RU54215U1 - INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE - Google Patents
INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE Download PDFInfo
- Publication number
- RU54215U1 RU54215U1 RU2005125954/22U RU2005125954U RU54215U1 RU 54215 U1 RU54215 U1 RU 54215U1 RU 2005125954/22 U RU2005125954/22 U RU 2005125954/22U RU 2005125954 U RU2005125954 U RU 2005125954U RU 54215 U1 RU54215 U1 RU 54215U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- concave
- convex
- negative
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Использование: В качестве объектива для тепловизионного прибора с плавно изменяющимся полем зрения. Цель: Уменьшение длины объектива и повышение качества изображения во всем интервале изменения фокусного расстояния. Сущность полезной модели: В объективе с плавно изменяющимся фокусным расстоянием, содержащем последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент в виде отрицательной двояковогнутой линзы, подвижный третий компонент в виде отрицательной вогнуто-выпуклой линзы, неподвижные четвертый компонент в виде положительной вогнуто-выпуклой линзы и пятый компонент, состоящий из первой положительной выпукло-вогнутой, второй отрицательной выпукло-вогнутой, третьей отрицательной линз, четвертой линзы и пятой положительной линзы, в пятом компоненте третья линза выполнена двояковогнутой, четвертая - отрицательной выпукло-вогнутой, а пятая - двояковыпуклой, при этом первые поверхности третьей и пятой линз пятого компонента выполнены асферическими. Положительный эффект: Уменьшение габаритов и повышение качества изображения.Usage: As a lens for a thermal imaging device with a continuously changing field of view. Purpose: Reducing the length of the lens and improving image quality over the entire range of the focal length. The essence of the utility model: In a lens with a smoothly varying focal length, containing a successively arranged stationary first component in the form of a positive convex-concave lens, a movable second component in the form of a negative biconcave lens, a movable third component in the form of a negative concave-convex lens, fixed fourth component in in the form of a positive concave-convex lens and the fifth component, consisting of the first positive convex-concave, the second negative convex-concave, the third from a negative lens, a fourth lens, and a fifth positive lens, in the fifth component, the third lens is biconcave, the fourth negative convex-concave, and the fifth biconvex, while the first surfaces of the third and fifth lenses of the fifth component are aspherical. Benefit: Reduced dimensions and improved image quality.
Description
Полезная модель относится к ИК оптическим системам и может быть использована в тепловизорах.The utility model relates to infrared optical systems and can be used in thermal imagers.
Известен инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием (см. патент Великобритании №1 532 096), содержащий последовательно расположенные первый неподвижный компонент, состоящий из одной линзы, подвижный второй компонент, состоящий из одной линзы, подвижный третий компонент, состоящий из одной линзы и неподвижный четвертый компонент, состоящий из двух линз.Known infrared lens with a smoothly changing focal length (see UK patent No. 1,532,096), containing sequentially arranged first stationary component consisting of one lens, a movable second component consisting of one lens, a movable third component consisting of one lens and fixed the fourth component, consisting of two lenses.
Недостатком такого инфракрасного объектива является малый интервал изменения фокусного расстояния (отношение максимального фокусного расстояния к минимальному М=3,5), большие габариты (длина объектива превышает максимальное фокусное расстояние в 1,3 раза), а также достаточно большой кружок аберрационного рассеяния от точечного источника излучения, приводящий к размытию изображения и плохому его качеству.The disadvantage of this infrared lens is the small interval of the focal length (the ratio of the maximum focal length to the minimum M = 3.5), large dimensions (the length of the lens exceeds the maximum focal length by 1.3 times), and also a sufficiently large circle of aberration scattering from a point source radiation, which leads to blurring of the image and its poor quality.
