RU2478996C1 - Three-element lens - Google Patents

Three-element lens Download PDF

Info

Publication number
RU2478996C1
RU2478996C1 RU2011148984/28A RU2011148984A RU2478996C1 RU 2478996 C1 RU2478996 C1 RU 2478996C1 RU 2011148984/28 A RU2011148984/28 A RU 2011148984/28A RU 2011148984 A RU2011148984 A RU 2011148984A RU 2478996 C1 RU2478996 C1 RU 2478996C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
negative
convex
negative meniscus
Prior art date
Application number
RU2011148984/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Бышкин
Сергей Иванович Щеглов
Светлана Николаевна Зубок
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 RU2011148984/28A priority Critical patent/RU2478996C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478996C1 publication Critical patent/RU2478996C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: three-element lens consists of three separate lenses arranged in series on the beam path, the first of which is a negative meniscus whose convex surface faces the object, the second is a positive lens whose first surface is convex and the third element is a negative meniscus whose convex surface faces the object. The second lens on the beam path can be biconvex.
EFFECT: longer focal distance and high image quality.
3 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например в приемных каналах, работающих с ПЗС-матрицами.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, for example, in receiving channels operating with CCD arrays.

Известен трехлинзовый фотографический телеобъектив «Таир-3» (Д.С.Волосов, «Фотографическая оптика», изд. «Искусство», Москва, 1971 г., стр.461, табл. V.6, стр.466, рис.V.12, а), содержащий два компонента, первый из которых (по ходу лучей) - положительный, состоящий из двух одиночных линз - двояковыпуклой и отрицательной, а второй компонент - отрицательный одиночный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Данный объектив имеет фокусное расстояние 300 мм и относительное отверстие 1:4,5. Однако этот телеобъектив имеет недостаточное относительное отверстие и значительное геометрическое виньетирование - 40%.The well-known three-lens photographic telephoto lens “Tair-3” (D.S. Volosov, “Photographic Optics”, publishing house “Art”, Moscow, 1971, p. 461, table V.6, p. 466, Fig. V .12, a) containing two components, the first of which (along the rays) is positive, consisting of two single lenses - biconvex and negative, and the second component - negative single meniscus, convex to the object. This lens has a focal length of 300 mm and a relative aperture of 1: 4.5. However, this telephoto lens has an insufficient relative aperture and significant geometric vignetting - 40%.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив телескопа (патент США №2158507, 88-57, публ. 1939 г., пример 1, фиг.1), содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. В данном объективе для линии спектра D показатель преломления двояковыпуклой линзы равен 1,5209; двояковогнутой линзы - 1,6646 и отрицательного мениска - 1,5163. Однако этот объектив имеет недостаточные фокусное расстояние 96,3 мм и качество изображения. Так, для относительного отверстия 1:4,29 и углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 мин объектив имеет поперечную аберрацию для точки на оси минус 0,083 мм, поперечную аберрацию в сагиттальном сечении минус 0,09 мм, поперечную аберрацию в меридиональном сечении минус 0,1471 мм, для линии спектра D.The closest analogue to the claimed technical solution is a telescope lens (US patent No. 2158507, 88-57, publ. 1939, example 1, figure 1), containing two components, the first of which along the rays - two-lens, glued from biconvex and biconcave lenses, the second component is a single negative meniscus convex to the subject. In this lens, for the spectral line D, the refractive index of a biconvex lens is 1.5209; a biconcave lens - 1,6646 and a negative meniscus - 1,5163. However, this lens has an insufficient focal length of 96.3 mm and image quality. So, for a relative aperture of 1: 4.29 and an angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min, the lens has a transverse aberration for a point on the axis minus 0.083 mm, a transverse aberration in the sagittal section minus 0.09 mm, a transverse aberration in the meridional section minus 0.1471 mm, for the spectrum line D.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик трехлинзового объектива.The task of the invention is to increase the operational characteristics of a three-lens.

Технический результат - увеличение фокусного расстояния и повышение качества изображения.The technical result is an increase in focal length and improved image quality.

Это достигается тем, что в трехлинзовом объективе, содержащем два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый, включающий в себя отрицательную и положительную линзы, причем первая поверхность положительной линзы выпуклая, второй компонент - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, в отличие от известного линзы первого компонента выполнены одиночными, и первая из них - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предметуThis is achieved by the fact that in a three-lens lens containing two components, the first of which along the rays is a two-lens one, which includes a negative and a positive lens, the first surface of a positive lens convex, the second component a single negative meniscus convex to the object, in unlike the known lenses of the first component are single, and the first of them is a negative meniscus convex to the subject

Кроме того, вторая по ходу лучей одиночная линза первого компонента может быть выполнена двояковыпуклой.In addition, the second single lens along the rays of the first component can be made biconvex.

