RU2623819C1 - Lens teleocentric in space of subjects - Google Patents

Lens teleocentric in space of subjects Download PDF

Info

Publication number
RU2623819C1
RU2623819C1 RU2016115311A RU2016115311A RU2623819C1 RU 2623819 C1 RU2623819 C1 RU 2623819C1 RU 2016115311 A RU2016115311 A RU 2016115311A RU 2016115311 A RU2016115311 A RU 2016115311A RU 2623819 C1 RU2623819 C1 RU 2623819C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
aperture diaphragm
convex
space
objects
Prior art date
Application number
RU2016115311A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Сергеевич Завьялов
Елена Сергеевна Жимулева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2016115311A priority Critical patent/RU2623819C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623819C1 publication Critical patent/RU2623819C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/22Telecentric objectives or lens systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/62Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: lens contains six lenses and an aperture diaphragm arranged in series on the optical axis: a plano-convex lens located on the plane to the aperture diaphragm, a positive meniscus with an aspherical convex surface facing the object space, a weakly negative meniscus facing the aperture diaphragm, an aperture diaphragm, a glued lens consisting of biconcave and biconvex lenses and located with its concave side to the aperture diaphragm, a biconvex lens and a weakly negative meniscus with a convex side facing the aperture diaphragm.
EFFECT: expanding the field of application, improving the technical characteristics and increasing the manufacturability of manufacture.
2 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим системам контрольно-измерительных устройств, и может быть использовано в устройствах контроля объектов теневым оптическим методом.The invention relates to the field of optical instrumentation, and in particular to optical systems of control and measuring devices, and can be used in devices for monitoring objects using the shadow optical method.

Одной из актуальных и часто возникающих в измерительной технике задач является контроль геометрических размеров изделий. Для решения этих задач широкое распространение получили различные оптико-электронные методы контроля. Одним из часто используемых методов является теневой метод, который обладает высокой производительностью и низкой погрешностью измерений. Использование для теневой оптической системы стандартных объективов вносит существенную дополнительную погрешность из-за большого влияния позиционирования предмета на линейное увеличение системы. В связи с этим для реализации контроля изделий теневым методом необходимо применять специализированный телецентрический в пространстве предметов объектив, который должен быть практически свободен от дисторсии (менее 0,02%), кривизны поля и астигматизма (менее 0,1 мм), обладать высокой телецентричностью в пространстве предметов. При этом вследствие параллельного хода главных лучей в пространстве предметов диаметр первой линзы, а значит, и поле зрения объектива, должен превышать линейный размер измеряемого объекта. Большинство существующих объективов не вполне удовлетворяют указанным требованиям.One of the urgent and often arising tasks in the measuring technique is the control of the geometric dimensions of products. To solve these problems, various optical-electronic control methods are widely used. One of the commonly used methods is the shadow method, which has high performance and low measurement error. The use of standard lenses for the shadow optical system introduces a significant additional error due to the large influence of subject positioning on the linear increase of the system. In this regard, to implement the control of products using the shadow method, it is necessary to use a specialized telecentric lens in the space of objects, which should be practically free from distortion (less than 0.02%), field curvature and astigmatism (less than 0.1 mm), and have a high telecentricity in space of objects. Moreover, due to the parallel movement of the main rays in the space of objects, the diameter of the first lens, and hence the field of view of the lens, must exceed the linear size of the measured object. Most existing lenses do not quite meet the specified requirements.

Известна оптическая схема телецентрического в пространстве предметов объектива [А.В. Белобородов, А.А. Гущина, П.С. Завьялов, Е.С. Сенченко, Л.В. Финогенов, Ю.В. Чугуй. Оптико-электронный контроль керамических колец // Датчики и системы, т. 4, 2012 г., с. 25-29], состоящая из последовательно расположенных на оптической оси четырех сферических линз и матричного фотоприемника.The known optical scheme of a telecentric in the space of objects of the lens [A.V. Beloborodov, A.A. Gushchina, P.S. Zavyalov, E.S. Senchenko, L.V. Finogenov, Yu.V. Cast iron. Optoelectronic control of ceramic rings // Sensors and Systems, vol. 4, 2012, p. 25-29], consisting of four spherical lenses and a matrix photodetector sequentially located on the optical axis.

