RU47534U1 - APOCHROMATIC LENS - Google Patents
APOCHROMATIC LENS Download PDFInfo
- Publication number
- RU47534U1 RU47534U1 RU2005102572/22U RU2005102572U RU47534U1 RU 47534 U1 RU47534 U1 RU 47534U1 RU 2005102572/22 U RU2005102572/22 U RU 2005102572/22U RU 2005102572 U RU2005102572 U RU 2005102572U RU 47534 U1 RU47534 U1 RU 47534U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- lenses
- frames
- frame
- sealant
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
Использование: в оптическом приборостроении, а также при конструировании объективов-апохроматов для астрономических систем, зрительных труб, длиннофокусных объективов, работающих в широкой спектральной области, коллиматорах. Задача: повышение качества изображения за счет устранения децентрировок линз при их установке в корпусе объектива и сохранение высокого качества изображения в процессе эксплуатации. Сущность: в апохроматическом объективе, содержащем цилиндрический корпус, внутри которого размещены последовательно расположенные три закрепленные в оправах с помощью герметика линзы, из которых первая и третья линзы выполнены в виде менисков с отрицательными оптическими силами, а вторая линза - двояковыпуклая с положительной оптической силой, центр второй сферической поверхности первой линзы и центр первой сферической поверхности второй линзы совмещены, при этом оправа средней линзы дополнена двумя штифтами, которые заходят в отверстия, выполненные на оправах первой и третьей линз через 45° и заполненные клеем, а первая и вторая, вторая и третья оправы линз соединены между собой винтами, отверстия под которые выполнены также через 45°, кроме того, внутренний диаметр корпуса объектива больше наружных диаметров оправ второй и третьей линз, при этом герметик для крепления линз залит в радиальные отверстия, выполненные в оправах.Usage: in optical instrumentation, as well as in the design of apochrome lenses for astronomical systems, telescopes, telephoto lenses operating in a wide spectral region, collimators. Objective: improving the quality of the image by eliminating the decentration of the lenses when they are installed in the lens housing and maintaining high image quality during operation. SUBSTANCE: in an apochromatic lens containing a cylindrical body, inside of which are placed three sequentially mounted lenses fixed in frames with a sealant, of which the first and third lenses are made in the form of menisci with negative optical powers, and the second lens is biconvex with positive optical power, center the second spherical surface of the first lens and the center of the first spherical surface of the second lens are aligned, while the frame of the middle lens is supplemented by two pins that go into the hole They were made on the frames of the first and third lenses through 45 ° and filled with glue, and the first and second, second and third lens frames are interconnected by screws, the holes for which are also made through 45 °, in addition, the inner diameter of the lens body is larger than the outer diameters frames of the second and third lenses, while the sealant for attaching the lenses is poured into the radial holes made in the frames.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при конструировании объективов-апохроматов для астрономических систем, зрительных труб, длиннофокусных объективов, работающих в широкой спектральной области, коллиматорах.The proposed utility model relates to optical instrumentation and can be used in the design of apochrome lenses for astronomical systems, telescopes, telephoto lenses operating in a wide spectral region, collimators.
Известны устройства для закрепления линз в оправах, в которых между линзами и оправой предусмотрен зазор и средства для юстировки линз.Known devices for fixing lenses in frames in which a gap is provided between the lenses and the frame and means for aligning the lenses.
В оправах выполнены отверстия, расположенные напротив линз равномерно по окружности, в количестве не менее трех на каждую линзу, в которых установлены упругие цилиндрические вкладыши, одним концом прикрепленные к линзе. При этом пространство над упругими цилиндрическими вкладышами в отверстиях заполнено клеем [1].Holes are made in the frames, located opposite the lenses uniformly around the circumference, in an amount of at least three for each lens, in which elastic cylindrical liners are mounted, one end attached to the lens. Moreover, the space above the elastic cylindrical inserts in the holes is filled with glue [1].
Недостатком такого устройства является, во-первых, высокие технологические затраты и, во-вторых, самое главное, оправы не обеспечивают высокой центрировки при их установке в цилиндрический корпус (оправу) объектива.The disadvantage of this device is, firstly, the high technological costs and, secondly, most importantly, the frames do not provide high centering when installed in a cylindrical body (frame) of the lens.
