RU2582207C1 - Double lens - Google Patents
Double lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582207C1 RU2582207C1 RU2015106350/28A RU2015106350A RU2582207C1 RU 2582207 C1 RU2582207 C1 RU 2582207C1 RU 2015106350/28 A RU2015106350/28 A RU 2015106350/28A RU 2015106350 A RU2015106350 A RU 2015106350A RU 2582207 C1 RU2582207 C1 RU 2582207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- lenses
- glass
- radii
- focal length
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, в частности в астрономических телескопах, коллиматорах и аналогичных системах.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, in particular in astronomical telescopes, collimators and similar systems.
Известен двухлинзовый объектив (патент РФ №2384868 С1, опубл. 20.03.2010 г.), состоящий из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, для которого выполняются соотношения:Known two-lens (RF patent No. 2384868 C1, publ. March 20, 2010), consisting of located along the beam of a biconvex lens and a negative meniscus, convex to the image, for which the following relations are true:
1,41<n1<1,619;1.41 <n 1 <1.619;
1,54<n2<1,79,1.54 <n 2 <1.79,
где R1, R2, R3 - радиусы первой, второй и третьей оптических поверхностей; n1, n2 - показатели преломления материала первой и второй линз для линии е. Объектив имеет фокусное расстояние в пределах 899,84-1002,45 мм, что не всегда достаточно для ряда применений (например, в астрономических телескопах).where R 1 , R 2 , R 3 are the radii of the first, second and third optical surfaces; n 1 , n 2 are the refractive indices of the material of the first and second lenses for line e. The lens has a focal length in the range of 899.84-1002.45 mm, which is not always sufficient for a number of applications (for example, in astronomical telescopes).
Известен двухлинзовый объектив (патент РФ №32892 U1, опубл. 27.09.2003 г.), состоящий из расположенных по ходу луча отрицательной линзы с первой асферической поверхностью и положительной линзы, для которого выполняются соотношения:Known two-lens (RF patent No. 32892 U1, publ. 09/27/2003), consisting of located along the beam of a negative lens with a first aspherical surface and a positive lens, for which the following relations are true:
φ1=(2-3)φОБ;φ 1 = (2-3) φ OB ;
φ2=(3-4)φОБ,φ 2 = (3-4) φ OB ,
где φ1, φ2, φОБ - оптические силы первой, второй линз и объектива соответственно, при этом воздушный промежуток между линзами составляет достаточно большую величину, равную (0,003-0,01)/φОБ.where φ 1 , φ 2 , φ OB are the optical powers of the first, second lenses and lens, respectively, while the air gap between the lenses is a sufficiently large value equal to (0.003-0.01) / φ OB .
Асферичность первой поверхности объектива делает его сложным и малотехнологичным.Asphericity of the first surface of the lens makes it complex and low-tech.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив (заявка Японии 1994000271872, опубл. 30.04.1996 г.), состоящий из расположенных по ходу луча отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и двояковыпуклой линзы со сферическими поверхностями, для которого выполняются соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a two-lens lens (Japanese application 1994000271872, publ. 04/30/1996), consisting of a negative meniscus located along the beam convex to the subject and a biconvex lens with spherical surfaces, for which the following relations are true:
0,8<Rl/R2<2,0;0.8 <R l / R 2 <2.0;
0,6<R1/R4<2,0;0.6 <R 1 / R 4 <2.0;
0,2<d2/f′<1,0,0.2 <d 2 / f ′ <1.0,
где d2 - воздушный промежуток между линзами; f′ - фокусное расстояние объектива.where d 2 is the air gap between the lenses; f ′ is the focal length of the lens.
Объектив обеспечивает хорошее исправление аберраций только при очень небольших значениях фокусного расстояния (порядка 1 мм), что явно недостаточно для The lens provides good aberration correction only at very small focal lengths (of the order of 1 mm), which is clearly not enough for
Задачей предлагаемого изобретения является повышение технических и эксплуатационных характеристик объектива, а также повышение технологичности. использования, например, в качестве объектива телескопа или коллиматора.The objective of the invention is to increase the technical and operational characteristics of the lens, as well as improving manufacturability. use, for example, as a telescope or collimator lens.