Часть из указанных недостатков устранены в наиболее близком по технической сущности инфракрасном объективе с плавно изменяющимся фокусным расстоянием (см. патент США №6091551, М. кл. G 02 B 15/14; G 02 B 13/14, публ. 18.07.2000г., схема на фиг.21), содержащем последовательно расположенные неподвижный компонент I с фокусным расстоянием f1, состоящий из положительной выпукло-вогнутой линзы из кремния, подвижный компонент II с фокусным расстоянием f2, состоящий из отрицательной двояковогнутой линзы из кремния, подвижный компонент III с фокусным расстоянием f3, состоящий из отрицательной вогнуто-выпуклой линзы из германия, далее неподвижные компонент IV с фокусным расстоянием f4, состоящий из положительной вогнуто-выпуклой линзы из кремния и компонент V с фокусным расстоянием f5, состоящий из первой положительной выпукло-вогнутой линзы из кремния, второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы из германия, третьей отрицательной вогнуто-выпуклой линзы из кремния, четвертой положительной вогнуто-выпуклой линзы из кремния и пятой положительной Some of these shortcomings were eliminated in the infrared lens closest in technical essence to a continuously variable focal length (see US patent No. 6091551, M. class. G 02 B 15/14; G 02 B 13/14, publ. July 18, 2000. , the circuit in FIG. 21), containing a successive fixed component I with a focal length f1, consisting of a positive convex-concave silicon lens, a movable component II with a focal length f2, consisting of a negative biconcave silicon lens, a movable component III with a focal length distance f3, consisting from a negative concave-convex lens from Germany, then the stationary components IV with a focal length f4, consisting of a positive concave-convex lens from silicon and a component V with a focal length f5, consisting of the first positive convex-concave lens from silicon, the second negative convex a concave lens of germanium, a third negative concave-convex lens of silicon, a fourth positive concave-convex lens of silicon, and a fifth positive
выпукло-вогнутой линзы из кремния.convex-concave silicon lens.
Отношение максимального фокусного расстояния к минимальному в этом инфракрасном объективе достигает М=4. Качество изображения обеспечивается соотношениями фокусных расстояний компонентов с максимальным фокусным расстоянием объектива ft: 1.00<f1/ft, - 0.40>f2/ft и 0.35<f5/ft<0.70 (см. также Шпякин М.Г. «Исследование и расчет объективов с широкими интервалами изменения фокусного расстояния», автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Л. 1971 г., с.13), где приведен ряд уравнений, связывающих оптические силы компонентов, анализируя которые можно получить требуемые соотношения фокусных расстояний: f1/ft>1, f2/ft<0 и т.д. Фокусное расстояние объектива, приведенного на фиг.21 патента США №6091551, изменяется в пределах от 50 мм до 200 мм. При масштабировании конструктивных параметров, например, для получения переменного фокусного расстояния от 75 мм до 300 мм, длина объектива становится не приемлемой для его использования в тепловизионной аппаратуре (длина объектива превышает максимальное фокусное расстояние в 1,87 раз), а аберрационные характеристики его ухудшаются пропорционально масштабу.The ratio of the maximum focal length to the minimum in this infrared lens reaches M = 4. Image quality is ensured by the ratio of the focal lengths of the components with the maximum focal length of the lens ft: 1.00 <f1 / ft, - 0.40> f2 / ft and 0.35 <f5 / ft <0.70 (see also Shpyakin MG “Research and calculation of lenses with wide intervals of changing the focal length ”, abstract of the dissertation for the degree of candidate of technical sciences, L. 1971, p.13), which presents a series of equations linking the optical forces of components, analyzing which you can get the required ratio of focal lengths: f1 / ft> 1, f2 / ft <0, etc. The focal length of the lens shown in Fig.21 US patent No. 6091551, varies in the range from 50 mm to 200 mm When scaling design parameters, for example, to obtain a variable focal length from 75 mm to 300 mm, the lens length becomes unacceptable for use in thermal imaging equipment (the lens length exceeds the maximum focal length by 1.87 times), and its aberration characteristics deteriorate proportionally scale.
Таким образом, недостатком описанного инфракрасного объектива является большие габариты при недостаточном качестве изображения.Thus, the disadvantage of the described infrared lens is the large size with insufficient image quality.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является уменьшение длины инфракрасного объектива относительно его максимального фокусного расстояния при сохранении отношения максимального фокусного расстояния к минимальному, а также повышение концентрации энергии в заданном кружке рассеяния.The problem the utility model is aimed at reducing the length of the infrared lens relative to its maximum focal length while maintaining the ratio of the maximum focal length to the minimum, as well as increasing the energy concentration in a given scattering circle.
