[go: up one dir, main page]

RU2348059C1 - Large-aperture lens - Google Patents

Large-aperture lens Download PDF

Info

Publication number
RU2348059C1
RU2348059C1 RU2007138325/28A RU2007138325A RU2348059C1 RU 2348059 C1 RU2348059 C1 RU 2348059C1 RU 2007138325/28 A RU2007138325/28 A RU 2007138325/28A RU 2007138325 A RU2007138325 A RU 2007138325A RU 2348059 C1 RU2348059 C1 RU 2348059C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
components
image
component
oriented towards
Prior art date
Application number
RU2007138325/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Николаевна Зубок (RU)
Светлана Николаевна Зубок
Сергей Иванович Щеглов (RU)
Сергей Иванович Щеглов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
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 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2007138325/28A priority Critical patent/RU2348059C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2348059C1 publication Critical patent/RU2348059C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics, optics.
SUBSTANCE: invention concerns lenses operating in long-range infrared range of wavelengths, and can be applied in thermal vision devices. Lens consists of four components, the first one being a single positive meniscus lens with concave side oriented towards image side. Second component is a single negative meniscus lens with convex side oriented towards image. Third and fourth components are single positive meniscus lenses. Third lens is oriented towards image with its convex side. Fourth lens is oriented towards image with its concave side. First and third components are made of germanium. Second and fourth components are made of zinc selenide. All optic surfaces are spherical and meet the requirement: |R2| = |R5|; |R3| = |R6| = |R8|; |R5| > |R6|, where: R2, R3, R5, R6, R8 are radii of second, third, fifth, sixth and eighth optic surfaces respectively.
EFFECT: improved manufacturability, increased focal distance and aperture ratio at high image quality.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в дальнем ПК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.The present invention relates to optical instrumentation, namely to special lenses operating in the far PC-wavelength range, and can be used in thermal imaging devices.

Известен светосильный объектив [Россия, патент №2183340; G02В 13/14, 9/34; публикация 2002 г.], содержащий четыре компонента по ходу луча:Known fast lens [Russia, patent No. 2183340; G02B 13/14, 9/34; 2002 publication] containing four components along the ray:

- положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению;- positive meniscus facing concavity to the image;

- вогнутоплоская линза;- concave flat lens;

- плосковыпуклая линза;- flat convex lens;

- положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.- positive meniscus convex to the subject.

Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм и все линзы у него выполнены из германия с показателем преломления более 4.This lens works in the wavelength range from 8 to 12.5 microns and all of its lenses are made of germanium with a refractive index of more than 4.

Характеристики объектива:Lens Specifications:

фокусное расстояние focal length 51,14 мм51.14 mm относительное отверстиеrelative hole 1:1,651: 1.65 угол поля зренияfield of view angle 18 град.18 deg. задний фокальный отрезок back focal length 45,23 мм45.23 mm

Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет малые фокусное расстояние и относительное отверстие.This lens is close in design to the claimed, but has a small focal length and relative aperture.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является светосильный объектив [Россия, свидетельство на полезную модель №26664; G02В 13/14, 9/34, 9/56, 3/02, публикация 2002 г.], содержащий четыре компонента, первый из которых (по ходу луча) - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, третий и четвертый - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету. Вторая, вогнутая поверхность первого мениска выполнена асферической и имеют место соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens [Russia, utility model certificate No. 26664; G02B 13/14, 9/34, 9/56, 3/02, publication 2002], containing four components, the first of which (along the beam) is the positive meniscus facing the concavity to the image, the second is the negative meniscus facing concavity to the object, the third and fourth - positive menisci, convex to the object. The second, concave surface of the first meniscus is aspherical and the following relations hold:

|R5|<|R6|,| R 5 | <| R 6 |,

d3≤0,01R5,d 3 ≤0.01R 5 ,

где R5 - радиус пятой оптической поверхности;where R 5 is the radius of the fifth optical surface;

R6 - радиус шестой оптической поверхности;R 6 is the radius of the sixth optical surface;

d3 - толщина третьего компонента.d 3 is the thickness of the third component.

