RU2549915C1 - Four-element lens - Google Patents

Four-element lens Download PDF

Info

Publication number
RU2549915C1
RU2549915C1 RU2013155997/28A RU2013155997A RU2549915C1 RU 2549915 C1 RU2549915 C1 RU 2549915C1 RU 2013155997/28 A RU2013155997/28 A RU 2013155997/28A RU 2013155997 A RU2013155997 A RU 2013155997A RU 2549915 C1 RU2549915 C1 RU 2549915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
biconvex
component
rays
lenses
Prior art date
Application number
RU2013155997/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Богданков
Артём Андреевич Тимирёв
Сергей Иванович Щеглов
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 RU2013155997/28A priority Critical patent/RU2549915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549915C1 publication Critical patent/RU2549915C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: lens consists of two components separated by an air gap. The first component on the beam path is glued from a biconvex and a biconcave lens, the second component consists, on the beam path, of a separate biconcave lens and a separate biconvex lens. The radii of the optical surfaces of the biconvex lens of the second component are equal in magnitude and the following relationships hold: 1.63<n1=n4<1.7; 1.7<n2<1.9; where n1, n2, n4 are refraction indices of the material on the beam path of the first, second and fourth lenses for the spectral line D.
EFFECT: high aperture ratio, larger field angle in the object space and high technological effectiveness.
1 dwg, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве фотографического объектива.The present invention relates to optical instrumentation and can be used as a photographic lens.

Известен четырехлинзовый фотографический портретный объектив Петцваля, описанный в публикации М. Берека «Основы практической оптики», перевод с немецкого под ред. акад. С.И. Вавилова, государственное технико-теоретическое издательство, Москва, Ленинград, 1933 г., рис.31, 38, стр.35, 36, 59, 60, 61, табл.1, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй - состоящий по ходу лучей из одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению и одиночной двояковыпуклой линзы, причем имеют место соотношения:Petzval’s four-lens portrait photographic portrait lens is known, described in the publication of M. Berek “Fundamentals of Practical Optics”, translation from German, ed. Acad. S.I. Vavilova, State Technical and Theoretical Publishing House, Moscow, Leningrad, 1933, Fig. 31, 38, p. 35, 36, 59, 60, 61, Table 1, consisting of two components separated by an air gap, the first of which along the rays - glued from a biconvex and biconcave lenses, the second - consisting along the rays of a single negative meniscus, turned concavity to the image and a single biconvex lens, and there are relations:

n1=n4=1,517;n 1 = n 4 = 1.517;

n2=1,575;n 2 = 1,575;

где n1, n2, n4 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз.where n 1 , n 2 , n 4 are the refractive indices of the material along the rays of the first, second and fourth lenses.

Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:3,4; недостаточное угловое поле в пространстве предметов с прохождением главного луча 2W=24 град. и недостаточную технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей данного объектива разные и отсутствуют плоские оптические поверхности. Кроме того, для данного объектива входной зрачок - апертурная диафрагма вынесен на расстояние L=0,102f, где f - величина фокусного расстояния, перед первой оптической поверхностью для исправления второй суммы Зейделя, что увеличивает продольные габариты всего объектива.However, this lens has an insufficient relative aperture of 1: 3.4; insufficient angular field in the space of objects with the passage of the main beam 2W = 24 degrees. and lack of manufacturability, since all the radii of the optical surfaces of this lens are different and there are no flat optical surfaces. In addition, for this lens, the entrance pupil, the aperture diaphragm, is spaced L = 0.102f, where f is the focal length in front of the first optical surface to correct the second Seidel sum, which increases the longitudinal dimensions of the entire lens.

Известен четырехлинзовый фотографический портретный объектив Петцваля, описанный в справочнике «Вычислительная оптика» под общей ред. М.М. Русинова, Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1984 г., рис.34.1, табл.34.1, стр.355, 356, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей - склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй - состоящий по ходу лучей из одиночных отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, и двояковыпуклой линзы, причем имеют место соотношения:The four-lens photographic portrait lens of Petzval is known, described in the reference book “Computational Optics” under the general ed. M.M. Rusinova, Leningrad, “Mechanical Engineering”, Leningrad Branch, 1984, Fig. 34.1, Table 34.1, p. 355, 356, consisting of two components separated by an air gap, the first of which is glued from biconvex and biconcave along the rays lenses, the second - consisting along the rays of a single negative meniscus, facing concavity to the image, and a biconvex lens, and there are relations:

n1=n4=1,5181;n 1 = n 4 = 1.5181;

n2=1,5783,n 2 = 1.5783,

где n1, n2, n4 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз для линии спектра D.where n 1 , n 2 , n 4 are the refractive indices of the material along the rays of the first, second and fourth lenses for the spectrum line D.