Известный объектив используется в системе контроля геометрических параметров керамических колец и обеспечивает формирование изображений большой номенклатуры изделий. Но при этом данный объектив имеет следующие недостатки.The well-known lens is used in the control system of the geometric parameters of ceramic rings and provides the formation of images of a large range of products. But at the same time, this lens has the following disadvantages.

Во-первых, объектив обладает малым полем зрения (менее 50 мм), что ограничивает использование представленного объектива для большого круга изделий.Firstly, the lens has a small field of view (less than 50 mm), which limits the use of the presented lens for a wide range of products.

Во-вторых, объектив обладает существенным астигматизмом (около 0,2 мм) в сочетании с недостаточной телецентричностью лучей в пространстве предметов (максимальная нетелецентричность 0,12°), что ухудшает технические характеристики объектива и смещает центр масс в изображении краевых пучков.Secondly, the lens has significant astigmatism (about 0.2 mm) in combination with insufficient telecentricity of the rays in the space of objects (maximum non-telecentricity 0.12 °), which degrades the technical characteristics of the lens and shifts the center of mass in the image of the edge beams.

Также известен объектив с телецентрическим ходом лучей в пространстве предметов [Патент RU 2305857 «Объектив с телецентрическим ходом лучей», опубликован 10.09.2007], состоящий из последовательно расположенных на оптической оси четырнадцати элементов - двенадцати одиночных и одной склеенной сферических линз.Also known is a lens with a telecentric path of rays in the space of objects [Patent RU 2305857 "A lens with a telecentric path of rays", published September 10, 2007], consisting of fourteen elements in series — twelve single and one glued spherical lenses.

Известный объектив может быть использован в фотолитографической микроэлектронной промышленности, и, в частности, для контроля фотолитографических объектов, кремниевых пластин и т.п.The known lens can be used in the photolithographic microelectronic industry, and, in particular, for monitoring photolithographic objects, silicon wafers, etc.

Основными недостатками объектива являются, во-первых, большое количество используемых линз, изготавливаемых из разных оптических материалов, что существенно снижает технологичность его изготовления.The main disadvantages of the lens are, firstly, a large number of used lenses made from different optical materials, which significantly reduces the manufacturability of its manufacture.

Во-вторых, низкое разрешение, большая величина дисторсии (порядка 0,3%) и малое поле зрения объектива (3,3 мм), что ухудшает технические характеристики объектива.Secondly, low resolution, a large amount of distortion (about 0.3%) and a small field of view of the lens (3.3 mm), which affects the technical characteristics of the lens.

Указанные недостатки ограничивают функциональные возможности и область применения известных технических решений.These disadvantages limit the functionality and scope of known technical solutions.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является телецентрический объектив [Патент на полезную модель №: 25798 «Телецентрический проекционный объектив», опубликован 20.10.2002], состоящий из последовательно расположенных на оптической оси пяти линз (две из них являются склеенными сферическими линзами, три - одиночными). Апертурная диафрагма расположена между третьей и четвертой линзами. Объектив обеспечивает телецентрический в пространстве предметов ход лучей, что обеспечивает некоторую ортоскопичность системы и близкое к дифракционному качество изображения осевых лучей.The closest in technical essence adopted for the prototype is a telecentric lens [Utility Model Patent No .: 25798 “Telecentric Projection Lens”, published October 20, 2002], consisting of five lenses arranged in series on the optical axis (two of them are glued with spherical lenses , three - single). The aperture diaphragm is located between the third and fourth lenses. The lens provides a ray-path telecentric in the space of objects, which ensures a certain orthoscopicity of the system and close to diffractive image quality of the axial rays.

К недостаткам прототипа, ограничивающим область его применения, относится, во-первых, малое разрешение по всему полю (число Штреля на оси около 0,8, на краю - 0,43).The disadvantages of the prototype, limiting the scope of its application, include, firstly, low resolution across the field (Strehl number on the axis of about 0.8, on the edge - 0.43).

Во-вторых, недостаточно хорошо исправленная дисторсия объектива - порядка 0,5%.Secondly, the lens distortion is not well corrected - about 0.5%.

В-третьих, малое поле зрения объектива - менее 50 мм.Thirdly, the small field of view of the lens is less than 50 mm.