Кроме того, имеет место равенство:In addition, there is equality:

R5/R6=0,1192R 5 / R 6 = 0.1192

Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм и все линзы у него выполнены из германия с показателем преломления более 4.This lens works in the wavelength range from 8 to 12.5 microns and all of its lenses are made of germanium with a refractive index of more than 4.

Характеристики объектива:Lens Specifications:

фокусное расстояниеfocal length 62 мм62 mm тносительное отверстиеrelative hole 1:21: 2 угол поля зренияfield of view angle 16 град.16 deg. задний фокальный отрезокback focal length 52,78 мм52.78 mm

Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет малые фокусное расстояние и относительное отверстие, а также недостаточную технологичность, так как содержит асферическую оптическую поверхность; кроме того, все радиусы оптических поверхностей - разные, что не позволяет производить унификацию эталонных и рабочих пробных стекол и обрабатывающего инструмента.This lens is close in design to the claimed one, however, it has a small focal length and relative aperture, as well as insufficient manufacturability, as it contains an aspherical optical surface; in addition, all the radii of the optical surfaces are different, which does not allow the unification of the reference and working test glasses and the processing tool.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками и повышенной технологичностью.The objective of the invention is the creation of a fast lens with improved performance and high adaptability.

Технический результат - повышение технологичности и увеличение фокусного расстояния и относительного отверстия при высоком качестве изображения.The technical result is an increase in manufacturability and an increase in focal length and relative aperture with high image quality.

Это достигается за счет то, что светосильный объектив состоит из четырех компонентов описанных по ходу лучей, причем: первый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению; второй компонент - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению; третий и четвертый компоненты - одиночные положительные мениски. Третий компонент обращен выпуклостью к изображению. Четвертый компонент обращен вогнутостью к изображению. Первый и четвертый компоненты выполнены из германия. Второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка. Все оптические поверхности выполнены сферическими и выполняются условия:This is achieved due to the fact that the fast lens consists of four components described along the rays, moreover: the first component is a single positive meniscus, facing concavity to the image; the second component is a single negative meniscus convex to the image; the third and fourth components are single positive menisci. The third component is convex to the image. The fourth component is the concavity of the image. The first and fourth components are made of Germany. The second and third components are made of zinc selenide. All optical surfaces are spherical and the following conditions are met:

|R2|=|R5|| R 2 | = | R 5 |

|R3|=|R6|=|R8|| R 3 | = | R 6 | = | R 8 |

|R5|>|R6|,| R 5 |> | R 6 |,

где: R2, R3, R5, R6, R8 - радиусы второй, третьей, пятой, шестой, восьмой оптических поверхностей соответственно.where: R 2 , R 3 , R 5 , R 6 , R 8 are the radii of the second, third, fifth, sixth, eighth optical surfaces, respectively.

Кроме того, толщина по оси второго компонента может быть равна толщине по оси третьего компонента или толщине по оси четвертого компонента. Возможен вариант исполнения, когда толщины по осям второго, третьего и четвертого компонентов равны между собой. Либо равны толщины по осям третьего и четвертого компонентов. Кроме того, толщина по оси третьего компонента может быть более 0,015 величины радиуса пятой оптической поверхности по модулю.In addition, the thickness along the axis of the second component may be equal to the thickness along the axis of the third component or thickness along the axis of the fourth component. An embodiment is possible when the thicknesses along the axes of the second, third and fourth components are equal to each other. Or equal thickness along the axes of the third and fourth components. In addition, the thickness along the axis of the third component can be more than 0.015 in magnitude of the radius of the fifth optical surface.

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

Светосильный объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска 1, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к изображению, третьего компонента - одиночного положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению и четвертого компонента - одиночного положительного мениска 4, обращенного вогнутостью к изображению. За мениском 4 могут быть расположены одна или несколько плоскопараллельных пластин.A high-speed lens consists of four components along the rays: the first component is a single positive meniscus 1, facing concavity to the image, the second component is a single negative meniscus 2, convex to the image, the third component is a single positive meniscus 3, convex to the image, and the fourth component - a single positive meniscus 4, facing concavity to the image. Behind the meniscus 4, one or more plane-parallel plates can be located.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив.The proposed optical system works like a lens collecting from infinity.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2, 3, 4 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver (not shown) is installed.

