RU2726261C1 - High-output lens - Google Patents

High-output lens Download PDF

Info

Publication number
RU2726261C1
RU2726261C1 RU2019127604A RU2019127604A RU2726261C1 RU 2726261 C1 RU2726261 C1 RU 2726261C1 RU 2019127604 A RU2019127604 A RU 2019127604A RU 2019127604 A RU2019127604 A RU 2019127604A RU 2726261 C1 RU2726261 C1 RU 2726261C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
lens
curvature
radius
biconvex
Prior art date
Application number
RU2019127604A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Щеглов
Светлана Николаевна Зубок
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ
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 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ
Priority to RU2019127604A priority Critical patent/RU2726261C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726261C1 publication Critical patent/RU2726261C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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 -
    • G02B9/60Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: optics.SUBSTANCE: lens can be used in optical systems operating in both visible and infrared spectral ranges, particularly in television cameras operating with a receiving matrix. fast lens consists of four components. First component is made of single biconvex and biconcave lenses, second component is a single biconvex lens, third component is glued from biconvex and biconcave lenses, The fourth component is the single meniscus whose concave surface faces the image and whose radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface. Following ratios are met: |R| = |R|; |R| = |R| = |R|; |R| < |R|, where Ri is radius of curvature of i-spherical optical surface along beam path.EFFECT: technical result is increase of relative opening and increase of spectral range of working wavelengths with high quality of image.1 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, работающих, как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах спектра, в частности в телекамерах, работающих с приемной матрицей.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems operating both in the visible and in the infrared ranges of the spectrum, in particular in cameras operating with a receiving matrix.

Известен светосильный объектив, описанный в патенте RU №2351967, МПК G02B 9/60, 11/30, 13/14, опубл. 10.04.2009 г., состоящий по ходу лучей из четырех компонентов. Первый компонент - положительный и выполнен из одиночных двояковыпуклой и вогнутоплоской линз. Второй - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к изображению. Третий - положительный, склеенный из двояковыпуклой и вогнутоплоской линз. Четвертый - обращенный вогнутостью к изображению положительный мениск, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности. В первом компоненте радиус кривизны второй поверхности двояковыпуклой линзы по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности отрицательной линзы, а радиус кривизны выпуклой поверхности мениска второго компонента равен радиусу кривизны первой поверхности отрицательной линзы первого компонента. Каждая двояковыпуклая линза первого и третьего компонентов симметричная и выполнена из одного материала. Однако данный светосильный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:1,1 и недостаточно большой спектральный диапазон рабочих длин волн от 650 нм до 900 нм.Known fast lens described in patent RU No. 2351967, IPC G02B 9/60, 11/30, 13/14, publ. 04/10/2009, consisting of four components along the rays. The first component is positive and is made of single biconvex and concave flat lenses. The second is a single positive meniscus with a convex surface facing the image. The third is positive, glued from a biconvex and concave plane lenses. The fourth is the positive meniscus turned by the concavity to the image, in which the radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface. In the first component, the radius of curvature of the second surface of the biconvex lens is larger in magnitude than the radius of curvature of the first surface of the negative lens, and the radius of curvature of the convex surface of the meniscus of the second component is equal to the radius of curvature of the first surface of the negative lens of the first component. Each biconvex lens of the first and third components is symmetrical and made of one material. However, this aperture lens has an insufficient relative aperture of 1: 1.1 and an insufficiently large spectral range of working wavelengths from 650 nm to 900 nm.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является светосильный объектив, описанный в патенте RU №2396581, МПК G02B 9/60, 13/14, опубл. 10.08.2010 г., состоящий из четырех компонентов. Первый компонент выполнен из одиночных двояковыпуклой и вогнутоплоской линз, второй - одиночная плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к предмету, третий - положительный, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертый - обращенный вогнутостью к изображению положительный мениск, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности. В первом компоненте радиус кривизны второй поверхности двояковыпуклой линзы по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности вогнутоплоской линзы. Каждая двояковыпуклая линза выполнена симметричной. Показатель преломления четвертого компонента более 1,64 и менее 1,9 для линии е, показатель преломления двояковыпуклой линзы третьего компонента более 1,56 и менее 1,63 для линии е и менее показателя преломления двояковыпуклой линзы первого компонента. Выполняется условие:The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens described in patent RU No. 2396581, IPC G02B 9/60, 13/14, publ. 08/10/2010, consisting of four components. The first component is made of single biconvex and concave flat lenses, the second is a single flat-convex lens facing the object with a plane, the third is positive, glued from a biconvex and biconcave lens, the fourth is a positive meniscus that has a concavity to the image, the radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature concave surface. In the first component, the radius of curvature of the second surface of the biconvex lens is larger in magnitude than the radius of curvature of the first surface of the concave lens. Each biconvex lens is symmetrical. The refractive index of the fourth component is more than 1.64 and less than 1.9 for the line e, the refractive index of the biconvex lens of the third component is more than 1.56 and less than 1.63 for the line e and less than the refractive index of the biconvex lens of the first component. The condition is satisfied:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:

Figure 00000002
- фокусное расстояние объектива;Where:
Figure 00000002
- focal length of the lens;

d4 - расстояние между первым и вторым компонентами.d 4 - the distance between the first and second components.

Однако данный светосильный объектив имеет недостаточное относительное отверстие 1:1,08 и недостаточно большой спектральный диапазон рабочих длин волн от 650 нм до 900 нм.However, this aperture lens has an insufficient relative aperture of 1: 1.08 and an insufficiently large spectral range of working wavelengths from 650 nm to 900 nm.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.The objective of the invention is the creation of a fast lens with enhanced performance with high image quality.

Технический результат - повышение относительного отверстия и увеличение спектрального диапазона рабочих длин волн при высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the relative aperture and an increase in the spectral range of the working wavelengths with high image quality.

Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из четырех компонентов, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночных двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент - склеенный из двояковыпуклой и отрицательной линз, четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению одиночный мениск, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности, причем, двояковыпуклая линза третьего компонента выполнена симметричной, в отличие от известного, отрицательная линза первого компонента выполнена двояковогнутой, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, отрицательная линза третьего компонента выполнена двояковогнутой и имеют место условия:This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of four components, the first of which is made of single biconvex and negative lenses along the rays, the second component is a single positive lens, the third component is glued from biconvex and negative lenses, and the fourth component is concave the image is a single meniscus whose radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface, moreover, the biconvex lens of the third component is symmetrical, in contrast to the known one, the negative lens of the first component is biconcave, the second component is made in the form of a biconvex lens, the negative lens of the third component made biconcave and conditions are:

|R1|=|R3|; |R2|=|R5|=|R9|; |R1|<|R2|,| R 1 | = | R 3 |; | R 2 | = | R 5 | = | R 9 |; | R 1 | <| R 2 |,

где: Ri - радиус кривизны i - сферической оптической поверхности по ходу лучей.where: Ri is the radius of curvature of i - a spherical optical surface along the rays.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного светосильного объектива. Светосильный объектив состоит из шести линз в четырех компонентах. Первый компонент по ходу лучей состоит из одиночных двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2. Второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы 3. Третий компонент - склеенный из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы 5. Двояковыпуклая линза 4 выполнена симметричной с равными по модулю радиусами кривизны обеих поверхностей |R7|=|R8|. Четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению одиночный мениск 6, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности R10 больше радиуса кривизны R11 вогнутой поверхности. За мениском 6 расположен светофильтр 7, а за ним - плоскопараллельная пластина 8, которая может быть защитным стеклом. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 3 мм перед линзой 3, но может находиться и в другом месте.The drawing shows an optical diagram of the proposed aperture lens. A fast lens consists of six lenses in four components. The first component along the rays consists of a single biconvex lens 1 and a biconcave lens 2. The second component is made in the form of a biconvex lens 3. The third component is glued from a biconvex lens 4 and a biconcave lens 5. The biconvex lens 4 is symmetrical with equal curvature radii of both surfaces | R 7 | = | R 8 |. The fourth component is a single meniscus 6 turned by a concavity to the image, in which the radius of curvature of the convex surface R 10 is greater than the radius of curvature R 11 of the concave surface. Behind the meniscus 6 is a light filter 7, and behind it is a plane-parallel plate 8, which can be a protective glass. The aperture diaphragm is located at a distance of 3 mm in front of the lens 3, but can be located in another place.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6, светофильтр 7 и плоскопараллельную пластину 8 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан). В соответствии с предложенным решением рассчитана конструкция светосильного объектива, исправленного в спектральном диапазоне от 650 до 1000 нм для основной длины волны 766,49 нм.The proposed optical system works like a lens collecting from infinity. The luminous flux from an object located at infinity falls into the lens, where the light filter 7 and plane-parallel plate 8 pass through the lenses 1, 2, 3, 4, 5, 6 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver is installed (not shown). In accordance with the proposed solution, the design of the fast lens was calculated, corrected in the spectral range from 650 to 1000 nm for the main wavelength of 766.49 nm.