В процессе зажимания оправ линз в корпусе с помощью резьбового кольца происходит децентрировка средней, наиболее чувствительной линзы, в зазорах между оправой и корпусом объектива.In the process of clamping the lens frames in the body using a threaded ring, the middle, most sensitive lens is decentered in the gaps between the frame and the lens body.
Известны устройства для закрепления линз в оправах, в которых между линзой и оправой в зазоре установлены изогнутые пружины [2].Known devices for fixing lenses in frames in which curved springs are installed between the lens and the frame in the gap [2].
Недостатками этого устройства являются: увеличенные наружный диаметр и масса, снижение качества изображения за счет механического давления пружин на линзы.The disadvantages of this device are: increased outer diameter and mass, reduced image quality due to the mechanical pressure of the springs on the lenses.
Как и в предыдущем устройстве конструкция оправы не гарантирует высокой центрировки средней линзы при их установке в цилиндрический корпус объектива.As in the previous device, the frame design does not guarantee high centering of the middle lens when they are installed in the cylindrical lens body.
Известная конструкция объектива [3], которая содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещены три линзы, средняя двояковыпуклая линза имеет радиусы поверхностей равные радиусам внутренних поверхностей наружных линз. Все три линзы связаны между собой.The known design of the lens [3], which contains a cylindrical body inside which three lenses are placed, the middle biconvex lens has radii of surfaces equal to the radii of the inner surfaces of the outer lenses. All three lenses are interconnected.
Такое соединение линз, хотя и снижает требование к точности изготовления поверхностей линз, ограничиваемых иммерсионными слоями, но делает качество изображения крайне неустойчивым в условиях эксплуатации с перепадами температур.Such a combination of lenses, although it reduces the requirement for precision manufacturing of lens surfaces limited by immersion layers, but makes image quality extremely unstable under operating conditions with temperature extremes.
Перепады температур приводят также к вытеканию иммерсионной жидкости и требуют усложненной конструкции оправ объектива.Temperature differences also lead to leakage of immersion fluid and require a complicated design of the lens barrel.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является апохроматический объектив [4], содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены три линзы, каждая из которых установлена в свою оправу.The closest technical solution to the claimed utility model is an apochromatic lens [4] containing a cylindrical body, inside which three lenses are placed, each of which is mounted in its frame.
Опорный торец оправы средней линзы установлен своей кромкой на сферический опорный торец соседней линзы. При поджимании зажимным кольцом оправ линз в цилиндрическом корпусе объектива, средняя линза из-за зазоров между оправой и корпусом поворачивается по сферической поверхности опорного торца. Соответствующий выбор радиуса R сферической поверхности исключает возникновение комы на оптической оси из-за поворота средней линзы.The support end of the middle lens barrel is mounted with its edge on the spherical support end of the adjacent lens. When pressing the clamping ring of the lens frames in the cylindrical lens body, the middle lens rotates along the spherical surface of the support end due to gaps between the frame and the body. A suitable choice of the radius R of the spherical surface eliminates the occurrence of a coma on the optical axis due to the rotation of the middle lens.
Выполнение на цилиндрической поверхности корпуса пазов позволяет в процессе сборки поворачивать оправы линз вокруг оси объектива с целью компенсации астигматических отклонений оптических поверхностей линз.Performing grooves on the cylindrical surface of the housing allows you to rotate the lens frames around the axis of the lens during the assembly process to compensate for astigmatic deviations of the optical surfaces of the lenses.
Зазоры между линзами и внутренними поверхностями оправ выполнены в пределах 0,1-0,15 мм и равномерно по диаметру линзы заполнены герметиком.The gaps between the lenses and the inner surfaces of the frames are made in the range of 0.1-0.15 mm and are uniformly filled with sealant along the diameter of the lens.
Недостатком конструкции этого объектива является то, что не предусмотрена коррекция погрешностей центрировки линз при их изготовлении и установке в оправы, а также не сохраняется положение оправ с линзами в корпусе объектива из-за наличия зазора между оправами и внутренним диаметром корпуса, что может привести к ухудшению качества объектива в процессе эксплуатации.The disadvantage of this lens design is that it does not provide for correction of lens alignment errors during their manufacture and installation in the frames, and the position of the frames with lenses in the lens body is not maintained due to the gap between the frames and the inner diameter of the body, which can lead to deterioration lens quality during operation.