Указанная цель достигается тем, что в инфракрасном объективе с плавно изменяющимся фокусным расстоянием, содержащем последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент в виде отрицательной двояковогнутой линзы, подвижный третий компонент в виде отрицательной вогнуто-выпуклой линзы, неподвижные четвертый компонент в виде положительной вогнуто-выпуклой линзы и пятый компонент, состоящий из первой This goal is achieved by the fact that in an infrared lens with a smoothly changing focal length, containing sequentially located a stationary first component in the form of a positive convex-concave lens, a movable second component in the form of a negative biconcave lens, a movable third component in the form of a negative concave-convex lens, motionless the fourth component in the form of a positive concave-convex lens and the fifth component, consisting of the first
положительной выпукло-вогнутой, второй отрицательной выпукло-вогнутой, третьей отрицательной линз, четвертой линзы и пятой положительной линзы, отличающийся тем, что в пятом компоненте третья линза выполнена двояковогнутой, четвертая - отрицательной выпукло-вогнутой, а пятая - двояковыпуклой,positive convex-concave, second negative convex-concave, third negative lens, fourth lens and fifth positive lens, characterized in that in the fifth component, the third lens is biconcave, the fourth is negative convex-concave, and the fifth is biconvex,
А также тем, что первые поверхности третьей и пятой линз пятого компонента выполнены асферическими.And also by the fact that the first surfaces of the third and fifth lenses of the fifth component are aspherical.
Асферическая поверхность третьей линзы пятого компонента выполнена в соответствии с уравнениемThe aspherical surface of the third lens of the fifth component is made in accordance with the equation
у2+z2=-2rx+(0,165627...0,165632)rх2, гдеy 2 + z 2 = -2rx + (0.165627 ... 0.165632) rx 2 , where
у - ось системы координат, лежащей в плоскости меридионального сечения объектива;y is the axis of the coordinate system lying in the plane of the meridional section of the lens;
z - ось системы координат, лежащей в плоскости сагиттального сечения объектива;z is the axis of the coordinate system lying in the plane of the sagittal section of the lens;
х - ось системы координат, совпадающей с оптической осью объектива;x is the axis of the coordinate system coinciding with the optical axis of the lens;
r - радиус кривизны начальной сферы упомянутой поверхности третьей линзы пятого компонента.r is the radius of curvature of the initial sphere of the mentioned surface of the third lens of the fifth component.
Асферическая поверхность пятой линзы пятого компонента выполнена в соответствии с уравнениемThe aspherical surface of the fifth lens of the fifth component is made in accordance with the equation
y2+z2=2rx+0,1853rx2, гдеy 2 + z 2 = 2rx + 0.1853rx 2 , where
у - ось системы координат, лежащей в плоскости меридионального сечения объектива;y is the axis of the coordinate system lying in the plane of the meridional section of the lens;
z - ось системы координат, лежащей в плоскости сагиттального сечения объектива;z is the axis of the coordinate system lying in the plane of the sagittal section of the lens;
х - ось системы координат, совпадающей с оптической осью объектива;x is the axis of the coordinate system coinciding with the optical axis of the lens;
r - радиус кривизны начальной сферы упомянутой поверхности пятой линзы пятого компонента.r is the radius of curvature of the initial sphere of the mentioned surface of the fifth lens of the fifth component.
