RU2031421C1 - Objective for ir region of spectrum - Google Patents
Objective for ir region of spectrum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031421C1 RU2031421C1 SU5029842A RU2031421C1 RU 2031421 C1 RU2031421 C1 RU 2031421C1 SU 5029842 A SU5029842 A SU 5029842A RU 2031421 C1 RU2031421 C1 RU 2031421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- convex
- lenses
- aspherical
- concave
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым объективам для ИК-области спектра, и может быть использовано в наблюдательных и опознавательных приборах, регистрирующих ИК-излучение в области прозрачности германия, из которого выполнен объектив. The invention relates to optical instrumentation, namely to lens lenses for the infrared region of the spectrum, and can be used in observation and identification devices that record infrared radiation in the field of transparency of germanium, from which the lens is made.
Известен объектив [1], предназначенный для использования в инфракрасной области спектра. Объектив состоит из двух линз в форме менисков, причем за второй линзой установлена параллельная пластина. Known lens [1], intended for use in the infrared region of the spectrum. The lens consists of two meniscus-shaped lenses, with a parallel plate mounted behind the second lens.
К недостаткам объектива следует отнести то, что он состоит из трех оптических компонентов, что усложняет конструкцию, уменьшает пропускаемость, увеличивает габаритные и весовые характеристики объектива. The disadvantages of the lens include the fact that it consists of three optical components, which complicates the design, reduces transmittance, increases the overall and weight characteristics of the lens.
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является объектив для ИК-спектра спектра [2], содержащий две установленные с возможностью перемещения вдоль оптической оси германиевые линзы, первая из которых является выпукло-вогнутой, имеющей первую сферическую и вторую асферическую поверхность, а вторая - выпукло-плоской или выпукло-вогнутой, имеющей первую асферическую и вторую плоскую или сферическую поверхности. Однако качество изображения, даваемого объективом, не отвечает требованиям современного ИК-приборостроения, что наиболее существенно проявляется при фокусировке объектива при различных расстояниях до изображаемого предмета. Фокусировка объектива "Irtal-4" выполняется одновременным и одинаковым перемещением обеих линз вдоль оптической оси при неизменном расстоянии между линзами, вследствие чего величина поперечных аберраций, определяющих ширину функции рассеяния, у объектива "Irtal-4" в точке на оси составляет 0,1 мм, а на краю поля зрения достигает 0,2 мм. The closest in technical essence to this invention is a lens for the infrared spectrum [2], containing two mounted with the possibility of movement along the optical axis of the germanium lenses, the first of which is convex-concave, having a first spherical and second aspherical surface, and the second convex-flat or convex-concave, having a first aspherical and a second flat or spherical surface. However, the quality of the image provided by the lens does not meet the requirements of modern infrared instrument making, which is most significantly manifested when the lens is focused at different distances to the imaged object. The focus of the Irtal-4 lens is performed by simultaneously and equally moving both lenses along the optical axis at a constant distance between the lenses, as a result of which the transverse aberrations determining the width of the scattering function of the Irtal-4 lens at a point on the axis are 0.1 mm , and at the edge of the field of view reaches 0.2 mm.
Целью изобретения является снижение аберраций в неподвижной плоскости изображения в процессе фокусировки объектива при различных расстояниях до изображаемого предмета по всему полю зрения. The aim of the invention is to reduce aberrations in a fixed plane of the image in the process of focusing the lens at various distances to the imaged object throughout the field of view.
Цель достигается тем, что в известной конструкции объектива для ИК-области спектра, содержащего две установленные с возможностью перемещения вдоль оптической оси германиевые линзы, первая из которых является выпукло-вогнутым мениском, имеющим первую сферическую и вторую асферическую поверхность, а вторая - выпукло-плоской или выпукло-вогнутой линзой, имеющей первую асферическую и вторую плоскую или сферическую поверхности, линзы установлены с возможностью одновременного или последовательного перемещения до установки межлинзового расстояния d и заднего фокального отрезка S' в соответствии с выражениями, приведенными ниже. The goal is achieved by the fact that in the known lens design for the infrared region of the spectrum, containing two mounted with the possibility of moving along the optical axis germanium lenses, the first of which is a convex-concave meniscus having a first spherical and second aspherical surface, and the second is convex-flat or a convex-concave lens having a first aspherical and a second flat or spherical surface, the lenses are mounted with the possibility of simultaneous or sequential movement before installing the lens states d and the posterior focal length S 'in accordance with the expressions below.
На чертеже показана конструкция объектива для ИК-области спектра. The drawing shows the design of the lens for the infrared region of the spectrum.
