RU2473932C2 - Projection lens - Google Patents
Projection lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473932C2 RU2473932C2 RU2010116308/28A RU2010116308A RU2473932C2 RU 2473932 C2 RU2473932 C2 RU 2473932C2 RU 2010116308/28 A RU2010116308/28 A RU 2010116308/28A RU 2010116308 A RU2010116308 A RU 2010116308A RU 2473932 C2 RU2473932 C2 RU 2473932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- group
- lenses
- positive
- image
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, 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
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам, и может быть использовано, например, в устройствах переноса изображения формируемого на выходном окне рентгеновского электронно-оптического преобразователя (РЭОП) или другого электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.The invention relates to optical instrumentation, specifically to projection lenses, and can be used, for example, in image transfer devices formed on the output window of an X-ray electron-optical converter (REOP) or other electron-optical converter (EOP) on a CCD.
Известен проекционный объектив (патент ЕР 2149808, опубликован 03.02.2010), содержащий расположенные последовательно, по ходу оптического излучения от предмета к изображению первую группу линз, апертурную диафрагму и вторую группу линз, причем первая группа линз содержит три линзы, в том числе с асферической поверхностью, а вторая группа линз содержит пять линз, в том числе асферическую.Known projection lens (patent EP 2149808, published 02/03/2010) containing the first group of lenses, the aperture diaphragm and the second group of lenses arranged in series, along the path of optical radiation from the subject to the image, the first group of lenses containing three lenses, including aspherical surface, and the second group of lenses contains five lenses, including aspherical.
Этот объектив обладает следующими преимуществами: достаточной величиной относительного отверстия, значительной величиной поля зрения, малым снижением освещенности на краю поля зрения по отношению к освещенности в центре поля зрения, высоким качеством изображения. Однако он обладает недостаточной величиной размера изображения (у'=4,8 мм при требующемся у'т=11,5 мм). Для обеспечения необходимого размера изображения, было произведено масштабирование фокусного расстояния и конструктивных параметров аналога. В результате выяснилось, что при сохранении сути изобретения произошло увеличение габаритов объектива и ухудшение качественных показателей до величин, не позволяющих его использовать для требуемых условий. При рассмотрении возможности использования этого объектива для решения поставленной задачи отрицательным фактором явилось также наличие в нем двух асферических поверхностей высшего порядка, что в данном конкретном случае для мелкосерийного производства экономически нецелесообразно.This lens has the following advantages: a sufficient magnitude of the relative aperture, a significant magnitude of the field of view, a small decrease in illumination at the edge of the field of view with respect to illumination in the center of the field of view, and high image quality. However, it does not have sufficient image size (y '= 4.8 mm with the required y' = 11.5 mm). To ensure the required image size, the focal length and the design parameters of the analog were scaled. As a result, it turned out that while maintaining the essence of the invention, there was an increase in the dimensions of the lens and a deterioration in quality indicators to values that did not allow it to be used for the required conditions. When considering the possibility of using this lens to solve the problem, a negative factor was the presence of two higher-order aspherical surfaces in it, which in this particular case is not economically feasible for small-scale production.
В качестве прототипа выбран объектив по патенту на изобретение US 6600610, опубликованному 29.07.2003, содержащий расположенные последовательно, по ходу оптического излучения от предмета к изображению первую группу линз, апертурную диафрагму и вторую группу линз, причем первая группа линз содержит две линзы, первая из которых выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, вторая выполнена в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету как вариант из органического материала с двумя асферическими радиусами, первая линза второй группы выполнена отрицательной, обращенной вогнутостью к предмету, как вариант из органического материала с двумя асферическими радиусами, вторая линза второй группы выполнена положительной, обращенной выпуклой стороной к изображению, а третья линза второй группы обращена вогнутостью к изображению.As a prototype, a lens was chosen according to the patent for invention US 6,600,610, published July 29, 2003, containing the first group of lenses, the aperture diaphragm and the second group of lenses arranged in series, along the optical radiation from the subject to the image, the first group of lenses containing two lenses, the first of which is made in the form of a negative meniscus convex to the object, the second is made in the form of a positive meniscus convex to the object as an option from organic material with two aspherical radii, the first lens of the second group is made negative, concave to the object, as an option of organic material with two aspherical radii, the second lens of the second group is made positive, convex side to the image, and the third lens of the second group is turned concavity to the image.
Преимуществами этого объектива являются: большой размер изображения, малые габариты, высокое качество изображения при достаточном относительном отверстии, малое количество линз.The advantages of this lens are: large image size, small dimensions, high image quality with a sufficient relative aperture, a small number of lenses.