На чертеже представлена оптическая схема инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием с расположением компонентов для фокусного расстояния 300 мм.The drawing shows an optical diagram of an infrared lens with a continuously variable focal length with the location of the components for the focal length of 300 mm
Объектив содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси неподвижный первый компонент I в виде положительной выпукло-вогнутой The lens contains a fixed first component I sequentially located along the optical axis in the form of a positive convex-concave
линзы 1, подвижный второй компонент II в виде отрицательной двояковогнутой линзы 2, подвижный третий компонент III в виде отрицательной вогнуто-выпуклой линзы 3, неподвижный четвертый компонент IV в виде положительной вогнуто-выпуклой линзы 4 и неподвижный пятый компонент V, состоящий из первой положительной выпукло-вогнутой линзы 5, второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы 6, третьей отрицательной двояковогнутой линзы 7, четвертой отрицательной выпукло-вогнутой линзы 8 и пятой положительной двояковыпуклой линзы 9. Первые поверхности третьей 7 и пятой 9 линз пятого компонента V выполнены асферическими.lens 1, the movable second component II in the form of a negative biconcave lens 2, the movable third component III in the form of a negative concave-convex lens 3, the stationary fourth component IV in the form of a positive concave-convex lens 4 and the stationary fifth component V, consisting of the first positive convex -concave lens 5, the second negative convex-concave lens 6, the third negative biconcave lens 7, the fourth negative convex-concave lens 8 and the fifth positive biconvex lens 9. The first surfaces are third 7 minutes and 9 of the fifth lens formed of the fifth component V aspherical.
Асферическая поверхность третьей линзы 7 пятого компонента V может быть выполнена в соответствии с уравнениемThe aspherical surface of the third lens 7 of the fifth component V can be made in accordance with the equation
у2+z2=-2rx+(0,165627...0,165632)rх2, гдеy 2 + z 2 = -2rx + (0.165627 ... 0.165632) rx 2 , where
у - ось системы координат, лежащей в плоскости меридионального сечения объектива;y is the axis of the coordinate system lying in the plane of the meridional section of the lens;
z - ось системы координат, лежащей в плоскости сагиттального сечения объектива;z is the axis of the coordinate system lying in the plane of the sagittal section of the lens;
х - ось системы координат, совпадающей с оптической осью объектива;x is the axis of the coordinate system coinciding with the optical axis of the lens;
r - радиус кривизны начальной сферы упомянутой поверхности третьей линзы 7 пятого компонента.r is the radius of curvature of the initial sphere of the mentioned surface of the third lens 7 of the fifth component.
Асферическая поверхность пятой линзы 9 пятого компонента V может быть выполнена в соответствии с уравнениемThe aspherical surface of the fifth lens 9 of the fifth component V can be made in accordance with the equation
у2+z2=2rx+0,1853rх2 , гдеy 2 + z 2 = 2rx + 0.1853rx 2 , where
у - ось системы координат, лежащей в плоскости меридионального сечения объектива;y is the axis of the coordinate system lying in the plane of the meridional section of the lens;
z - ось системы координат, лежащей в плоскости сагиттального сечения объектива;z is the axis of the coordinate system lying in the plane of the sagittal section of the lens;
х - ось системы координат, совпадающей с оптической осью объектива;x is the axis of the coordinate system coinciding with the optical axis of the lens;
r - радиус кривизны начальной сферы упомянутой поверхности пятой линзы 9 пятого компонента.r is the radius of curvature of the initial sphere of the mentioned surface of the fifth lens 9 of the fifth component.
Конструктивные параметры заявляемого инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием от 75 мм до 300 мм для области спектра 3,0-5,0 мкм представлены в таблице 1.The design parameters of the inventive infrared lens with a smoothly changing focal length from 75 mm to 300 mm for the spectral region 3.0-5.0 μm are presented in table 1.
r2=889,2r1 = 410.2
r2 = 889.2
r4=370,7r3 = -8318.0
r4 = 370.7
r6=-381,9r5 = -212.3
r6 = -381.9
r8=-166,72r7 = -261.8
r8 = -166.72
r10=287,1r9 = 114.82
r10 = 287.1
r12=189,23r11 = 357.3
r12 = 189.23
rl4=127,35r13 = -150,2097 *)
rl4 = 127.35
r16=580,8r15 = 760.3
r16 = 580.8
r18=128,53rl7 = 160,1089 **)
r18 = 128.53
*) Асферическая поверхность вида у2+х2=-300,419х+24,879х
**) Асферическая поверхность вида у2+х2=320,218х+29,668хA \ ^ O ^
*) Aspherical surface of type 2 + х 2 = -300,419х + 24,879х
**) Aspherical surface of type 2 + x 2 = 320.218x + 29.668x
Изменение фокусного расстояния объектива производится путем перемещения компонентов II и III. Значения переменных воздушных промежутков d2, d4 и d6 для трех значений фокусных расстояний объектива приведены в таблице 2.Changing the focal length of the lens is done by moving components II and III. The values of the variable air gaps d2, d4 and d6 for the three values of the focal lengths of the lens are shown in table 2.