Кроме того, при общем малом количестве линз, в прототипе используется 6 различных марок стекол, что ухудшает технологичность его изготовления.In addition, with the total small number of lenses, the prototype uses 6 different brands of glass, which affects the manufacturability of its manufacture.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в расширении области применения, улучшении технических характеристик заявляемого изобретения (увеличение разрешения по всему полю, получение телецентрического хода лучей в пространстве предметов с одновременным уменьшением дисторсии и астигматизма, увеличение линейного поля зрения) и повышении технологичности его изготовления.The technical result achieved by the implementation of the invention consists in expanding the scope, improving the technical characteristics of the claimed invention (increasing resolution throughout the field, obtaining a telecentric ray path in the space of objects with a simultaneous decrease in distortion and astigmatism, increasing the linear field of view) and increasing its manufacturability manufacture.

Заявляемый телецентрический в пространстве предметов объектив (далее заявляемый объектив) иллюстрируется следующими графическими материалами:The inventive telecentric in the space of objects lens (hereinafter the claimed lens) is illustrated by the following graphic materials:

Фиг. 1 - оптическая схема заявляемого объектива.FIG. 1 is an optical diagram of the inventive lens.

Фиг. 2 - частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) заявляемого объектива.FIG. 2 - frequency-contrast characteristic (TSC) of the inventive lens.

Фиг. 3 - графики дисторсии и кривизны поля заявляемого объектива.FIG. 3 - graphs of distortion and curvature of the field of the inventive lens.

Заявляемый объектив (фиг. 1) содержит расположенные последовательно на оптической оси плосковыпуклую линзу 1, расположенную плоской стороной к апертурной диафрагме 2, положительный мениск 3 с асферической выпуклой поверхностью, обращенной к плоскости предметов, слабоотрицательный мениск 4, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме 2, склеенную линзу 5, состоящую из двояковогнутой линзы 6 и двояковыпуклой линзы 7, расположенную вогнутой стороной к апертурной диафрагме 2, двояковыпуклую линзу 8 и слабоотрицательный мениск 9, обращенный выпуклой частью к апертурной диафрагме 2. Апертурная диафрагма 2 расположена между слабоотрицательным мениском 4 и склеенной линзой 5.The inventive lens (Fig. 1) comprises a plano-convex lens 1 arranged in series on the optical axis, located flat on the aperture diaphragm 2, a positive meniscus 3 with an aspherical convex surface facing the plane of objects, a slightly negative meniscus 4, convex on the aperture diaphragm 2, glued lens 5, consisting of a biconcave lens 6 and a biconvex lens 7, located with the concave side to the aperture diaphragm 2, the biconvex lens 8 and a slightly negative meniscus 9, is turned convex part to the aperture diaphragm 2. Aperture diaphragm 2 is located between the slightly negative meniscus 4 and the bonded lens 5.

Заявляемый объектив обладает следующими положительными особенностями:The inventive lens has the following positive features:

- большим линейным полем зрения (следовательно, возможно использование для измерения достаточно крупных объектов);- a large linear field of view (therefore, it is possible to use sufficiently large objects to measure);

- в конструкции объектива используются только три марки стекла и всего одна склеенная линза, что повышает технологичность изготовления;- only three grades of glass and only one glued lens are used in the design of the lens, which increases manufacturability;

- формирует изображение с низкой дисторсией (менее 0,02%) и высокой телецентричностью в пространстве предметов (отклонение от телецентричности в пространстве предметов - не более 5');- forms an image with low distortion (less than 0.02%) and high telecentricity in the space of objects (deviation from telecentricity in the space of objects - no more than 5 ');

- обеспечивает равномерное дифракционное качество изображения по всему полю зрения (число Штреля не менее 0,9).- provides uniform diffractive image quality over the entire field of view (Strehl number not less than 0.9).

Указанный выше технический результат достигается за счет того, что:The above technical result is achieved due to the fact that:

- заявляемый объектив содержит пять последовательно расположенных на оптической оси линз и апертурную диафрагму - общие с прототипом признаки заявляемого изобретения.- the inventive lens contains five sequentially located on the optical axis of the lens and the aperture diaphragm - common with the prototype signs of the claimed invention.