В соответствии с предложенным решением рассчитан светосильный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 8 до 12,5 мкм. Его конструктивные параметры приведены в табл.1.In accordance with the proposed solution, an aperture lens is calculated, corrected in the spectral range from 8 to 12.5 microns. Its design parameters are given in table 1.

Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:

фокусное расстояние focal length 130,03 мм130.03 mm относительное отверстиеrelative hole 1:1,081: 1,08 угол поля зренияfield of view angle 5 град. 20 мин.5 deg. 20 minutes. задний фокальный отрезок back focal length 25,07 мм25.07 mm

входной зрачок совпадает с первой поверхностью. В рассчитанном объективе толщина третьего компонента равна 0,0246 величины радиуса пятой оптической поверхности по модулю (см. табл.1).the entrance pupil coincides with the first surface. In the calculated lens, the thickness of the third component is equal to 0.0246 modulo the radius of the fifth optical surface (see Table 1).

В табл.2 приведены аберрации для длины волны 10 мкм рассчитанного светосильного объектива.Table 2 shows the aberrations for a wavelength of 10 μm of the calculated aperture lens.

Таблица 1Table 1 Радиус, ммRadius mm Толщина, ммThickness mm МатериалMaterial Показатель преломления для λ=10 мкмRefractive index for λ = 10 μm Световой диаметр, ммLight diameter mm R1=186,64R 1 = 186.64 120120 d1=10d 1 = 10 GeGe 4,00244,0024 R2=272,3R 2 = 272.3 116,8116.8 d2=73,4d 2 = 73.4 1one R3=116,14R 3 = 116.14 77,977.9 d3=6,7d 3 = 6.7 ZnSeZnse 2,40672,4067 R4=-418,8R 4 = -418.8 8080 d4=10,7d 4 = 10.7 1one R5=-272,3R 5 = -272.3 81,581.5 d5=6,7d 5 = 6.7 ZnSeZnse 2,40672,4067 R6=116,14R 6 = 116.14 8282 d6=39,9d 6 = 39.9 1one R7=93,11R 7 = 93.11 57,757.7 d7=6,7d 7 = 6.7 GeGe 4,00244,0024 R8=116,14R 8 = 116.14 54,554.5 d8=20d 8 = 20 R9=∞R 9 = ∞ 4040 d9=1d 9 = 1 GeGe 4,00244,0024 R10=∞R 10 = ∞ 4040

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Величина аберрации предложенного объектива (не более)The amount of aberration of the proposed lens (no more) Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:1,08Transverse spherical aberration for a point on the axis with a relative aperture of 1: 1.08 0,009 мм0.009 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=5 град. 12 минTransverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the field of view 2W = 5 deg. 12 min 0,004 мм0.004 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=5 град. 12 минTransverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section for the field of view 2W = 5 deg. 12 min 0,0048 мм0.0048 mm Меридиональный астигматический отрезок Х'м для поля зрения 2W=5 град. 12 минThe meridional astigmatic segment X ' m for the field of view 2W = 5 deg. 12 min -0,021 мм-0.021 mm Сагиттальный астигматический отрезок X's для поля зрения 2W=5 град. 12 минSagittal astigmatic segment X ' s for the field of view 2W = 5 deg. 12 min -0,032 мм-0.032 mm Дисторсия для поля зрения 2W=5 град. 12 минDistortion for the field of view 2W = 5 deg. 12 min - 0,049%- 0,049%

Предложенный объектив содержит только сферические оптические поверхности и имеется равенство радиусов пяти сферических оптических поверхностей, что обеспечивает ему высокую технологичность. Кроме того, предложенный объектив имеет фокусное расстояние 130 мм, относительное отверстие 1:1,08 и высокое качество изображения, что следует из табл.2.The proposed lens contains only spherical optical surfaces and there is equality of the radii of the five spherical optical surfaces, which provides it with high manufacturability. In addition, the proposed lens has a focal length of 130 mm, a relative aperture of 1: 1.08 and high image quality, which follows from table 2.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив для спектрального диапазона от 8 до 12,5 мкм с высокой технологичностью и увеличенным фокусным расстоянием и относительным отверстием при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a high-aperture lens is created for the spectral range from 8 to 12.5 microns with high adaptability and increased focal length and relative aperture with high image quality.