Поставленная задача решается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из расположенных по ходу лучей отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, в отличие от известного, имеют место соотношения:The problem is solved in that in a two-lens lens, consisting of a negative meniscus convex towards the subject and a biconvex lens located along the rays, in contrast to the known one, the following relationships take place:
2,0<R1/R2<3,0;2.0 <R 1 / R 2 <3.0;
0,9<R2/R3<1,1;0.9 <R 2 / R 3 <1.1;
d2/f′<0,002,d 2 / f ′ <0.002,
где R1, R2, R3, R4 - радиусы поверхностей линз объектива; d2 - воздушный промежуток между линзами; f′ - фокусное расстояние объектива; ν1 и ν2 - коэффициенты дисперсии стекла первой и второй линз объектива соответственно; р1 и р2 - относительные частные дисперсии стекла первой и второй линз объектива соответственно.where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the radii of the surfaces of the lenses of the lens; d 2 - the air gap between the lenses; f ′ is the focal length of the lens; ν 1 and ν 2 are the dispersion coefficients of the glass of the first and second lenses of the lens, respectively; p 1 and p 2 are the relative partial dispersions of the glass of the first and second lenses of the lens, respectively.
Целесообразно выполнить радиусы второй и третьей поверхностей R2 и R3 концентричными.It is advisable to make the radii of the second and third surfaces R 2 and R 3 concentric.
Применение приведенных выше соотношений радиусов кривизны, в сочетании с соотношением оптических констант материалов (коэффициентов дисперсии и относительных частных дисперсий) линз? позволяет наряду с монохроматическими аберрациями объектива минимизировать хроматизм положения и вторичный спектр, что улучшает главную техническую характеристику - увеличивает фокусное расстояние (на 20-30% по сравнению с аналогом - патентом РФ №2384868 С1) при обеспечении высокого качества изображения. Малый по отношению к фокусному расстоянию воздушный промежуток между линзами обеспечивает уменьшение времени выравнивания температуры объектива с температурой окружающей среды. Выполнение всех поверхностей линз сферическими и близость значений радиусов второй и третьей поверхностей повышает технологичность.Application of the above ratios of radii of curvature, in combination with the ratio of the optical constants of materials (dispersion coefficients and relative partial dispersions) of lenses? along with monochromatic aberrations of the lens, it allows minimizing position chromatism and the secondary spectrum, which improves the main technical characteristic - increases the focal length (by 20-30% compared with the analogue - RF patent No. 2384868 C1) while ensuring high image quality. The air gap between the lenses, which is small in relation to the focal length, provides a reduction in the time when the temperature of the lens aligns with the ambient temperature. The execution of all surfaces of the lenses is spherical and the proximity of the radii of the second and third surfaces increases manufacturability.
На чертеже представлена оптическая схема объектива.The drawing shows an optical diagram of the lens.
Объектив состоит из расположенных по ходу лучей отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы 2. Линзы 1 и 2 выполнены из оптического стекла и имеют сферические поверхности.The lens consists of the negative meniscus 1 located along the rays, convex to the object, and a biconvex lens 2. Lenses 1 and 2 are made of optical glass and have spherical surfaces.
Одна из возможных технических реализаций объектива (конструктивные параметры первого исполнения объектива) в соответствии с предложенным решением приведена в таблице 1, где νe - коэффициент дисперсии стекла; pF′-e - относительная частная дисперсия стекла; ng, nF′, ne, nC′, - показатели преломления стекла для линий g, F′, е, С′ соответственно.One of the possible technical implementations of the lens (design parameters of the first lens design) in accordance with the proposed solution is shown in table 1, where νe - glass dispersion coefficient; pF′-e - relative partial dispersion of glass; ng, nF ′, ne, nC ′, are the refractive indices of glass for the lines g, F ′, e, C ′, respectively.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
- диаметр входного зрачка 152 мм;- diameter of the entrance pupil 152 mm;
- фокусное расстояние 1200,2 мм;- focal length 1200.2 mm;
- относительное отверстие 1:8;- relative aperture 1: 8;
- угол поля зрения 1°.- angle of view 1 °.
Объектив исправлен для видимой области спектра и может быть использован, например, в качестве объектива астрономического телескопа, объектива коллиматора или в других приборах, где требуется хорошее исправление аберраций, прежде всего, вблизи оптической оси.The lens is fixed for the visible region of the spectrum and can be used, for example, as the lens of an astronomical telescope, a collimator lens, or in other devices where a good correction of aberrations is required, especially near the optical axis.