Недостатками этого объектива являются: низкое отношение освещенности на краю изображения по отношению к освещенности в центре изображения, величина отрицательной дисторсии, недостаточная для коррекции положительной дисторсии РЭОПа, работа объектива с бесконечно удаленным предметом, наличие как варианты одной или двух нетехнологичных линз, изготовленных из органического материала и с асферическими радиусами.The disadvantages of this lens are: a low ratio of illumination at the edge of the image with respect to illumination in the center of the image, the amount of negative distortion, insufficient to correct the positive distortion of the REOP, the work of the lens with an infinitely distant object, the presence of one or two non-technological lenses made of organic material as options and with aspherical radii.
Техническим результатом заявляемого объектива является обеспечение работы объектива с предметами, расположенными на конечном расстоянии, повышение освещенности на краю поля изображения по отношению к центру, обеспечение величины и знака дисторсии, достаточной для коррекции дисторсии РЭОПа, выполнение всех радиусов линз, входящих в объектив, сферическими, использование в качестве материала линз оптического бесцветного стекла для обеспечения технологичности при единичном и мелкосерийном производстве.The technical result of the inventive lens is to ensure that the lens works with objects located at a finite distance, increasing the illumination at the edge of the image field relative to the center, providing a magnitude and sign of distortion sufficient to correct the distortion of the REOP, making all the radii of the lenses included in the lens spherical, the use of optical colorless glass as lens material to ensure manufacturability in single and small batch production.
Технический результат в проекционном объективе, содержащем расположенные последовательно, по ходу оптического излучения от предмета к изображению первую группу линз, апертурную диафрагму и вторую группу линз, причем первая группа линз содержит положительную линзу, обращенную выпуклостью к предмету, первая линза второй группы выполнена отрицательной, обращенной вогнутостью к предмету, вторая линза второй группы выполнена положительной, обращенной выпуклой стороной к изображению, а третья линза второй группы обращена вогнутостью к изображению, достигается тем, что линзы первой группы склеены между собой, и первая из них выполнена положительной по силе, первая линза второй группы выполнена склеенной из двух менисков, второй из которых - положительный, третья линза второй группы выполнена двояковогнутой и склеенной из двух, первая из которых - двояковогнутая, а вторая - положительный мениск, причем между второй и третьей линзой второй группы дополнительно введены две положительных линзы, первая из которых двояковыпуклая, вторая - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, причем все радиусы линз объектива выполнены сферическими, а материал линз - оптическое бесцветное стекло.The technical result in a projection lens containing in series, in the direction of optical radiation from an object to an image, a first group of lenses, an aperture diaphragm and a second group of lenses, the first group of lenses containing a positive lens convex to the object, the first lens of the second group made negative, facing concavity to the subject, the second lens of the second group is made positive, convex side to the image, and the third lens of the second group is turned concavity to For example, the lenses of the first group are glued together, and the first one is made positive in strength, the first lens of the second group is glued from two menisci, the second of which is positive, the third lens of the second group is biconcave and glued from two, the first of which is biconcave and the second is a positive meniscus, moreover, two positive lenses are additionally introduced between the second and third lenses of the second group, the first of which is biconvex, the second is the meniscus facing the object with concavity moreover, all the radii of the objective lenses are made spherical, and the lens material is an optical colorless glass.
Сущность изобретения и возможность его промышленного применения поясняется примером конкретного выполнения, который показаны на фиг.1-4. На фиг.1 показана принципиальная оптическая схема объектива, на фиг.2 - график ЧКХ (частотно-контрастной характеристики этого объектива), на фиг.3 - график относительной освещенности изображения в зависимости от размера предмета, на фиг.4 - график дисторсии изображения в зависимости от размера предмета.The invention and the possibility of its industrial application is illustrated by an example of a specific implementation, which is shown in figures 1-4. Figure 1 shows a schematic optical diagram of the lens, figure 2 is a graph of the frequency response (frequency-contrast characteristics of this lens), figure 3 is a graph of the relative illumination of the image depending on the size of the subject, figure 4 is a graph of the distortion of the image in depending on the size of the item.