Claims (1)

Светосильный объектив, состоящий из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, третьего и четвертого компонентов - одиночных положительных менисков, причем четвертый компонент обращен вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, отличающийся тем, что третий компонент обращен выпуклостью к изображению, все оптические поверхности выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и выполняются условия
|R2|=|R5|,
|R3|=|R6|=|R8|,
|R5|>|R6|,
где R2, R3, R5, R6, R8 - радиусы второй, третьей, пятой, шестой, восьмой оптических поверхностей соответственно.
A fast lens consisting of four components along the rays: the first component is a single positive meniscus, convex to the image, the second component is a single negative meniscus, convex to the image, the third and fourth components are single positive menisci, with the fourth component facing concavity to image, in addition, the first and fourth components are made of germanium, characterized in that the third component is convex to the image, all opt The surfaces are spherical, the second and third components are made of zinc selenide and the conditions are met
| R 2 | = | R 5 |,
| R 3 | = | R 6 | = | R 8 |,
| R 5 |> | R 6 |,
where R 2 , R 3 , R 5 , R 6 , R 8 are the radii of the second, third, fifth, sixth, eighth optical surfaces, respectively.
RU2007138325/28A 2007-10-17 2007-10-17 Large-aperture lens RU2348059C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007138325/28A RU2348059C1 (en) 2007-10-17 2007-10-17 Large-aperture lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007138325/28A RU2348059C1 (en) 2007-10-17 2007-10-17 Large-aperture lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2348059C1 true RU2348059C1 (en) 2009-02-27

Family

ID=40529969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007138325/28A RU2348059C1 (en) 2007-10-17 2007-10-17 Large-aperture lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2348059C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506616C1 (en) * 2012-07-17 2014-02-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения" High-speed infrared lens
RU2611100C1 (en) * 2015-10-23 2017-02-21 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" High-aperture lens
RU2630194C1 (en) * 2016-04-01 2017-09-05 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens
RU192401U1 (en) * 2019-04-29 2019-09-16 Акционерное общество "ЛОМО" Luminous Infrared Lens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050566C1 (en) * 1992-03-11 1995-12-20 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Lens objective for ir spectral range
RU2183340C1 (en) * 2000-10-18 2002-06-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Wide-aperture lens
RU26664U1 (en) * 2002-05-21 2002-12-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А.Зверева" LIGHT LIGHT
JP2005062559A (en) * 2003-08-15 2005-03-10 Fujinon Corp Lens for infrared camera
JP2005173346A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujinon Corp Lens for infrared camera

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050566C1 (en) * 1992-03-11 1995-12-20 Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" Lens objective for ir spectral range
RU2183340C1 (en) * 2000-10-18 2002-06-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Wide-aperture lens
RU26664U1 (en) * 2002-05-21 2002-12-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А.Зверева" LIGHT LIGHT
JP2005062559A (en) * 2003-08-15 2005-03-10 Fujinon Corp Lens for infrared camera
JP2005173346A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujinon Corp Lens for infrared camera

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506616C1 (en) * 2012-07-17 2014-02-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения" High-speed infrared lens
RU2611100C1 (en) * 2015-10-23 2017-02-21 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" High-aperture lens
RU2630194C1 (en) * 2016-04-01 2017-09-05 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens
RU192401U1 (en) * 2019-04-29 2019-09-16 Акционерное общество "ЛОМО" Luminous Infrared Lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2611100C1 (en) High-aperture lens
RU2506616C1 (en) High-speed infrared lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU2411555C1 (en) Large-aperture lens
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2351967C1 (en) Fast lens
RU2358300C1 (en) High-speed lens
RU2517760C1 (en) Collimator lens
RU2187135C2 (en) High-speed lens
RU2304795C1 (en) Objective
RU2092880C1 (en) Ocular
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU126479U1 (en) LIGHT LIGHT
RU2288493C1 (en) Ir mirror-lens objective
RU2346312C1 (en) Large-aperture lens
RU2359293C1 (en) Large aperture lens system
RU204540U1 (en) LENS
RU2181206C2 (en) High-speed lens
RU2302651C1 (en) Teleobjective
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2364901C1 (en) Ocular

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 6-2009

QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20200910