В объективе имеют место соотношения:In the lens there are relations:
R1/R2=2,17, т.е. находится в заявленных пределах 2,0…3,0;R 1 / R 2 = 2.17, i.e. is within the declared limits of 2.0 ... 3.0;
т.е. меньше 0,08; those. less than 0.08;
R2/R3=1,011, т.е. находится в заявленных пределах 0,9…1,1;R 2 / R 3 = 1.011, i.e. is within the declared range of 0.9 ... 1.1;
d2/f′=0,0004, т.е. меньше 0,002;d 2 / f ′ = 0.0004, i.e. less than 0.002;
т.е. больше 34; those. more than 34;
т.е. меньше 0,001. those. less than 0.001.
В предложенной схеме минимизирован вторичный спектр, что позволяет существенно увеличить фокусное расстояние объектива. Это необходимо, в частности, для применения в астрономических телескопах.In the proposed scheme, the secondary spectrum is minimized, which can significantly increase the focal length of the lens. This is necessary, in particular, for use in astronomical telescopes.
Так, в точке на оси системы в единой плоскости установки волновая аберрация имеет следующие значения (в длинах волн λ):So, at a point on the axis of the system in a single installation plane, the wave aberration has the following values (in wavelengths λ):
- для линии g - 0,636 λ;- for the line g - 0.636 λ;
- для линии F′ - 0,239 λ;- for the line F ′ - 0.239 λ;
- для линии е - 0,035 λ;- for the line e - 0,035 λ;
- для линии С′ - 0,201 λ,- for the line C ′ - 0,201 λ,
что обеспечивает высокое качество изображения.which provides high image quality.
Малый воздушный промежуток позволяет минимизировать объем воздуха между линзами объектива, поэтому в трубе телескопа, где первая линза имеет непосредственный контакт с окружающим воздухом, а вторая изолирована, выравнивание температуры линз происходит быстрее при меньшей толщине воздушного слоя, который является изолятором.The small air gap allows to minimize the air volume between the lenses of the lens, therefore, in the telescope tube, where the first lens has direct contact with the surrounding air and the second is insulated, the temperature equalization of the lenses occurs faster with a smaller thickness of the air layer, which is an insulator.
Поскольку одна из линз выполнена из материала менее стойкого к влажной атмосфере (например, для второй линзы использовано стекло марки ОК4), то выбранная конфигурация схемы, в которой этот материал использован для второй по ходу лучей линзы, при использовании в телескопе позволяет проще изолировать ее от вредного воздействия влажности окружающей среды, поскольку с одной стороны она защищается первой линзой, а со второй - трубой телескопа.Since one of the lenses is made of a material less resistant to a humid atmosphere (for example, OK4 glass was used for the second lens), the selected configuration of the circuit in which this material is used for the second lens along the rays makes it easier to isolate it from the lens when used in a telescope the harmful effects of environmental humidity, since on the one hand it is protected by the first lens, and on the second by the telescope tube.
Другая возможная техническая реализация объектива в соответствии с предложенным решением приведена в таблице 2, где представлены конструктивные параметры второго исполнения объектива.Another possible technical implementation of the lens in accordance with the proposed solution is shown in table 2, which presents the design parameters of the second lens design.
Характеристики рассчитанного второго исполнения объектива те же:The characteristics of the calculated second lens design are the same:
- диаметр входного зрачка 152 мм;- diameter of the entrance pupil 152 mm;
- фокусное расстояние 1200,2 мм;- focal length 1200.2 mm;
- относительное отверстие 1:8;- relative aperture 1: 8;
- угол поля зрения 1°.- angle of view 1 °.
Аберрационная коррекция объектива находится на уровне первого исполнения.Aberration correction of the lens is at the level of the first performance.
В объективе имеют место соотношения:In the lens there are relations:
R1/R2=2,17; R2/R3=1,009; d2/f′=0,0015; R 1 / R 2 = 2.17; R 2 / R 3 = 1.009; d 2 / f ′ = 0.0015;
В данном исполнении объектива радиусы второй и третьей поверхностей R2 и R3 концентричны (то есть R2=R3+d2). Это позволяет осуществлять контроль правильности юстировки объектива простым и наглядным автоколлимационным методом, одновременно наблюдая автоколлимационные изображения второй и третьей поверхности, а собственно юстировку осуществлять, совмещая эти изображения подвижками линз.In this lens design, the radii of the second and third surfaces R 2 and R 3 are concentric (i.e., R 2 = R 3 + d 2 ). This allows you to control the correct alignment of the lens with a simple and clear autocollimation method, while simultaneously observing the autocollimation images of the second and third surfaces, and actually carry out the adjustment by combining these images with lens movements.