Как показано на фиг.1 по ходу оптического излучения от предмета 11 к изображению 12 объектив содержит первую группу линз 1, 2, апертурную диафрагму 3 и вторую группу линз 4-10. Линзы 1 и 2 - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету и склеенные между собой, линзы 4 и 5 выполнены в виде менисков и склеены между собой, причем линза 4 - отрицательная, обращенная вогнутостью к предмету, а линза 5 - положительная, линзы 6 - двояковыпуклая, последняя линза объектива - двояковогнутая по форме и склеена из линз 9 и 10, выполненных соответственно в виде двояковогнутой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, а между линзами 6 и 9-10 введены две положительные линзы: 7 - двояковыпуклая, 8 - мениск, обращенный вогнутостью к изображению.As shown in figure 1 along the optical radiation from the subject 11 to the image 12, the lens contains a first group of
На фиг.2 представлен график частотно-контрастных характеристик заявляемого объектива для спектрального диапазона от 500 нм до 600 нм с основной длиной волны 575 нм, характеризующий величину коэффициента контраста (Т) в зависимости от пространственной частоты на изображении для трех полей зрения: центр, 0,64 максимального и максимальное, причем для 0,64 максимального и максимального поля зрения представлено по две кривых - для меридионального и сагиттального сечения. Вертикальная ось Т характеризует величину коэффициента контраста (модуляции), горизонтальная ось N, пар лин./мм, характеризует пространственную частоту на изображении в парах линий на мм. На графике изображены пять кривых, причем кривая 1 представляет центр поля зрения (размер предмета равен 0 мм), кривые 2S и 2Т представляют половину 0,64 поля зрения (размер предмета равен 8 мм), кривые 3S и 3Т представляют край поля зрения (размер предмета 12,5 мм), причем буква S относит кривые к сагиттальному сечению, а буква Т - к меридиональному сечению широких пучков лучей.Figure 2 presents a graph of the frequency-contrast characteristics of the inventive lens for the spectral range from 500 nm to 600 nm with a main wavelength of 575 nm, characterizing the magnitude of the contrast coefficient (T) depending on the spatial frequency in the image for three fields of view: center, 0 , 64 maximum and maximum, and for 0.64 maximum and maximum field of view, two curves are presented — for the meridional and sagittal sections. The vertical axis T characterizes the value of the contrast coefficient (modulation), the horizontal axis N, pairs lin./mm, characterizes the spatial frequency in the image in pairs of lines per mm. The graph shows five curves, with
На фиг.3 представлен график, характеризующий объектив по параметру относительной освещенности изображения в зависимости от размера предмета. Вертикальная ось RI определяет величину относительной освещенности, горизонтальная ось определяет величину размера предмета Y в мм. Из графика видно, что при размере предмета Y, равном 12,5 мм, освещенность изображения составляет 0,91 от центра поля зрения (Y равен 0 мм), где относительная освещенность максимальна и составляет 1.Figure 3 presents a graph characterizing the lens by the parameter of relative illumination of the image depending on the size of the subject. The vertical axis RI determines the magnitude of the relative illumination, the horizontal axis determines the magnitude of the size of the object Y in mm. The graph shows that when the size of the subject Y is 12.5 mm, the illumination of the image is 0.91 from the center of the field of view (Y is 0 mm), where the relative illumination is maximum and is 1.
На фиг.4 представлен график дисторсии изображения в зависимости от размера предмета для варианта исполнения объектива по п.1 формулы изобретения. Вертикальная ось Y характеризует величину предмета в мм. Горизонтальная ось D характеризует величину дисторсии изображения в процентах. Из графика видно, что максимальная величина дисторсии изображения составляет 3% для края поля зрения 12,5 мм, что позволяет компенсировать положительную дисторсию РЭОПа.Figure 4 presents a graph of image distortion depending on the size of the subject for a lens embodiment according to
Объектив работает следующим образом: оптическое излучение от предмета 10 последовательно проходит через линзу 1, апертурную диафрагму 3, диаметр которой определяет относительное отверстие объектива, линзы 4-10 и фокусируются в изображении 11. В качестве приемника изображения может быть применена ПЗС-матрица, фотопленка и т.п.The lens works as follows: the optical radiation from the object 10 sequentially passes through the
Удаление отрицательной линзы из первой группы линз до апертурной диафрагмы 3 и выполнение положительной линзы в виде склеенной из двух положительных менисков 1 и 2 с большой разницей коэффициента Аббе позволили, при условии уменьшения поля зрения, упростить перевод объектива в режим работы с конечного расстояния и улучшить коррекцию хроматических аберраций. Выполнение линз 4 и 5 склеенными позволило уменьшить сферохроматическую и сферическую аберрации, введение двух дополнительных положительных линз 7, 8 позволило уменьшить аберрации высших порядков. Выполнение последней линзы объектива двояковогнутой по форме и склеенной из линз 9 и 10 позволило улучшить коррекцию полевых аберраций и сохранить высокое качество изображения по всему полю зрения при одновременном улучшении освещенности изображения на краю поля зрения. Выполнение линз 9, 10 из стекол с большой разницей коэффициента Аббе и склеенными позволило уменьшить хроматизм увеличения. Полное отсутствие симметрии и пропорциональности относительно диафрагмы первой и второй групп линз по форме линз и их количеству позволило, даже при коэффициенте линейного увеличения объектива - 1, получить для края поля зрения остаточную дисторсию отрицательного знака величиной 3%. Вся совокупность, форма и последовательность расположения линз позволили исключить из объектива линзы из органического материала и с асферическими радиусами при обеспечении высокого качества изображения по всему полю зрения.Removing the negative lens from the first group of lenses to the aperture diaphragm 3 and making the positive lens in the form of glued from two