Слой клея между линзой и внутренней поверхностью оправы выполнен 0,1-0,15 мм, при разности коэффициентов линейного расширения линзы и оправы, при изменении температуры может вызывать деформацию поверхности линзы, что приводит к ухудшению качества изображения.The adhesive layer between the lens and the inner surface of the frame is 0.1-0.15 mm, with a difference in the coefficients of linear expansion of the lens and the frame, when the temperature changes, it can cause deformation of the surface of the lens, which leads to poor image quality.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества изображения за счет устранения децентрировок линз при их установке в корпусе объектива и сохранение высокого качества изображения в процессе эксплуатации.The main task, which the utility model is aimed at, is to improve image quality by eliminating de-alignment of lenses when they are installed in the lens body and maintaining high image quality during operation.
Для решения поставленной задачи предлагается апохроматический объектив, который, как и прототип, содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещены последовательно расположенные три закрепленные в оправах с помощью герметика линзы, из которых первая и третья линзы выполнены в виде менисков с отрицательными оптическими силами, а вторая линза - двояковыпуклая с положительной оптической силой.To solve this problem, an apochromatic lens is proposed, which, like the prototype, contains a cylindrical body, inside of which are placed three sequentially mounted lenses fixed in frames with sealant, of which the first and third lenses are made in the form of menisci with negative optical forces, and the second lens - biconvex with positive optical power.
В отличие от прототипа центр второй сферической поверхности первой линзы и центр первой сферической поверхности второй линзы совмещены, при этом оправа средней линзы дополнена двумя штифтами, которые заходят в отверстия, выполненные на оправах первой и третьей линз через 45° и заполненные клеем, а первая и вторая, вторая и третья Unlike the prototype, the center of the second spherical surface of the first lens and the center of the first spherical surface of the second lens are aligned, while the center of the middle lens is supplemented by two pins that go into the holes made on the frames of the first and third lenses through 45 ° and filled with glue, and the first and second, second and third
оправы линз соединены между собой винтами, отверстия под которые выполнены также через 45°, кроме того, внутренний диаметр корпуса объектива больше наружных диаметров оправ второй и третьей линз, при этом герметик для крепления линз залит в радиальные отверстия, выполненные в оправах.the lens frames are interconnected by screws, the holes for which are also made through 45 °, in addition, the inner diameter of the lens body is larger than the outer diameters of the second and third lens frames, while the sealant for attaching the lenses is poured into the radial holes made in the frames.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что предлагаемая конструкция объектива позволяет юстировать положение всех трех линз относительно друг друга в процессе изготовления и надежно соединять их после юстировки, что исключает смещение линз в процессе эксплуатации и ухудшение качества изображения.The essence of the proposed utility model lies in the fact that the proposed lens design allows you to align the position of all three lenses relative to each other during the manufacturing process and reliably connect them after alignment, which eliminates lens displacement during operation and image quality deterioration.
Крепление линз в оправах герметиком через радиальные отверстия, без попадания последнего в зазор между оправой и линзой, исключает деформацию поверхностей линзы при изменении температуры объектива.Mounting the lenses in the frames with sealant through the radial holes, without falling into the gap between the frame and the lens, eliminates the deformation of the lens surfaces when the temperature of the lens changes.
Выполнение отверстий под винты и штифты, расположенные через 45°, позволяет разворачивать линзы вокруг оптической оси для уменьшения астигматизма.The holes for the screws and pins located through 45 °, allows you to turn the lens around the optical axis to reduce astigmatism.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленную задачу.Thus, the combination of the above features allows us to solve the problem.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - апохроматический объектив - крепление линз в оправах, на фиг.2 - апохроматический объектив - крепление оправ между собой винтами, на фиг.3 - изображена штифтовка оправ между собой.The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 - an apochromatic lens - mount lenses in frames, Fig. 2 - an apochromatic lens - mount frames with screws, and Fig. 3 - shows the bracing of frames between them.
Линзы апохроматического объектива 1 (фиг.1) вклеены в оправу 2 с помощью герметика УТ-34, которыми заполнены восемь отверстий 3, выполненных в оправе 2. При заполнении отверстий 3 герметиком не допускается его попадание в зазор между линзой и ее оправой.The lenses of the apochromatic lens 1 (Fig. 1) are glued into the frame 2 using the sealant UT-34, which fills eight holes 3 made in the frame 2. When filling the holes 3 with sealant, it is not allowed to enter the gap between the lens and its frame.
Крепление всех трех линз в оправах выполнено аналогично.The fastening of all three lenses in the frames is similar.