- отличительными признаками является то, что заявляемый объектив содержит дополнительную шестую линзу, причем линзы и апертурная диафрагма расположены последовательно в следующем порядке по ходу луча: плосковыпуклая линза 1, расположенная плоскостью к апертурной диафрагме 2; положительный мениск 3 с асферической выпуклой поверхностью, обращенной к пространству предметов; слабоотрицательный мениск 4, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме 2; апертурная диафрагма 2; склеенная линза 5, состоящая из двояковогнутой линзы 6 и двояковыпуклой линзы 7, расположенная вогнутой стороной к апертурной диафрагме 2; двояковыпуклая линза 8 и слабоотрицательный мениск 9, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме 2.- distinctive features is that the inventive lens contains an additional sixth lens, and the lenses and the aperture diaphragm are arranged sequentially in the following order along the beam: a plano-convex lens 1 located plane to the aperture diaphragm 2; positive meniscus 3 with an aspherical convex surface facing the space of objects; slightly negative meniscus 4, convex side to the aperture diaphragm 2; aperture diaphragm 2; glued lens 5, consisting of a biconcave lens 6 and a biconvex lens 7, located with the concave side to the aperture diaphragm 2; a biconvex lens 8 and a slightly negative meniscus 9, convex to the aperture diaphragm 2.

Плосковыпуклая линза 1 имеет диаметр, превышающий размер предмета, обращена плоской поверхностью к апертурной диафрагме 2. Плосковыпуклая форма самой большой линзы упрощает ее изготовление, что повышает технологичность изготовления всего объектива. Плосковыпуклая линза 1 обладает лишь незначительной дисторсией, что объясняется ее высокой телецентричностью в пространстве предметов.The flat-convex lens 1 has a diameter larger than the size of the object, faces a flat aperture diaphragm 2. The flat-convex shape of the largest lens simplifies its manufacture, which increases the manufacturability of the entire lens. Flat-convex lens 1 has only a slight distortion, which is explained by its high telecentricity in the space of objects.

Положительный мениск 3 имеет выпуклую асферическую поверхность, обладает астигматизмом и комой, но освобожден от сферической и прочих аберраций. Служит для доведения телецентричности до заданной величины, а также поджимает сходящийся пучок лучей. Применение асферики также позволяет значительно уменьшить диаметр положительного мениска 3 и слабоотрицательного мениска 4, таким образом, в объективе остается только одна крупногабаритная плосковыпуклая линза 1.Positive meniscus 3 has a convex aspherical surface, has astigmatism and coma, but is freed from spherical and other aberrations. Serves to bring telecentricity to a predetermined value, and also compresses a converging beam of rays. The use of aspherics can also significantly reduce the diameter of the positive meniscus 3 and slightly negative meniscus 4, so that only one large-sized plano-convex lens 1 remains in the lens.

Слабоотрицательный мениск 4 обращен выпуклой стороной к апертурной диафрагме 2. Он изготовлен из материала с малым числом Аббе, что необходимо для компенсации хроматических аберраций.The slightly negative meniscus 4 is convex toward the aperture diaphragm 2. It is made of a material with a small Abbe number, which is necessary to compensate for chromatic aberrations.

Далее расположена апертурная диафрагма 2. После апертурной диафрагмы 2 расположена склеенная линза 5, состоящая из двояковогнутой линзы 6 и двояковыпуклой линзы 7. Склеенная линза 5 расположена вогнутой стороной к апертурной диафрагме 2. Склеенная линза 5 практически избавлена от хроматических аберраций, но обладает отрицательными комой, кривизной поля и сферической аберрацией, вносит значительный отрицательный астигматизм.Next is the aperture diaphragm 2. After the aperture diaphragm 2, there is a glued lens 5, consisting of a biconcave lens 6 and a biconvex lens 7. The glued lens 5 is located with the concave side to the aperture diaphragm 2. The glued lens 5 is practically free from chromatic aberrations, but has negative coma, curvature of the field and spherical aberration, introduces significant negative astigmatism.

Двояковыпуклая линза 8 компенсирует астигматизм, сферическую аберрацию, кому и кривизну поля, вносимую предыдущей склеенной линзой 5. Кроме этого, несколько уменьшает угол падения лучей на фотоприемник.The biconvex lens 8 compensates for astigmatism, spherical aberration, coma and the field curvature introduced by the previous glued lens 5. In addition, it slightly reduces the angle of incidence of the rays on the photodetector.

Слабоотрицательный мениск 9 обеспечивает компенсацию остаточных аберраций, в частности кривизны поля и астигматизма.The slightly negative meniscus 9 compensates for residual aberrations, in particular field curvature and astigmatism.