Входной зрачок - апертурная диафрагма в приведенном объективе совпадает с первой поверхностью объектива. Однако данный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:3, недостаточное угловое поле в пространстве предметов 2W=30 град. и недостаточную технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей данного объектива разные и отсутствуют плоские оптические поверхности.Entrance pupil - the aperture diaphragm in the given lens coincides with the first surface of the lens. However, this lens has an insufficient relative aperture of 1: 3, an insufficient angular field in the space of objects 2W = 30 degrees. and lack of manufacturability, since all the radii of the optical surfaces of this lens are different and there are no flat optical surfaces.

Задачей изобретения является создание объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is to provide a lens with enhanced performance.

Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение углового поля в пространстве предметов и повышение технологичности.The technical result is an increase in the relative aperture, an increase in the angular field in the space of objects and an increase in manufacturability.

Это достигается тем, что в четырехлинзовом объективе, состоящем по ходу лучей из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых - склеенный из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй - состоящий из одиночной отрицательной линзы и одиночной двояковыпуклой линзы, в отличие от известного отрицательная линза в первом компоненте выполнена вогнутоплоской, отрицательная линза во втором компоненте выполнена двояковогнутой, радиусы оптических поверхностей двояковыпуклой линзы второго компонента равны по модулю и имеют место соотношения:This is achieved by the fact that in a four-lens lens, consisting along the rays of two components separated by an air gap, the first of which is glued from a biconvex and negative lenses, the second one consists of a single negative lens and a single biconvex lens, in contrast to the known negative lens in the first component is made concave flat, the negative lens in the second component is biconcave, the radii of the optical surfaces of the biconvex lens of the second component are equal in magnitude and and eyut following relations:

1,63<n1=n4<1,7;1.63 <n 1 = n 4 <1.7;

1,7<n2<1,9,1.7 <n 2 <1.9,

где n1, n2, n4 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз для линии спектра D.where n 1 , n 2 , n 4 are the refractive indices of the material along the rays of the first, second and fourth lenses for the spectrum line D.

На чертеже изображена оптическая схема четырехлинзового объектива.The drawing shows an optical diagram of a four-lens.

Четырехлинзовый объектив состоит по ходу лучей из двух компонентов, первый из которых - склеенный из двояковыпуклой линзы 1 и вогнутоплоской линзы 2; второй - состоящий из одиночной двояковогнутой линзы 3 и одиночной двояковыпуклой линзы 4. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 3 мм перед линзой 3.The four-lens lens consists of two components along the rays, the first of which is glued from a biconvex lens 1 and a concave plane lens 2; the second - consisting of a single biconcave lens 3 and a single biconvex lens 4. The aperture diaphragm is located at a distance of 3 mm in front of the lens 3.

Четырехлинзовый объектив работает следующим образом.Four-lens works as follows.

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через четырехлинзовый объектив и изображается в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство (не показано).The luminous flux emanating from the plane of objects at infinity passes through a four-lens lens and is displayed in the plane of the best setting in which the photodetector (not shown) is located.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан четырехлинзовый объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 435 нм до 656 нм с конструктивными данными, представленными в табл.1.As a specific example of the invention, a four-lens lens is calculated, corrected in the spectral range from 435 nm to 656 nm with the structural data presented in table 1.

Рассчитанный четырехлинзовый объектив имеет следующие характеристики:The calculated four-lens lens has the following characteristics:

Фокусное расстояние объектива f'The focal length of the lens f ' 84,01 мм84.01 mm Относительное отверстиеRelative hole 1:2,21: 2.2 Угловое поле в пространстве предметовAngular field in the space of objects 32 град.32 deg. Линейное поле в пространстве изображенийLinear field in image space 2У'=43,26 мм2U '= 43.26 mm Задний фокальный отрезокBack focal length 43,22 мм43.22 mm

Для данного объектива имеют место соотношения:For this lens, there are relations:

1,63<(n1=n4=1,6568)<1,7;1.63 <(n 1 = n 4 = 1.6568) <1.7;

1,7<(n2=1,755)<1,9.1.7 <(n 2 = 1.755) <1.9.

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 R1=43,05R 1 = 43.05 37,537.5 d1=13d 1 = 13 TK21Tk21 1,65681.6568 51,1151.11 R2=-66,53R 2 = -66.53 35,235,2 d2=4d 2 = 4 ТФ5TF5 1,7551,755 27,5227.52 R3=∞R 3 = ∞ 33,233,2 d3=21d 3 = 21 1one R4=-45,29R 4 = -45.29 23,123.1 d4=8d 4 = 8 ЛФ5LF5 1,57491,5749 41,341.3 R5=26,3R 5 = 26.3 21,521.5 d5=3,4d 5 = 3.4 1one R6=42,17R 6 = 42.17 22,422.4 d6=8.8d 6 = 8.8 TK21Tk21 1,65681.6568 51,1151.11 R7=-42,17R 7 = -42.17 22,422.4 1one