Оправа первой линзы 2 (фиг.2) соединяется после юстировки с оправой второй линзы 4 с помощью винтов 5. Оправа третьей линзы 6 соединяется после юстировки с оправой второй линзы 4 винтами 7.The frame of the first lens 2 (figure 2) is connected after adjustment with the frame of the second lens 4 using screws 5. The frame of the third lens 6 is connected after adjustment with the frame of the second lens 4 with screws 7.
В оправу второй линзы 4 запрессованы два штифта 8 (фиг.3), концы которых входят в отверстия в оправах 2 и 3. После юстировки объектива отверстия заполняются эпоксидным клеем ЭД-6-8.Two pins 8 are pressed into the frame of the second lens 4 (FIG. 3), the ends of which enter the holes in the frames 2 and 3. After adjusting the lens, the holes are filled with ED-6-8 epoxy glue.
Для возможности разворота линз относительно друг друга вокруг оптической оси отверстия под винты в оправах выполнены через 45°.In order to be able to rotate the lenses relative to each other around the optical axis, the holes for the screws in the frames are made through 45 °.
Для юстировки промежутка между второй и третьей линзами предусмотрено кольцо 9 (фиг.2), толщина которого подгоняется при юстировке объектива.To adjust the gap between the second and third lenses, a ring 9 is provided (Fig. 2), the thickness of which is adjusted when adjusting the lens.
Корпус объектива 10 крепится на резьбе к оправе первой линзы, выполняет чисто декоративные функции, т.к. его внутренний диаметр больше диаметра оправ 2 и 4.The lens housing 10 is mounted on a thread to the frame of the first lens, performs purely decorative functions, because its inner diameter is greater than the diameter of the frames 2 and 4.
Для крепления объектива к прибору служит опорный фланец 11, соединенный на резьбе с оправой третьей линзы 6.To mount the lens to the device, a support flange 11 is used, connected on the thread to the frame of the third lens 6.
Работа апохроматического объектива осуществляется следующим образом.The operation of the apochromatic lens is as follows.
При юстировке объектива после вклеивания линз в оправы торцы А и Б оправ первой 2 и второй 4 линз обрабатываются таким образом, чтобы обеспечить расстояние между линзами, равное разности радиусов второй поверхности первой линзы и первой поверхности второй линзы.When adjusting the lens after gluing the lenses into the frames, the ends A and B of the frames of the first 2 and second 4 lenses are processed in such a way as to ensure a distance between the lenses equal to the difference between the radii of the second surface of the first lens and the first surface of the second lens.
Первая 2 и вторая 4 линзы, установленные в оправах, соединенные винтами 5, устанавливаются на интерферометр типа ИКД 110 (изготовитель ОАО «ЛОМО») так, чтобы из центра кривизны поверхностей В и Г наблюдалась интерференционная картина, образованная волновыми фронтами, отраженными от поверхностей В и Г.The first 2 and second 4 lenses mounted in frames, connected by screws 5, are mounted on an ICD 110 type interferometer (manufactured by LOMO OJSC) so that an interference pattern formed by wave fronts reflected from surfaces B is observed from the center of curvature of surfaces B and D and G.
Смещая линзы друг относительно друга поперек оптической оси и, при необходимости, разворачивая линзы вокруг оптической оси, добиваются равномерного зазора между линзами, т.е. отсутствие (или минимального количества) полос на интерференционной картине. Одна полоса на интерференционной картине соответствует разности расстояния By shifting the lenses relative to each other across the optical axis and, if necessary, turning the lens around the optical axis, they achieve a uniform gap between the lenses, i.e. the absence (or minimum) of bands in the interference pattern. One band in the interference pattern corresponds to the distance difference
между линзами с двух сторон ее диаметра 0,3 мкм (при использовании в лазере излучения с длиной волны λ=0,6 мкм).between the lenses on both sides of its diameter of 0.3 μm (when using radiation with a wavelength of λ = 0.6 μm in a laser).
После юстировки затягиваются винты 5 и отверстия «Д» (фиг.3) заливаются клеем.After the adjustment, the screws 5 are tightened and the holes “D” (Fig. 3) are filled with glue.