Плосковыпуклая линза 1, положительный мениск 3, двояковыпуклая линза 7 в склеенной линзе 5, и слабоотрицательный мениск 9 выполнены из стекла одной марки, двояковыпуклая линза 8 выполнена из стекла другой марки, причем показатели преломления обоих материалов меньше 1,77, число Аббе больше 45; слабоотрицательный мениск 4 и двояковогнутая линза 6 в склеенной линзе 5 выполнены из стекла третьей марки с показателем преломления больше 1,6 и числом Аббе меньше 45.A plano-convex lens 1, a positive meniscus 3, a biconvex lens 7 in a glued lens 5, and a slightly negative meniscus 9 are made of glass of one brand, a biconvex lens 8 is made of glass of another brand, and the refractive indices of both materials are less than 1.77, the Abbe number is more than 45; a slightly negative meniscus 4 and a biconcave lens 6 in the bonded lens 5 are made of glass of the third brand with a refractive index of more than 1.6 and an Abbe number of less than 45.

Использование асферической поверхности позволяет лучше скомпенсировать сферическую аберрацию, кому и астигматизм при увеличении относительного отверстия до 1:7. При этом применение асферики не приводит к существенному удорожанию и усложнению объектива по сравнению с прототипом, так как при общем увеличении количества линз в объективе (с пяти до шести) необходимо изготовление лишь одной склеенной линзы, а также использование только трех марок стекла вместо шести.Using an aspherical surface makes it possible to better compensate for spherical aberration, coma and astigmatism when the relative aperture is increased to 1: 7. In this case, the use of aspherics does not significantly increase the cost and complexity of the lens compared to the prototype, since with a general increase in the number of lenses in the lens (from five to six) it is necessary to produce only one glued lens, as well as use only three grades of glass instead of six.

Излучение, параллельное оптической оси, проходит последовательно через плосковыпуклую линзу 1, положительный мениск 3, слабоотрицательный мениск 4 и фокусируется в плоскости апертурной диафрагмы 2. При этом соблюдается телецентричность в пространстве предметов, все лучи, падающие на объектив под большим углом, не проходят в оптическую систему. Далее излучение, пройдя через склеенную линзу 5, двояковыпуклую линзу 8 и слабоотрицательный мениск 9, фокусируется ими и проецирует изображение объекта на плоскость фотоприемника.Radiation parallel to the optical axis passes sequentially through a plano-convex lens 1, positive meniscus 3, slightly negative meniscus 4 and focuses in the plane of the aperture diaphragm 2. At the same time, telecentricity in the space of objects is observed, all rays incident on the lens at a large angle do not pass into the optical the system. Then the radiation, passing through the glued lens 5, the biconvex lens 8 and the slightly negative meniscus 9, is focused by them and projects the image of the object on the plane of the photodetector.

Авторам не известны оптические схемы телецентрических в пространстве предметов объективов, обладающие признаками, сходными с признаками, отличающими заявляемый объектив от прототипа, поэтому предлагаемая оптическая система телецентрического в пространстве предметов объектива обладает существенными отличиями.The authors are not aware of the optical schemes of telecentric objects in space of lenses that have features similar to those that distinguish the claimed lens from a prototype, therefore, the proposed optical system of a telecentric lens in space of objects has significant differences.

В качестве конкретного примера исполнения заявляемого объектива в таблице 1 приведены конструктивные параметры оптических элементов объектива, имеющего фокусное расстояние 1500 мм; относительное отверстие 1:7; диаметр поля зрения 250 мм; спектральный диапазон 0,61-0,66 мкм. Длина объектива от первой поверхности до плоскости изображения составляет 800 мм. Относительная длина объектива вдоль оптической оси, отнесенная к линейному полю зрения - 3,2; линейное увеличение 1/12х.As a specific example of the implementation of the inventive lens in table 1 shows the design parameters of the optical elements of the lens having a focal length of 1500 mm; relative aperture 1: 7; diameter of the field of view is 250 mm; spectral range 0.61-0.66 μm. The length of the lens from the first surface to the image plane is 800 mm. The relative length of the lens along the optical axis, referred to the linear field of view is 3.2; 1/12 x linear magnification.

66

Таблица 1. Конструктивные параметры телецентрического в пространстве предметов объектива (относительное отверстие 1:7; диаметр поля зрения 250 мм; спектральный диапазон 0,61-0,66 мкм).Table 1. Design parameters of a telecentric lens in the space of objects (relative aperture 1: 7; field of view diameter 250 mm; spectral range 0.61-0.66 μm).