Благодаря заявляемой конструкции объектива достигнут новый технический результат: отсутствие линз из органического материала и с асферическими радиусами, входящих в объектив, повышена освещенность на краю поля изображения по отношению к центру (0,91), наличие отрицательной дисторсии изображения требуемой величины (-3%), обеспечено требуемое качество изображения при работе объектива с предметом, расположенным на конечном расстоянии.Thanks to the inventive design of the lens, a new technical result was achieved: the absence of lenses made of organic material and with aspherical radii entering the lens, increased illumination at the edge of the image field relative to the center (0.91), the presence of negative image distortion of the required magnitude (-3%) , the required image quality is ensured when the lens is operated with an object located at a finite distance.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116308/28A RU2473932C2 (en) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Projection lens |
PCT/RU2011/000069 WO2011136688A1 (en) | 2010-04-26 | 2011-02-07 | Optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116308/28A RU2473932C2 (en) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Projection lens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010116308A RU2010116308A (en) | 2011-11-27 |
RU2473932C2 true RU2473932C2 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=44012645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010116308/28A RU2473932C2 (en) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Projection lens |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2473932C2 (en) |
WO (1) | WO2011136688A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2127537B2 (en) * | 1971-06-03 | 1976-02-12 | Meopta N.P., Prerau (Tschechoslowakei) | Fast gauss projection lens - uses standard glass with relative aperture above one to one point two |
SU983622A1 (en) * | 1979-10-23 | 1982-12-23 | Меопта,Н.П.,Преров (Инопредприятие) | Fast wide-angle projection lens optical system |
US4426136A (en) * | 1980-05-16 | 1984-01-17 | Nippon Kogaku K.K. | Projection lens with long working distance |
US6600610B2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-07-29 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Standard photographic lens |
RU2371744C1 (en) * | 2008-08-07 | 2009-10-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | High-aperture projection lens |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3990126B2 (en) * | 2000-11-08 | 2007-10-10 | オリンパス株式会社 | Microscope zoom objective lens |
JP4592293B2 (en) * | 2004-01-20 | 2010-12-01 | 株式会社栃木ニコン | Variable magnification lens |
US8018663B2 (en) | 2008-08-02 | 2011-09-13 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming lens, camera and portable information terminal |
-
2010
- 2010-04-26 RU RU2010116308/28A patent/RU2473932C2/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-02-07 WO PCT/RU2011/000069 patent/WO2011136688A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2127537B2 (en) * | 1971-06-03 | 1976-02-12 | Meopta N.P., Prerau (Tschechoslowakei) | Fast gauss projection lens - uses standard glass with relative aperture above one to one point two |
SU983622A1 (en) * | 1979-10-23 | 1982-12-23 | Меопта,Н.П.,Преров (Инопредприятие) | Fast wide-angle projection lens optical system |
US4426136A (en) * | 1980-05-16 | 1984-01-17 | Nippon Kogaku K.K. | Projection lens with long working distance |
US6600610B2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-07-29 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Standard photographic lens |
RU2371744C1 (en) * | 2008-08-07 | 2009-10-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | High-aperture projection lens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010116308A (en) | 2011-11-27 |
WO2011136688A1 (en) | 2011-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4866630B2 (en) | Optical device | |
TWI439752B (en) | Optical lens assembly for image taking | |
JP5277324B2 (en) | Microscope objective lens | |
WO2016067838A1 (en) | Objective optical system for endoscope | |
CN107065140B (en) | Intelligent vehicle-mounted high-pixel wide-angle lens | |
JPWO2018021205A1 (en) | Wide-angle lens | |
CN103744170B (en) | Wide-angle zoom lens | |
JP5211218B2 (en) | Optical device | |
JP2013092774A (en) | Lens system | |
JP6142560B2 (en) | Imaging lens and imaging device | |
EP3474057A1 (en) | Image-capturing optical system and image-capturing device | |
JP2009258659A (en) | Objective lens for endoscope | |
JP2008275832A (en) | Imaging lens | |
JP6099840B2 (en) | Imaging lens | |
US8451550B2 (en) | Projection lens | |
JP2013068926A (en) | Zoom lens | |
US20210072516A1 (en) | Lens system and image pickup apparatus | |
RU2413262C1 (en) | Projection large-aperture lens | |
RU2473932C2 (en) | Projection lens | |
RU2426160C1 (en) | Projection lens | |
CN108700681B (en) | Aspherical cemented lens | |
CN102736221B (en) | Projection lithography objective lens | |
RU2427862C1 (en) | Large aperture ratio projection lens | |
TWI395463B (en) | Scanner lens | |
CN108614345B (en) | Six-piece type microscope lens group |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20120829 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120829 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120427 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130920 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160427 |