В табл. 1 приведены аберрации для длины волны 766,49 нм предложенного светосильного объектива.In the table. 1 shows aberrations for a wavelength of 766.49 nm of the proposed aperture lens.

Figure 00000003
Figure 00000003

Конструктивные параметры предложенного светосильного объектива приведены в таблице 2.The design parameters of the proposed aperture lens are shown in table 2.

Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:

фокусное расстояниеfocal length 67,09 мм67.09 mm задний фокальный отрезокback focal length 4,865 мм4.865 mm относительное отверстиеrelative hole 1: 0,991: 0.99 угловое поле в пространстве предметовangular field in the space of objects 5 град. 13 мин.5 deg. 13 minutes

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с повышенным относительным отверстием 1:0,99, работающий в спектральном диапазоне от 650 нм до 1000 нм.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a fast lens with an increased relative aperture of 1: 0.99 is created, operating in the spectral range from 650 nm to 1000 nm.

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (5)

Светосильный объектив, состоящий из четырех компонентов, первый из которых по ходу лучей выполнен из одиночных двояковыпуклой и отрицательной линз, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент - склеенный из двояковыпуклой и отрицательной линз, четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению одиночный мениск, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности, причем двояковыпуклая линза третьего компонента выполнена симметричной, отличающийся тем, что отрицательная линза первого компонента выполнена двояковогнутой, второй компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, отрицательная линза третьего компонента выполнена двояковогнутой и имеют место условия:A fast lens consisting of four components, the first of which is made of single biconvex and negative lenses along the rays, the second component is a single positive lens, the third component is glued from biconvex and negative lenses, and the fourth component is a single meniscus that is concave to the image, whose radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface, and the biconvex lens of the third component is symmetrical, characterized in that the negative lens of the first component is biconcave, the second component is made in the form of a biconvex lens, the negative lens of the third component is biconcave and the following conditions are met: |R1|=|R3|| R 1 | = | R 3 | |R2|=|R5|=|R9|;| R 2 | = | R 5 | = | R 9 |; |R1|<|R2|| R 1 | <| R 2 | где Ri - радиус кривизны i-сферической оптической поверхности по ходу лучей.where Ri is the radius of curvature of the i-spherical optical surface along the rays.
RU2019127604A 2019-09-02 2019-09-02 High-output lens RU2726261C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127604A RU2726261C1 (en) 2019-09-02 2019-09-02 High-output lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127604A RU2726261C1 (en) 2019-09-02 2019-09-02 High-output lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726261C1 true RU2726261C1 (en) 2020-07-10

Family

ID=71510037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127604A RU2726261C1 (en) 2019-09-02 2019-09-02 High-output lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726261C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3033126A1 (en) * 1980-09-03 1982-04-01 Will Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar Large-aperture projection objective - has four single lenses followed by thick single or cemented meniscus for correction
US5546228A (en) * 1994-02-18 1996-08-13 Nikon Corporation Re-imaging optical system
RU2351967C1 (en) * 2007-08-15 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Fast lens
RU2396581C1 (en) * 2009-06-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3033126A1 (en) * 1980-09-03 1982-04-01 Will Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar Large-aperture projection objective - has four single lenses followed by thick single or cemented meniscus for correction
US5546228A (en) * 1994-02-18 1996-08-13 Nikon Corporation Re-imaging optical system
RU2351967C1 (en) * 2007-08-15 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Fast lens
RU2396581C1 (en) * 2009-06-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611100C1 (en) High-aperture lens
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2723338C1 (en) Fast lens
RU2411555C1 (en) Large-aperture lens
RU2630194C1 (en) Large-aperture lens
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2384869C1 (en) Large-aperture lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU2676554C1 (en) Wide angle lens
RU2586273C1 (en) High-aperture lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2547005C1 (en) Apochromatic lens
RU2545465C1 (en) Large-aperture lens
RU2726263C1 (en) High-output lens
RU2744091C1 (en) High-aperture lens
RU2737029C1 (en) Large aperture lens
RU2753179C1 (en) High-speed lens
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU2331909C1 (en) Objective lens for closer infrared spectrum
RU204540U1 (en) LENS
RU2304795C1 (en) Objective
RU2759050C1 (en) Doublet-objective lens