Figure 00000001
Figure 00000001

В таблице 1 позиция линз указана в соответствии с фиг. 1; № пов. - номер поверхности по ходу луча; R - радиус поверхности, d - толщина между поверхностями, D - диаметр поверхности, марка стекла -- по ГОСТ 3514-94, K - коническая постоянная.In table 1, the position of the lenses is shown in accordance with FIG. one; No. - surface number along the beam; R is the radius of the surface, d is the thickness between the surfaces, D is the diameter of the surface, the grade of glass is according to GOST 3514-94, K is the conical constant.

Из графика на фиг. 3 видно, что заявляемый объектив обладает высокой ортоскопичностью (дисторсия менее 0,02%), что лучше, чем у объектива-прототипа более чем в 2 раза. Кроме того, хорошо исправлен астигматизм. Это ведет к увеличению телецентричности объектива в пространстве предметов по сравнению с аналогом в шесть раз (максимальная нетелецентричность 0,019°).From the graph in FIG. 3 it can be seen that the inventive lens has a high orthoscopicity (distortion less than 0.02%), which is better than the prototype lens by more than 2 times. In addition, astigmatism is well fixed. This leads to an increase in the telecentricity of the lens in the space of objects in comparison with the analogue by six times (maximum non-telecentricity of 0.019 °).

Из графика на фиг. 2 следует, что объектив обладает хорошим разрешением, так как коэффициенты передачи контраста для пространственной частоты 100 мм-1 не хуже 0,5, а число Штреля по всему полю не меньше 0,9, что лучше, чем у объектива-прототипа (0,8 для осевого пучка и 0,43 для краевого). При этом линейное поле зрения заявляемого объектива увеличено по сравнению с прототипом в 8 раз.From the graph in FIG. 2 it follows that the lens has a good resolution, since the contrast transfer coefficients for the spatial frequency of 100 mm -1 are not worse than 0.5, and the Strehl number throughout the field is not less than 0.9, which is better than that of the prototype lens (0, 8 for the axial beam and 0.43 for the edge beam). Moreover, the linear field of view of the inventive lens is increased compared to the prototype 8 times.

Важно отметить, что в предлагаемой варианте исполнения объектива линейное поле зрения достигает 250 мм с сохранением дифракционного качества изображения по всему полю, и аналогов телецентрических в пространстве предметов объективов с заданным качеством изображения авторами обнаружено не было.It is important to note that in the proposed embodiment of the lens, the linear field of view reaches 250 mm while maintaining the diffraction quality of the image over the entire field, and the authors found no analogues of telecentric objects in space of objects with a given image quality.

Таким образом, предлагаемый телецентрический в пространстве предметов объектив, обладающий совокупностью указанных существенных признаков, позволяет расширить область применения заявляемого изобретения и обеспечить более высокие технические характеристики (большее поле зрения и телецентричность лучей в пространстве предметов, меньшую дисторсию и астигматизм получаемого изображения, лучшее разрешение по всему полю зрения), а также увеличить технологичность его изготовления.Thus, the proposed telecentric in the space of objects lens with a combination of these essential features allows you to expand the scope of the claimed invention and provide higher technical characteristics (a larger field of view and telecentricity of rays in the space of objects, less distortion and astigmatism of the resulting image, better resolution throughout field of view), as well as to increase the manufacturability of its manufacture.

Предлагаемый телецентрический в пространстве предметов объектив может быть использован в теневых каналах систем технического зрения для определения геометрических параметров объектов.The proposed telecentric in the space of objects lens can be used in the shadow channels of vision systems to determine the geometric parameters of objects.

Claims (2)