Кроме того, для линии спектра D показатель преломления одиночной отрицательной линзы первого компонента может быть более 1,67 и менее 1,79, одиночной положительной линзы первого компонента соответственно более 1,3 и менее 1,5 и отрицательного мениска второго компонента соответственно более 1,6 и менее 1,71.In addition, for the spectrum line D, the refractive index of a single negative lens of the first component can be more than 1.67 and less than 1.79, a single positive lens of the first component, respectively, more than 1.3 and less than 1.5 and a negative meniscus of the second component, respectively, more than 1, 6 and less than 1.71.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного трехлинзового объектива.The drawing shows an optical diagram of the proposed three-lens.

Трехлинзовый объектив состоит из двух последовательно расположенных по ходу лучей компонентов - двухлинзового, состоящего из одиночного отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и одиночной положительной линзы 2. Второй компонент - одиночный отрицательный мениск 3, обращенный выпуклостью к предмету. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 35,72 мм за линзой 2, но может находиться и в другом месте.A three-lens lens consists of two components sequentially located along the rays - a two-lens one, consisting of a single negative meniscus 1, convex to the object, and a single positive lens 2. The second component is a single negative meniscus 3, convex to the object. The aperture diaphragm is located at a distance of 35.72 mm behind lens 2, but can be located in another place.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив, то есть световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works as a lens collecting from infinity, i.e., the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2, 3 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation detector is installed ( not shown).

В соответствии с предложенным решением рассчитан трехлинзовый объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 589 нм до 800 нм. Основная расчетная длина волны 706,52 нм.In accordance with the proposed solution, a three-lens lens was calculated, corrected in the spectral range from 589 nm to 800 nm. The basic calculated wavelength is 706.52 nm.

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

Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:

фокусное расстояниеfocal length 300,33 мм300.33 mm относительное отверстиеrelative hole 1:4,291: 4.29 угловое поле в пространстве предметовangular field in the space of objects 4 град 10 мин4 deg 10 min задний фокальный отрезокback focal length 49,29 мм49.29 mm

В предлагаемом объективе для линии спектра D показатель преломления одиночной отрицательной линзы первого компонента равен 1,6709; одиночной положительной линзы первого компонента равен 1,447303; отрицательного мениска второго компонента равен 1,6594.In the proposed lens for the line of the spectrum D, the refractive index of a single negative lens of the first component is equal to 1.6709; a single positive lens of the first component is equal to 1,447303; the negative meniscus of the second component is 1.6594.

В табл.2 приведены аберрации для длины волны 589,3 нм для объектива ближайшего аналога и для предложенного объектива для длины волны 706,52 нм.Table 2 shows the aberrations for a wavelength of 589.3 nm for the lens of the closest analogue and for the proposed lens for a wavelength of 706.52 nm.

Предлагаемый объектив имеет увеличенное по сравнению с ближайшим аналогом фокусное расстояние 300,33 мм и повышенное качество изображения (особенно для широких полевых наклонных пучков), что следует из табл.2.The proposed lens has an increased focal length of 300.33 mm compared to the closest analogue and enhanced image quality (especially for wide field inclined beams), which follows from Table 2.

Непосредственно данный объектив-апохромат рассчитан для работы в ИК-диапазоне спектра, что позволяет получать снимки в цифровой камере со специальными эффектами типа «Зимний пейзаж с инеем» при любых погодных условиях. Предлагаемый объектив при пересчете на видимый диапазон спектра можно использовать также в качестве фотографического объектива на формат кадра 24×18 мм2, в том числе и для цифровых камер.Directly, this apochromat lens is designed to operate in the infrared range of the spectrum, which allows you to take pictures in a digital camera with special effects such as "Winter landscape with hoarfrost" under any weather conditions. The proposed lens in terms of the visible range of the spectrum can also be used as a photographic lens for a frame format of 24 × 18 mm 2 , including for digital cameras.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан трехлинзовый объектив с увеличенным фокусным расстоянием и повышенным качеством изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a three-lens lens with an increased focal length and increased image quality is created.