В обоих вариантах объектив выполнен со сферическими поверхностями, что обеспечивает возможность его промышленного изготовления.In both versions, the lens is made with spherical surfaces, which makes it possible to manufacture it industrially.
Claims (2)
2,0<R1/R2<3,0,
|R1/R4|<0,08,
0,9<R2/R3<1,1,
d2/f′<0,002,
|ν1-ν2|>34,
|p1-p2|<0,001,
где R1, R2, R3, R4, - радиусы первой, второй, третьей и четвертой поверхностей линз объектива по ходу лучей соответственно; d2 -воздушный промежуток между линзами; f′ - фокусное расстояние объектива; ν1 и ν2 - коэффициенты дисперсии стекла первой и второй линз объектива соответственно; p1 и p2 - относительные частные дисперсии стекла первой и второй линз объектива соответственно.1. A two-lens lens, consisting of the negative meniscus convex towards the subject and a biconvex lens located along the rays, characterized in that it has the following relations:
2,0 <R 1 / R 2 <3.0,
| R 1 / R 4 | <0,08,
0.9 <R 2 / R 3 <1.1,
d 2 / f ′ <0.002,
| ν 1 -ν 2 |> 34,
| p 1 -p 2 | <0.001,
where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , are the radii of the first, second, third and fourth surfaces of the lenses of the lens along the rays, respectively; d 2 is the air gap between the lenses; f ′ is the focal length of the lens; ν 1 and ν 2 are the dispersion coefficients of the glass of the first and second lenses of the lens, respectively; p 1 and p 2 are the relative partial dispersions of the glass of the first and second lenses of the lens, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106350/28A RU2582207C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Double lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106350/28A RU2582207C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Double lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582207C1 true RU2582207C1 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106350/28A RU2582207C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Double lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582207C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633445C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-10-12 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Two-lens objective |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08110465A (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Kiyousera Opt Kk | Photographing lens |
US6104553A (en) * | 1998-04-14 | 2000-08-15 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Image-forming lens |
RU32892U1 (en) * | 2003-03-19 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Apochromatic lens |
-
2015
- 2015-02-26 RU RU2015106350/28A patent/RU2582207C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08110465A (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Kiyousera Opt Kk | Photographing lens |
US6104553A (en) * | 1998-04-14 | 2000-08-15 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Image-forming lens |
RU32892U1 (en) * | 2003-03-19 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "ЛОМО" | Apochromatic lens |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633445C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-10-12 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Two-lens objective |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101933422B1 (en) | Optical system | |
KR101946261B1 (en) | Optical system | |
KR102166130B1 (en) | Optical system | |
KR20180076742A (en) | Optical system | |
KR102071922B1 (en) | Optical Imaging System | |
KR20180076164A (en) | Optical system | |
WO2020186587A1 (en) | Optical imaging lens and imaging device | |
KR20190096680A (en) | Optical Imaging System | |
KR20180103809A (en) | Optical system | |
KR20180059396A (en) | Optical system | |
TW201430378A (en) | Zoom lens | |
CN108267845B (en) | Athermalized large-aperture objective optical system | |
RU2582207C1 (en) | Double lens | |
KR20190065594A (en) | Optical Imaging System | |
RU193226U1 (en) | ATHERMALIZED LENS FOR THE INFRARED SPECTRUM | |
CN107076965B (en) | Endoscope objective optical system | |
TWI689747B (en) | Four-piece dual waveband optical lens system | |
US2346062A (en) | Lens | |
RU2577082C1 (en) | Apochromatic athermal lens (versions) | |
JP2009036976A (en) | Principal focus correction optical system and reflecting telescope using the same | |
TWI687732B (en) | Three-piece infrared single wavelength projection lens system | |
TW201814346A (en) | Optical lens system with a wide field of view | |
RU2650055C1 (en) | Catadioptric telescope | |
KR20190014053A (en) | Optical system | |
KR20190047650A (en) | Optical system |