Объектив содержит первую выпукло-вогнутую линзу 1 из германия, имеющую первую 1' выпуклую сферическую и вторую 1" вогнутую асферическую поверхности, вторую выпукло-плоскую или выпукло-вогнутую линзу 2 из германия, имеющую первую 2' выпуклую асферическую поверхность и вторую 2" плоскую или сферическую поверхности. Линзы 1 и 2 установлены с возможностью одновременного или последовательного перемещения (указано стрелками над линзами 1 и 2) вдоль оптической оси 3 до установки межлинзового расстояния 4 (d) и заднего фокального отрезка 5 (S') в соответствии с выражениями d = 0,98f' + 7100 S-1,15
S' = 0,3537 + 1600 S-0,96, где f' - фокусное расстояние объектива (на чертеже не показано), равное 49-51 мм; S - расстояние 6 от предмета 7 до первой 1' сферической поверхности первой выпукло-вогнутой линзы 1, 8 - неподвижная плоскость изображения, вторая вогнутая асферическая поверхность 1" первой линзы 1 выполнена согласно уравнению
z2 + y2 = a1x + a2x2 + a3x3 + ... + anxn, где x, y, z - координаты (на чертеже не показаны) вогнутой асферической поверхности 1"; х - осевая координата, совпадающая с оптической осью 3 объектива; а1, а2, а3 ... аn - постоянные коэффициенты, определяющие форму второй вогнутой асферической поверхности 1", причем n > 2, и коэффициент а2 имеет величину а2 < -1, что характеризует выполнение вогнутой асферической поверхности 1" линзы 1 в виде деформированного эллипсоида вращения, первая выпуклая асферическая поверхность 2' второй линзы 2 из германия выполнена согласно уравнению
z2 + y2 = b1x + b2X2 + b3x3 + ... + bnxn, где x, y, z - координаты (на чертеже не показаны) выпуклой асферической поверхности 2'; х - осевая координата, совпадающая с оптической осью 3 объектива; b1, b2, b3, ..., bn - постоянная коэффициенты, определяющие форму вогнутой асферической поверхности 2', причем n > 2, и коэффициент b2 имеет величину b2 > 1, что характеризует выполнение выпуклой асферической поверхности 2' линзы 2 в форме деформированного гиперболоида вращения.The lens comprises a first convex-concave lens 1 from Germany having a first 1 'convex spherical and a second 1 "concave aspherical surface, a second convex-flat or convex-
S '= 0.3537 + 1600 S -0.96 , where f' is the focal length of the lens (not shown in the drawing), equal to 49-51 mm; S is the
z 2 + y 2 = a 1 x + a 2 x 2 + a 3 x 3 + ... + a n x n , where x, y, z are the coordinates (not shown) of the concave aspherical surface 1 "; x is the axial coordinate that coincides with the
z 2 + y 2 = b 1 x + b 2 X 2 + b 3 x 3 + ... + b n x n , where x, y, z are the coordinates (not shown) of the convex aspherical surface 2 '; x is the axial coordinate coinciding with the
П р и м е р 1. Объектив состоит из линз 1 и 2 из германия. Первая 1' поверхность линзы 1 выполнена выпуклой сферической с радиусом кривизны 135, 83 мм. Вторая 1" поверхность линзы 1 выполнена вогнутой асферической, представляющей деформированный эллипсоид вращения
z2 + y2 = 416,8x - 13,842x2 - 0,2448x3 -
- 0,0185x4 - 0,000843x5,
a2 = -13,842 < - 1.PRI me R 1. The lens consists of
z 2 + y 2 = 416.8x - 13.842x 2 - 0.2448x 3 -
- 0.0185x 4 - 0.000843x 5 ,
a 2 = -13.842 <- 1.
Первая поверхность 2' линзы 2 выполнена выпуклой асферической, представляющей деформированный гиперболоид вращения:
z2 + y2 = 287,58x + 4,0886x2 - 1,68287x3 +
+ 0,2215x4 - 0,000787x5,
b2 = 4,0886 > 1
Вторая поверхность 2" линзы 2 выполнена плоской. Объектив имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:0,7, угловое поле зрения 18о, фокусное расстояние f' = 49,95 мм. При фокусировке объектива на различные расстояния от предмета 7 до первой сферической поверхности 1' первой выпукло-вогнутой линзы 1, изменяющиеся от 1 до бесконечности, величина межлинзового расстояния d и заднего фокального отрезка S' изменяется соответственно от 51,50 до 49,00 мм и от 29,00 до 26,83 мм.The first surface 2 'of
z 2 + y 2 = 287.58x + 4.0886x 2 - 1.68287x 3 +
+ 0.2215x 4 - 0.000787x 5 ,
b 2 = 4.0886> 1
The
Перемещение линз возможно как одновременное, так и последовательное. Величина измеренных поперечных аберраций, определяющих ширину функции расстояния для изготовленного объектива указанной конструкции в точке на оси, составила 0,03 мм и на краю поля изображения - 0,07 мм, что в два с лишним раза меньше по сравнению с аберрациями объектива по прототипу. Moving lenses is possible both simultaneous and sequential. The magnitude of the measured transverse aberrations, which determine the width of the distance function for the manufactured lens of the indicated design at a point on the axis, was 0.03 mm and 0.07 mm at the edge of the image field, which was more than two times less than the lens aberrations of the prototype.