Далее к первым двум линзам винтами 7 (фиг.2) приворачивается третья линза в оправе 6 через промежуточное кольцо 9. Перемещая линзу с оправой 6 поперек оптической оси, разворачивая ее вокруг оптической оси и изменяя толщину промежуточного кольца 9, добиваются требуемого качества изображения, после чего затягивают винты 7 и отверстие Е (фиг.3) заливают клеем.Next, the third lens in the frame 6 is screwed to the first two lenses with screws 7 (figure 2) through the intermediate ring 9. Moving the lens with the frame 6 across the optical axis, turning it around the optical axis and changing the thickness of the intermediate ring 9, achieve the desired image quality, after which tighten the screws 7 and the hole E (figure 3) is filled with glue.
Установка наружного корпуса 10 и опорного фланца 11 не изменяют взаимное расположение линз и, следовательно, не влияет на качество изображения.The installation of the outer housing 10 and the support flange 11 do not change the relative position of the lenses and, therefore, does not affect the image quality.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Российская Федерация, свидетельство на полезную модель №24570, МПК: G 01 В 7/02, 2002 г.1. Russian Federation, utility model certificate No. 24570, IPC: G 01 B 7/02, 2002
2. ЕПВ, заявка №0230277, МПК: G 01 В 7/02, 1994 г.2. EPO, application No. 0230277, IPC: G 01 B 7/02, 1994
3. Германия, патент №3622125, МПК: G 01 В 9/12; G 01 B 1/02, 1987 г.3. Germany, patent No. 3622125, IPC: G 01 B 9/12; G 01 B 1/02, 1987
4. Российская Федерация, патент на полезную модель №32612, МПК: 7 G 02 В 9/12, G 02 В 7/02, 2003 г. - прототип.4. Russian Federation, utility model patent No. 32612, IPC: 7 G 02 B 9/12, G 02 B 7/02, 2003 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102572/22U RU47534U1 (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | APOCHROMATIC LENS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005102572/22U RU47534U1 (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | APOCHROMATIC LENS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU47534U1 true RU47534U1 (en) | 2005-08-27 |
Family
ID=35847324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005102572/22U RU47534U1 (en) | 2005-02-02 | 2005-02-02 | APOCHROMATIC LENS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU47534U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497164C1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Method of adjusting microscope lens and microscope lens |
| WO2016148596A1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for centering lens elements of a stacked objective lens, and lens mounts for implementing same |
-
2005
- 2005-02-02 RU RU2005102572/22U patent/RU47534U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497164C1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Method of adjusting microscope lens and microscope lens |
| WO2016148596A1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for centering lens elements of a stacked objective lens, and lens mounts for implementing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9939604B2 (en) | Optical assembly with translatable centered sleeve | |
| CN201344989Y (en) | An optical lens and lens group | |
| CN109343197A (en) | A kind of adhering method and mirror assembly of mirror assembly | |
| CN208297798U (en) | optical lens and camera module | |
| US20030086184A1 (en) | Cemented lens group | |
| Yoder et al. | Optical mounts: lenses, windows, small mirrors, and prisms | |
| CN110275261A (en) | Optical lens, camera module and its assemble method | |
| RU47534U1 (en) | APOCHROMATIC LENS | |
| Martin et al. | Fabrication of mirrors for the Magellan Telescopes and the Large Binocular Telescope | |
| CN105403154A (en) | Support apparatus capable of realizing active surface shape control of optical element | |
| CN109239858A (en) | A kind of optical fiber collimator docking style single optical rotary joint and installation method | |
| WO2015093349A1 (en) | Lens frame, lens assembly, and method for manufacturing lens assembly | |
| CN110471155B (en) | Lens and manufacturing method thereof | |
| CN116594146A (en) | Laser lens fixing device and fixing method | |
| US8441747B2 (en) | Optical module with minimized overrun of the optical element | |
| JPH03129307A (en) | Optical axis adjusting method for infrared optical system | |
| CN110275263A (en) | Optical lens, camera module and its assemble method | |
| RU32612U1 (en) | Apochromatic lens | |
| JP2015169916A (en) | Lens holding frame, lens unit and interferometer | |
| Guo et al. | Design and certification of a null corrector to test hyperboloid convex mirror | |
| CN208421364U (en) | optical lens and camera module | |
| RU155164U1 (en) | APOCHROMATIC LENS | |
| CN201548200U (en) | Detection lens structure | |
| KR20230112888A (en) | A ring lens that improves assembly and its manufacturing method | |
| CN214844740U (en) | Medical glasses trompil focus calibration anchor clamps |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20180202 |