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Предложенный четырехлинзовый объектив (не более)The proposed four-lens lens (no more) Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:2,2Transverse spherical aberration for a point on the axis with a relative aperture of 1: 2.2 0,03 мм0.03 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для углового поля 2W=32 град.Transverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for an angular field of 2W = 32 deg. -01479 мм01479 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для углового поля 2W=32 град.Transverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section for an angular field of 2W = 32 deg. 0,0244 мм0.0244 mm Меридиональный астигматический отрезок Хм для углового поля 2W=32 град.The meridional astigmatic segment X m for the angular field 2W = 32 degrees. -2,364 мм-2.364 mm Сагиттальный астигматический отрезок Xs для углового поля 2W=32 град.Sagittal astigmatic segment X s for an angular field 2W = 32 deg. -0,2449 мм0.2449 mm Дисторсия для углового поля 2W=32 град.Distortion for the angular field 2W = 32 deg. 2,34%2.34%

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

Предлагаемый объектив имеет одну плоскую оптическую поверхность в первом компоненте и одинаковые по модулю радиусы сферических оптических поверхностей двояковыпуклой линзы второго компонента, что характеризует его повышенную технологичность. Таким образом, обеспечено получение технического результата: создан четырехлинзовый объектив с повышенным относительным отверстием, угловым полем в пространстве предметов при повышенной технологичности.The proposed lens has one flat optical surface in the first component and the radii of the spherical optical surfaces of the biconvex lens of the second component with the same modulus, which characterizes its high manufacturability. Thus, a technical result is obtained: a four-lens lens with a higher relative aperture, an angular field in the space of objects with increased adaptability is created.

Claims (1)

Четырехлинзовый объектив, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей - склеенный из двояковыпуклой и отрицательной линз, второй - состоящий по ходу лучей из одиночной отрицательной линзы и одиночной двояковыпуклой линзы, отличающийся тем, что отрицательная линза в первом компоненте выполнена вогнутоплоской, отрицательная линза во втором компоненте выполнена двояковогнутой, радиусы оптических поверхностей двояковыпуклой линзы второго компонента равны по модулю и имеют место соотношения:
1,63<n1=n4<1,7;
1,7<n2<1,9,
где n1, n2, n4 - показатели преломления материала по ходу лучей первой, второй и четвертой линз для линии спектра D.
A four-lens lens consisting of two components separated by an air gap, the first of which along the rays is glued from a biconvex and negative lenses, the second is consisting of a single negative lens and a single biconvex lens along the rays, characterized in that the negative lens in the first component is made concave, the negative lens in the second component is biconcave, the radii of the optical surfaces of the biconvex lens of the second component are equal in magnitude and osheniya:
1.63 <n 1 = n 4 <1.7;
1.7 <n 2 <1.9,
where n 1 , n 2 , n 4 are the refractive indices of the material along the rays of the first, second and fourth lenses for the spectrum line D.
RU2013155997/28A 2013-12-18 2013-12-18 Four-element lens RU2549915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155997/28A RU2549915C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Four-element lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155997/28A RU2549915C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Four-element lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2549915C1 true RU2549915C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155997/28A RU2549915C1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Four-element lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549915C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239212C2 (en) * 2002-12-27 2004-10-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Objective
RU52489U1 (en) * 2004-12-24 2006-03-27 Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" LIGHT LIGHT
US20070146901A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Largan Precision Co.,Ltd. Four-piece lens assembly
RU2304795C1 (en) * 2005-12-27 2007-08-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Objective

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239212C2 (en) * 2002-12-27 2004-10-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Objective
RU52489U1 (en) * 2004-12-24 2006-03-27 Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" LIGHT LIGHT
RU2304795C1 (en) * 2005-12-27 2007-08-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Objective
US20070146901A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Largan Precision Co.,Ltd. Four-piece lens assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Вычислительная оптика" под общей ред. М.М. Русинова, Ленинград, Машиностроение, 1984, с.355, 356, рис.34.1, табл.34.1, . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8254040B2 (en) Super-wide-angle lens system and imaging module having same
TWI781987B (en) Lens and fabrication method thereof
JP2013092774A (en) Lens system
JP2014056021A (en) Ocular lens system
JP2017015967A (en) Image capturing lens system
TWI408407B (en) Ultra wide angle lens
RU2676554C1 (en) Wide angle lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2384868C1 (en) Doublet objective lens
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2549915C1 (en) Four-element lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU2359295C1 (en) Telescopic galilei-type optical system
JP2022160369A (en) Imaging optical system
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2281537C1 (en) Three-element telephoto lens
JP6898601B2 (en) Observation optics
RU2633445C1 (en) Two-lens objective
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU2656015C1 (en) Optical system
RU2302651C1 (en) Teleobjective
RU2364901C1 (en) Ocular
RU146322U1 (en) EYEPIECE