RU2633445C1

RU2633445C1 - Two-lens objective

Info

Publication number: RU2633445C1
Application number: RU2016131383A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Щеглов; Светлана Николаевна Зубок
Original assignee: Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-10-12

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention can be used both in devices of a visible range of a spectrum, and in IR-systems. The two-lens objective consists of the glued negative meniscus, which is located along the rays, facing with convexity to the object, and a biconvex lens. The radii of the outer spherical optical surfaces of the negative meniscus and biconvex lens are equal in absolute value. There is a plane-parallel plate behind the biconvex lens, which can also be made in the form of a light filter.

EFFECT: increased relative aperture and increased angular field in object space at high technology and high image quality.

1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, как в приборах видимого диапазона спектра, так и в ИК-системах.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, both in devices in the visible range of the spectrum and in IR systems.

Известен двухлинзовый склеенный объектив, описанный в книге «Прикладная оптика», И.А. Турыгин, Москва, «Машиностроение», 1966 г., стр. 423. Он состоит по ходу лучей из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Объектив имеет невысокое относительное отверстие 1:6,3; небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных и рабочих пробных стекол для каждой оптической поверхности.Known two-lens bonded lens described in the book "Applied Optics", I.A. Turygin, Moscow, “Mechanical Engineering”, 1966, p. 423. It consists along the rays of a glued biconvex lens and a negative meniscus convex to the image. The lens has a low relative aperture of 1: 6.3; a small angular field in the space of objects 2W = 12 degrees and lack of manufacturability, because The use of different reference and working test glasses for each optical surface is required.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте РФ №2316795, МПК G02B 9/10, публ. 2008 г., второй вариант выполнения, состоящий из расположенных по ходу лучей склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого отношение первого по ходу лучей радиуса менисковой линзы ко второму ее радиусу менее 0,8, причем радиусы двояковыпуклой линзы равны по модулю и имеют место соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a two-lens lens described in RF patent No. 2316795, IPC G02B 9/10, publ. 2008, the second embodiment, consisting of glued biconvex lenses located along the rays and a negative meniscus convex to the image, in which the ratio of the first meniscus lens radius to its second radius is less than 0.8, and the biconvex lens radii are equal modulo and there are relations:

1,46<n₁<1,63;1.46 <n ₁ <1.63;

1,66<n₂<1,78;1.66 <n ₂ <1.78;

где: n₁, n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей. У данного двухлинзового объектива невысокое относительное отверстие 1:6,9 и небольшое угловое поле в пространстве предметов 2W=12 град.where: n ₁ , n ₂ are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays. This two-lens lens has a low relative aperture of 1: 6.9 and a small angular field in the space of objects 2W = 12 degrees.

Задачей заявляемого изобретения является создание двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками и технологичностью.The task of the invention is the creation of a dual lens with enhanced performance and manufacturability.

Технический результат - повышение относительного отверстия и увеличение углового поля в пространстве предметов при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the relative aperture and an increase in the angular field in the space of objects with increased manufacturability and high image quality.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из склеенных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, в отличие от известного первой линзой по ходу лучей расположен отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а вторая линза по ходу лучей выполнена двояковыпуклой, кроме того, радиусы внешних оптических сферических поверхностей отрицательного мениска и двояковыпуклой линзы равны по модулю.This is achieved by the fact that in the two-lens lens, consisting of a glued biconvex lens and a negative meniscus, in contrast to the first lens known along the rays, there is a negative meniscus convex to the object, and the second lens is biconvex along the rays, in addition, the external radii the optical spherical surfaces of the negative meniscus and the biconvex lens are equal in magnitude.

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

Двухлинзовый объектив (см. чертеж) состоит из расположенных по ходу лучей склеенных отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы 2. Радиусы внешних сферических оптических поверхностей линзы 1 и линзы 2 равны по модулю. За линзой 2 расположена плоскопараллельная пластина 3, которая может быть также выполнена и в виде светофильтра.A two-lens lens (see drawing) consists of glued negative meniscus 1 located along the rays convex to the object and a biconvex lens 2. The radii of the outer spherical optical surfaces of lens 1 and lens 2 are equal in magnitude. Behind the lens 2 is a plane-parallel plate 3, which can also be made in the form of a filter.

Двухлинзовый объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в двухлинзовый объектив, где проходит через линзы 1, 2 и плоскопараллельную пластину 3 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The two-lens lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the two-lens lens, where it passes through lenses 1, 2 and plane-parallel plate 3 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver is installed (not shown) .

В соответствии с предложенным решением рассчитан двухлинзовый объектив. Двухлинзовый объектив исправлен для λ=546 нм и ахроматизован для длин волн 480 нм и 660 нм. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей или в оборачивающей оптической системе телескопической оптической системы типа Кеплера.In accordance with the proposed solution, a two-lens lens is designed. The two-lens lens is corrected for λ = 546 nm and achromatized for wavelengths of 480 nm and 660 nm. A dual lens can work as a collimator, i.e. in the reverse path of the rays or in the wrapping optical system of a Kepler-type telescopic optical system.

Входной зрачок в двухлинзовом объективе совпадает с первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.The entrance pupil in the two-lens lens coincides with the first optical surface, but may be in another place.

Характеристики рассчитанного двухлинзового объектива:Characteristics of the calculated dual lens:

фокусное расстояниеfocal length 102,07 мм102.07 mm относительное отверстиеrelative hole 1:3,881: 3.88 угловое поле в пространстве предметовangular field in the space of objects 13 град13 deg

Двухлинзовый объектив имеет следующие аберрации для λ=546 нм:The dual lens lens has the following aberrations for λ = 546 nm:

- поперечная сферическая аберрация- transverse spherical aberration для точки на осиfor a point on the axis не более - 0,0262 ммno more - 0,0262 mm - поперечная аберрация широкого наклонного- transverse aberration of wide inclined пучка в меридиональном сечении для поляbeam in the meridional section for the field зрения 2W=13 градview 2W = 13 degrees не более - 0,948 ммno more - 0,948 mm - поперечная аберрация широкого наклонного- transverse aberration of wide inclined пучка в сагиттальном сечении для поляbeam in a sagittal section for the field зрения 2W=13 градview 2W = 13 degrees не более - 0,107 ммno more - 0,107 mm - меридиональный астигматический- meridional astigmatic отрезок Х_м для поля зренияsegment X _m for the field of view 2W=13 град2W = 13 deg не более - 0,978 ммno more - 0,978 mm - сагиттальный астигматический отрезок X_s - sagittal astigmatic segment X _s для поля зрения 2W=13 град.for the field of view 2W = 13 deg. не более - 1,951 ммno more - 1,951 mm - дисторсия для поля зрения- distortion for the field of view 2W=13 град2W = 13 deg не более - 0,091%no more - 0,091%

Конструктивные параметры двухлинзового объектива приведены в таблице 1.The design parameters of the dual lens are shown in table 1.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с повышенным относительным отверстием, увеличенным угловым полем в пространстве предметов и с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a two-lens lens with a higher relative aperture, an increased angular field in the space of objects and with high adaptability with high image quality is created.

Claims

A two-lens lens consisting of a glued biconvex lens and a negative meniscus, characterized in that the first lens has a negative meniscus convex to the object along the rays, and the second lens is biconvex along the rays, in addition, the radii of the external optical spherical surfaces of the negative meniscus and biconvex lenses are equal in magnitude.