RU2365951C1 - Objective - Google Patents
Objective Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365951C1 RU2365951C1 RU2008114605/28A RU2008114605A RU2365951C1 RU 2365951 C1 RU2365951 C1 RU 2365951C1 RU 2008114605/28 A RU2008114605/28 A RU 2008114605/28A RU 2008114605 A RU2008114605 A RU 2008114605A RU 2365951 C1 RU2365951 C1 RU 2365951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- lenses
- objective
- curvature
- focal length
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 8
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических приборах, в том числе в телекамерах, работающих с приемной матрицей.The present invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical devices, including in cameras operating with a receiving matrix.
Известен четырехлинзовый фотографический объектив (патент Германии №403706, 42h 4/05, публ. 1924 г.), в котором первая линза по ходу лучей - двояковыпуклая, вторая - двояковогнутая, третья - двояковыпуклая и четвертая линза - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Однако этот объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 120 мм при относительном отверстии 1:2,5 и угле поля зрения 2W=11 град. имеет недостаточно высокое качество изображения. Поперечная сферическая аберрация для точки на оси достигает величины 0,339 мм, а для широких наклонных пучков в меридиональном и сагиттальном сечении - 0,327 мм и 0,355 мм соответственно.A four-lens photographic lens is known (German patent No. 403706, 42h 4/05, publ. 1924), in which the first lens along the rays is biconvex, the second is biconcave, the third is biconvex and the fourth lens is a positive meniscus convex to the image . However, this lens, calculated at a focal length of 120 mm with a relative aperture of 1: 2.5 and a field of view angle of 2W = 11 degrees. not high enough image quality. The transverse spherical aberration for a point on the axis reaches 0.339 mm, and for wide inclined beams in the meridional and sagittal sections, 0.327 mm and 0.355 mm, respectively.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является четырехлинзовый фотографический объектив (патент США №2170428, G02В 13/00, публ. 1939 г.), состоящий из четырех одиночных линз, в котором первая по ходу лучей - двояковыпуклая линза, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третья - двояковогнутая и четвертая линза - двояковыпуклая. В объективе радиусы кривизны первой поверхности по ходу лучей первой и второй линз и второй поверхности четвертой линзы по модулю меньше фокусного расстояния всего объектива; радиус кривизны первой поверхности первой линзы больше 55% фокусного расстояния всего объектива; радиус кривизны вогнутой поверхности второй линзы больше фокусного расстояния всего объектива; радиус кривизны первой поверхности двояковогнутой линзы больше радиуса кривизны ее второй поверхности, который более 25% фокусного расстояния всего объектива; воздушный промежуток между третьей и четвертой линзой больше, чем воздушный промежуток между второй и третьей линзой и меньше 30% фокусного расстояния всего объектива, и толщина второй линзы больше 12% и меньше 30% фокусного расстояния всего объектива. Кроме того, имеют место условия:The closest analogue to the claimed technical solution is a four-lens photographic lens (US patent No. 2170428, G02B 13/00, publ. 1939), consisting of four single lenses, in which the first along the rays is a biconvex lens, the second is a positive meniscus, facing concavity to the image, the third is biconcave and the fourth lens is biconvex. In the lens, the radii of curvature of the first surface along the rays of the first and second lenses and the second surface of the fourth lens are less than the focal length of the entire lens; the radius of curvature of the first surface of the first lens is more than 55% of the focal length of the entire lens; the radius of curvature of the concave surface of the second lens is greater than the focal length of the entire lens; the radius of curvature of the first surface of the biconcave lens is greater than the radius of curvature of its second surface, which is more than 25% of the focal length of the entire lens; the air gap between the third and fourth lens is larger than the air gap between the second and third lens and less than 30% of the focal length of the entire lens, and the thickness of the second lens is more than 12% and less than 30% of the focal length of the entire lens. In addition, the following conditions apply:
n1=n2=n4=1,6138n 1 = n 2 = n 4 = 1.6138
1,66<n3<1,891.66 <n 3 <1.89
ν1=ν2=ν4=56,3ν 1 = ν 2 = ν 4 = 56.3
23<ν3<3323 <ν 3 <33
где n1, n2 n3, n4 - показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линзы для линии d;where n 1 , n 2 n 3 , n 4 are the refractive indices of the material of the first, second, third and fourth lenses for line d;
ν1, ν2, ν3, ν4 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй, третьей и четвертой линзы для линии d.ν 1 , ν 2 , ν 3 , ν 4 - dispersion coefficients of the material of the first, second, third and fourth lenses for line d.