Из таблицы видно, что отношение максимального значения фокусного расстояния к минимальному М=4.The table shows that the ratio of the maximum value of the focal length to the minimum M = 4.
При заявляемом конструктивном исполнении длина объектива 376,15 мм и не превышает максимальное фокусное расстояние больше чем в 1,25 раза.With the claimed design, the lens length is 376.15 mm and does not exceed the maximum focal length by more than 1.25 times.
Передние поверхности третьей 7 и пятой 9 линз пятого компонента V выполнены асферическими для повышения качества изображения, характеризуемого, например, более высокой концентрацией энергии в пятне заданного диаметра. В таблице 3, приведены значения концентрации энергии в пятне диаметром 30 мкм для трех значений фокусных расстояний заявляемого объектива и объектива, взятого за прототип, полученные расчётным путём.The front surfaces of the third 7 and fifth 9 lenses of the fifth component V are aspherical to improve image quality, characterized, for example, by a higher concentration of energy in the spot of a given diameter. Table 3 shows the values of the energy concentration in a spot with a diameter of 30 μm for the three values of the focal lengths of the inventive lens and the lens taken as a prototype, obtained by calculation.
Таким образом, выполнение инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием в соответствии с формулой заявляемых материалов позволяет обеспечить меньшие габариты при более высоком качестве изображения, чем в известных конструкциях аналогичных объективов.Thus, the implementation of an infrared lens with a smoothly changing focal length in accordance with the formula of the claimed materials allows for smaller dimensions with higher image quality than in the known designs of similar lenses.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125954/22U RU54215U1 (en) | 2005-08-15 | 2005-08-15 | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125954/22U RU54215U1 (en) | 2005-08-15 | 2005-08-15 | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU54215U1 true RU54215U1 (en) | 2006-06-10 |
Family
ID=36713442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125954/22U RU54215U1 (en) | 2005-08-15 | 2005-08-15 | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU54215U1 (en) |
-
2005
- 2005-08-15 RU RU2005125954/22U patent/RU54215U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104865683B (en) | Zoom lens and photographic device | |
CN104238086B (en) | Imaging lens system and camera device | |
RU2481602C1 (en) | Dual-spectrum lens with discretely variable focal distance | |
AU2011286231B2 (en) | High-speed zoom lens | |
CN114488479B (en) | Industrial lens with large view field and high resolution front diaphragm | |
CN108519663B (en) | Zoom lens | |
KR101739375B1 (en) | Compact zoom lens | |
CN209070213U (en) | A kind of outdoor projection camera lens | |
JP2012501004A5 (en) | ||
RU54215U1 (en) | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE | |
RU2299455C2 (en) | Infrared objective with smoothly changing focal distance | |
CN116300044A (en) | Endoscope objective zooming optical system | |
RU2299454C1 (en) | Infrared objective with fluently changing focal distance | |
RU55155U1 (en) | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE | |
RU2359294C1 (en) | Infrared lens system with smoothly changing focal distance | |
RU2442196C1 (en) | Infrared objective lens with smoothly altering field of vision | |
CN110727088B (en) | Wide-angle high-low temperature-resistant fixed-focus lens and working method thereof | |
RU52490U1 (en) | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE | |
RU104331U1 (en) | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE | |
RU2310217C2 (en) | Ir objective with smoothly changing focal length | |
RU2545064C2 (en) | Variable focus lens | |
CN109932800B (en) | Zoom lens | |
RU60740U1 (en) | INFRARED LENS WITH FULLY VARIABLE FOCUS DISTANCE | |
CN220289939U (en) | Capsule endoscope lens | |
RU139664U1 (en) | INFRARED LENS WITH TWO FIELDS OF VISION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070816 |