Таблица 1Table 1 Радиусы, ммRadii, mm Толщины, мThickness, m Марка стеклаGlass mark Показатель преломления ne Refractive index n e Коэфф. дисперсии νe Coeff. variances ν e Световой диаметр, ммLight diameter mm R1=99,772R 1 = 99.772 7070 d1=6,2d 1 = 6.2 БФ16Bf16 1,6743851.674385 4747 R2=60,269R 2 = 60,269 7070 d2=0,4d 2 = 0.4 1one R3=59,295R 3 = 59,295 7070 d3=15d 3 = 15 OK4Ok4 1,44851,4485 91,5391.53 R4=-2310,307R 4 = -2310,307 69,869.8 d4=223,15d 4 = 223.15 1one R5=22,03R 5 = 22.03 28,228,2 d5=3,05d 5 = 3.05 СТК3STK3 1,6622371.662237 57,0957.09 R6=19,725R 6 = 19.725 26,226.2

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Ближайший аналогThe closest analogue Предложенный объектив (не более)Proposed lens (no more) 1one 22 33 Поперечная сферическая аберрация для точки на оси для относительного отверстия 1:4,29Transverse spherical aberration for a point on the axis for a relative aperture of 1: 4.29 -0,083 мм-0.083 mm 0, 073 мм0, 073 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 минTransverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min -0,1471 мм-0.1471 mm 0,072 мм0.072 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 минTransverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section for an angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min -0,09 мм-0.09 mm 0,036 мм0.036 mm Меридиональный астигматический отрезок X'м для углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 минThe meridional astigmatic segment X ' m for the angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min 0,0352 мм0.0352 mm -0,021 мм-0.021 mm Сагиттальный астигматический отрезок X's для углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 минSagittal astigmatic segment X ' s for the angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min 0,01 мм0.01 mm -0,054 мм-0.054 mm Дисторсия для углового поля в пространстве предметов 2W=4 град 10 минDistortion for the angular field in the space of objects 2W = 4 deg 10 min 0,086%0.086% 0,977%0.977%

Claims (3)

1. Трехлинзовый объектив, содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый, включающий в себя отрицательную и положительную линзы, причем первая поверхность положительной линзы выпуклая, второй компонент - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, отличающийся тем, что линзы первого компонента выполнены одиночными и первая из них - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.1. A three-lens lens containing two components, the first of which is a two-lens lens along the rays, including a negative and a positive lens, the first surface of a positive lens convex, the second component a single negative meniscus convex to the object, characterized in that the lens The first component is made single and the first of them is a negative meniscus convex to the subject. 2. Трехлинзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что вторая по ходу лучей одиночная линза первого компонента выполнена двояковыпуклой.2. The three-lens lens according to claim 1, characterized in that the second single lens of the first component along the rays is biconvex. 3. Трехлинзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что для линии спектра D показатель преломления одиночной отрицательной линзы первого компонента более 1,67 и менее 1,79, одиночной положительной линзы первого компонента более 1,3 и менее 1,5, отрицательного мениска второго компонента более 1,6 и менее 1,71. 3. The three-lens lens according to claim 1, characterized in that for the line of spectrum D the refractive index of a single negative lens of the first component is more than 1.67 and less than 1.79, a single positive lens of the first component is more than 1.3 and less than 1.5, negative the meniscus of the second component is more than 1.6 and less than 1.71.
RU2011148984/28A 2011-12-02 2011-12-02 Three-element lens RU2478996C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148984/28A RU2478996C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Three-element lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148984/28A RU2478996C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Three-element lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2478996C1 true RU2478996C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148984/28A RU2478996C1 (en) 2011-12-02 2011-12-02 Three-element lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478996C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109975953A (en) * 2019-02-28 2019-07-05 江西联益光学有限公司 Optical lens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2158507A (en) * 1936-06-24 1939-05-16 Zeiss Carl Fa Telescope objective
US6028713A (en) * 1997-04-30 2000-02-22 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Compact lens
RU32612U1 (en) * 2003-02-10 2003-09-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Apochromatic lens
RU2281536C1 (en) * 2005-03-11 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Infrared lens with remote entrance pupil
JP2008052198A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Canon Inc Image reading lens and image reading device using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2158507A (en) * 1936-06-24 1939-05-16 Zeiss Carl Fa Telescope objective
US6028713A (en) * 1997-04-30 2000-02-22 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Compact lens
RU32612U1 (en) * 2003-02-10 2003-09-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Apochromatic lens
RU2281536C1 (en) * 2005-03-11 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Infrared lens with remote entrance pupil
JP2008052198A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Canon Inc Image reading lens and image reading device using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109975953A (en) * 2019-02-28 2019-07-05 江西联益光学有限公司 Optical lens
CN109975953B (en) * 2019-02-28 2021-04-09 江西联益光学有限公司 Optical lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170016714A (en) Image pickup lens
RU2611100C1 (en) High-aperture lens
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2411555C1 (en) Large-aperture lens
RU2630194C1 (en) Large-aperture lens
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2586273C1 (en) High-aperture lens
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2308063C1 (en) Fast high-speed lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
JP7225047B2 (en) Imaging lens and imaging device
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU2547005C1 (en) Apochromatic lens
RU2545064C2 (en) Variable focus lens
RU2737029C1 (en) Large aperture lens
RU204540U1 (en) LENS
RU157161U1 (en) LENS
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2412455C1 (en) Four-element lens