Таким образом, данная конструкция объектива для ИК-области спектра позволяет уменьшить аберрации в неподвижной плоскости изображения как в точке на оси, так и на краю поля изображения, в процессе фокусировки объектива при различных расстояниях до изображаемого предмета. Thus, this design of the lens for the infrared region of the spectrum allows one to reduce aberrations in the fixed plane of the image both at a point on the axis and at the edge of the image field, in the process of focusing the lens at various distances to the imaged object.
Claims (2)
z2 + y2 = a1x + a2x2 + a3x3 + ... + an · xn,
а первая выпуклая асферическая поверхность второй линзы - согласно уравнению
z2 + y2 = b1x + b2x2 + b3x3 + bgxn,
где x, y, z - координаты асферических поверхностей;
x - осевая координата;
a1, a2, a3, an, b1, b2, b3 ... bn - постоянные коэффициенты, причем a2 < - 1 и b2 > 1.1. LENS FOR IR-AREA OF THE SPECTRUM, containing two positively mounted germanium lenses that can be moved, the first of which is the meniscus facing concavity to the image, and the second is a convex flat or convex lens, the lens surfaces facing each other are aspherical, characterized the fact that the concave aspherical surface of the first lens is made according to the equation
z 2 + y 2 = a 1 x + a 2 x 2 + a 3 x 3 + ... + a n · x n ,
and the first convex aspherical surface of the second lens according to the equation
z 2 + y 2 = b 1 x + b 2 x 2 + b 3 x 3 + b g x n ,
where x, y, z are the coordinates of aspherical surfaces;
x is the axial coordinate;
a 1 , a 2 , a 3 , a n , b 1 , b 2 , b 3 ... b n are constant coefficients, and a 2 <- 1 and b 2 > 1.
d = 0,98f1 + 7100S- 1 , 1 5;
S1 = 0,53f1 + 1600S- 0 , 9 6,
где f1 - фокусное расстояние объектива, равное 49 - 51 мм;
S - расстояние от предметной плоскости до первой поверхности первой линзы.2. The lens according to claim 1, characterized in that the lenses are mounted with the possibility of simultaneous or sequential movement, and the distance between the lenses d and the magnitude of the rear focal segment S 1 are determined from the relations
d = 0.98f 1 + 7100S - 1 , 1 5 ;
S 1 = 0.53f 1 + 1600S - 0 , 9 6 ,
where f 1 is the focal length of the lens, equal to 49 - 51 mm;
S is the distance from the subject plane to the first surface of the first lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5029842 RU2031421C1 (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Objective for ir region of spectrum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5029842 RU2031421C1 (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Objective for ir region of spectrum |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031421C1 true RU2031421C1 (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=21598129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5029842 RU2031421C1 (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Objective for ir region of spectrum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031421C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181209C2 (en) * | 2000-06-19 | 2002-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Lens with focal distance changed discretely |
| RU2181206C2 (en) * | 2000-06-19 | 2002-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
-
1992
- 1992-02-27 RU SU5029842 patent/RU2031421C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 247788, кл. G 02B 13/00, 1987. * |
| 2. Каталог фирмы Rank Optics, England, 1980, с.12-15. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181209C2 (en) * | 2000-06-19 | 2002-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Lens with focal distance changed discretely |
| RU2181206C2 (en) * | 2000-06-19 | 2002-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4992819A (en) | Focus detecting device having a plurality of detecting areas and camera provided with the same | |
| US4318585A (en) | Optical system with an afocal focusing group | |
| TW200634365A (en) | Image pickup lens and image pickup device | |
| KR100252639B1 (en) | Finder optical system | |
| US5731914A (en) | Zoom lens | |
| US4348090A (en) | Inverted Galilean finder | |
| EP0515644A1 (en) | Real image viewfinder | |
| RU2031421C1 (en) | Objective for ir region of spectrum | |
| Smith et al. | Determination of the radius of curvature of the anterior lens surface from the Purkinje images | |
| US5734511A (en) | Wide angle objective system | |
| US5245469A (en) | Real image type finder optical system | |
| US4492440A (en) | Finder optical system | |
| JP2634584B2 (en) | Folder optical system for single-lens reflex camera | |
| JPH02120712A (en) | focus detection device | |
| JPH1172312A5 (en) | ||
| US5270758A (en) | Waist level finder optical system | |
| RU2154292C2 (en) | Fast lens | |
| US4939357A (en) | Optical system for a focal point detecting device | |
| RU2092880C1 (en) | Ocular | |
| RU2040024C1 (en) | Fast lens | |
| CN221595395U (en) | Imaging lens, acquisition module and depth camera | |
| SU781732A1 (en) | High-power objective lens with increased rear focal length | |
| SU573790A1 (en) | Telecentric objective | |
| RU2079153C1 (en) | Lens objective of 1x magnification | |
| SU1674042A1 (en) | Wide-aperture projecting lens |