1. Телецентрический в пространстве предметов объектив, содержащий пять последовательно расположенных на оптической оси линз и апертурную диафрагму, отличающийся тем, что содержит дополнительную шестую линзу, причем линзы и апертурная диафрагма расположены последовательно в следующем порядке по ходу луча: плосковыпуклая линза расположена плоскостью к апертурной диафрагме, положительный мениск с асферической выпуклой поверхностью, обращенной к пространству предметов, слабо отрицательный мениск обращен выпуклой стороной к апертурной диафрагме, далее апертурная диафрагма, склеенная линза из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, расположена вогнутой стороной к апертурной диафрагме; далее двояковыпуклая линза и слабоотрицательный мениск, обращенный выпуклой стороной к апертурной диафрагме.1. Telecentric in the space of objects lens containing five sequentially located on the optical axis of the lens and an aperture diaphragm, characterized in that it contains an additional sixth lens, and the lens and aperture diaphragm are arranged sequentially in the following order along the beam: a plano-convex lens is located plane to the aperture diaphragm , positive meniscus with an aspherical convex surface facing the space of objects, weakly negative meniscus with the convex side facing the aperture the diaphragm, then the aperture diaphragm, a bonded lens of biconcave and biconvex lenses, located concave side to the aperture diaphragm; then a biconvex lens and a slightly negative meniscus, convex to the aperture diaphragm. 2. Телецентрический в пространстве предметов объектив по п. 1, отличающийся тем, что плосковыпуклая линза, положительный мениск, двояковыпуклая линза в склеенной линзе, и слабоотрицательный мениск, расположенный после апертурной диафрагмы, выполнены из стекла одной марки, двояковыпуклая линза выполнена из стекла другой марки, причем показатели преломления обоих материалов меньше 1,77, число Аббе больше 45; другой слабоотрицательный мениск и двояковогнутая линза в склеенной линзе выполнены из стекла третьей марки с показателем преломления больше 1,6 и числом Аббе меньше 45.2. A telecentric object space according to claim 1, characterized in that the plano-convex lens, the positive meniscus, the biconvex lens in the glued lens, and the slightly negative meniscus located after the aperture diaphragm are made of glass of the same brand, the biconvex lens is made of glass of another brand moreover, the refractive indices of both materials are less than 1.77, the Abbe number is more than 45; another slightly negative meniscus and a biconcave lens in a glued lens are made of third-grade glass with a refractive index of more than 1.6 and an Abbe number of less than 45.
RU2016115311A 2016-04-19 2016-04-19 Lens teleocentric in space of subjects RU2623819C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115311A RU2623819C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Lens teleocentric in space of subjects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115311A RU2623819C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Lens teleocentric in space of subjects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2623819C1 true RU2623819C1 (en) 2017-06-29

Family

ID=59312410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115311A RU2623819C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Lens teleocentric in space of subjects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623819C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU25798U1 (en) * 2002-03-06 2002-10-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Telecentric Projection Lens
JP2006030496A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Nidec Copal Corp Telecentric lens
JP2006065141A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Nidec Copal Corp Telecentric lens
US20060114554A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Nikon Corporation Zoom microscope
RU2305857C1 (en) * 2006-05-29 2007-09-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Objective with telecentric ray path

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU25798U1 (en) * 2002-03-06 2002-10-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Telecentric Projection Lens
JP2006030496A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Nidec Copal Corp Telecentric lens
JP2006065141A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Nidec Copal Corp Telecentric lens
US20060114554A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Nikon Corporation Zoom microscope
RU2305857C1 (en) * 2006-05-29 2007-09-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Objective with telecentric ray path

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108873289B (en) Microscope objective optical system and optical device
JP5602577B2 (en) Optical system and optical equipment
CN109143548B (en) Long-working-distance high-resolution object image bilateral telecentric optical system
JP2016523382A (en) Lens for curved sensor system
JP2016110073A (en) Downsized image-formation lens system
CN107589518B (en) Optical lens and laser centering measurement device with same
JP2020106682A (en) Optical system and image capturing device
CN109239892B (en) Fixed-magnification optical image detection system and imaging method thereof
CN107831587A (en) The laser thickness measuring apparatus of imaging lens and the application imaging lens
RU191911U1 (en) Projection Aperture Lens
JP2012008352A (en) Optical element and optical apparatus
RU2623819C1 (en) Lens teleocentric in space of subjects
CN111856735A (en) Objective lens for 40 times biological observation
CN218213592U (en) Industrial lens and near-to-eye display system detection device
CN115248496B (en) High-definition optical lens and high-performance laser radar
CN113433678B (en) Optical path structure of dispersion objective lens
CN207601409U (en) The laser thickness measuring apparatus of imaging lens and the application imaging lens
RU2415451C1 (en) Reflector lens
CN115639663B (en) Double telecentric lens
CN218158518U (en) Near-object-distance optical imaging lens
CN114355585B (en) Object space telecentric lens suitable for curved object plane
RU2581435C1 (en) Objective lens for inspecting holes
CN217846758U (en) Dispersive lens group with large axial chromatic aberration
CN220121075U (en) Wide-range spectrum confocal lens
CN216207046U (en) Infrared prime lens

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180605

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190420