Йена (Инопредприятие) Reproducing gauss photoobjective
US20070115560A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Taro Kushida Zoom lens and camera
RU2388027C1 (en) * 2009-03-03 2010-04-27 Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" Large-aperture lens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576347C1 (en) * 2014-11-26 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" High-aperture lens
RU2628372C1 (en) * 2016-04-04 2017-08-16 Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО "РОМЗ") Wide-angle lens
RU211129U1 (en) * 2021-11-15 2022-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "ФИЗИКА КОСМЕТОЛОГИИ" LENS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8254040B2 (en) Super-wide-angle lens system and imaging module having same
JP2007304241A (en) Zoom lens system
WO2010084915A1 (en) Optical system
TW201317611A (en) Lens module system
JP2014056021A (en) Ocular lens system
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2359295C1 (en) Telescopic galilei-type optical system
RU2315341C1 (en) Fast lens for near ir-spectrum range
JP2012230133A (en) Optical system, imaging apparatus having the same, and manufacturing method of the same
RU2304795C1 (en) Objective
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2351967C1 (en) Fast lens
RU2656015C1 (en) Optical system
RU2302024C1 (en) Eye-piece
RU2281537C1 (en) Three-element telephoto lens
RU2281536C1 (en) Infrared lens with remote entrance pupil
RU2445657C1 (en) Four-element lens
RU2412455C1 (en) Four-element lens
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU126479U1 (en) LIGHT LIGHT

Legal Events

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

Effective date: 20151231