Кроме того, в объективе радиус кривизны первой поверхности первой линзы больше радиуса кривизны первой поверхности второй линзы; отношение радиуса кривизны по модулю второй поверхности второй линзы к радиусу кривизны ее первой поверхности равно 1,573; отношение радиуса кривизны по модулю первой поверхности третьей линзы к радиусу кривизны ее второй поверхности равно 3,936; отношение радиуса кривизны по модулю первой поверхности четвертой линзы к радиусу кривизны ее второй поверхности равно 3,12; а отношение толщины третьей линзы к фокусному расстоянию всего объектива равно 0,02.In addition, in the lens, the radius of curvature of the first surface of the first lens is greater than the radius of curvature of the first surface of the second lens; the ratio of the radius of curvature modulo the second surface of the second lens to the radius of curvature of its first surface is 1.573; the ratio of the radius of curvature modulo the first surface of the third lens to the radius of curvature of its second surface is 3.936; the ratio of the radius of curvature modulo the first surface of the fourth lens to the radius of curvature of its second surface is 3.12; and the ratio of the thickness of the third lens to the focal length of the entire lens is 0.02.
Объектив имеет более высокое качество изображения, чем объектив по патенту Германии №403706.The lens has a higher image quality than the lens according to German patent No. 403706.
Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет недостаточно большое фокусное расстояние - 100 мм и при относительном отверстии 1:2,5 и угле поля зрения 2W=11 град. имеет недостаточно высокое качество изображения. Поперечная сферическая аберрация для точки на оси достигает величины - 0,0793 мм, а для широких наклонных пучков в меридиональном и сагиттальном сечении - 0,0603 мм и 0,0821 мм соответственно, и значительный меридиональный астигматический отрезок (-0,263 мм). Объектив недостаточно технологичен, так как он не содержит плоских оптических поверхностей и не имеет равных по модулю радиусов кривизны оптических поверхностей.This lens is close in design to the claimed one, however, it does not have a sufficiently large focal length of 100 mm and with a relative aperture of 1: 2.5 and a field of view angle of 2W = 11 degrees. not high enough image quality. The transverse spherical aberration for a point on the axis reaches 0.0793 mm, and for wide inclined beams in the meridional and sagittal sections, 0.0603 mm and 0.0821 mm, respectively, and a significant meridional astigmatic segment (-0.263 mm). The lens is not technologically advanced enough, since it does not contain flat optical surfaces and does not have equal radii of curvature of the optical surfaces.
Задачей заявляемого изобретения является создание объектива с увеличенным фокусным расстоянием, повышенным качеством изображения и повышенной технологичностью.The task of the invention is the creation of a lens with an increased focal length, improved image quality and high adaptability.
Технический результат обусловлен поставленной задачей и представляет собой увеличение фокусного расстояния, повышение качества изображения при высоком уровне технологичности объектива.The technical result is due to the task and is an increase in focal length, improving image quality with a high level of adaptability of the lens.
Это достигается тем, что в объективе, состоящем из четырех одиночных линз, последовательно установленных по ходу лучей: первой - положительной, второй - положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, третьей - двояковогнутой и четвертой - двояковыпуклой, и в котором выполнены условия:This is achieved by the fact that in the lens, which consists of four single lenses, sequentially mounted along the rays: the first is positive, the second is the positive meniscus facing the concavity to the image, the third is biconcave and the fourth is biconvex, and in which the conditions are met:
n1=n2=n4 n 1 = n 2 = n 4
1,66<n3<1,891.66 <n 3 <1.89
23<ν3<3323 <ν 3 <33
d4<d6<0,3f′d 4 <d 6 <0.3f ′
0,12f′<d3<0,3f′;0,12f ′ <d 3 <0,3f ′;
где n1, n2, n3, n4 - показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии d;where n 1 , n 2 , n 3 , n 4 are the refractive indices of the material of the first, second, third and fourth lenses for line d;
ν3 - коэффициент дисперсии материала третьей линзы для линии d;ν 3 is the dispersion coefficient of the material of the third lens for the line d;
d4, d6 - воздушные промежутки между второй и третьей, третьей и четвертой линзами;d 4 , d 6 - air gaps between the second and third, third and fourth lenses;
f' - фокусное расстояние всего объектива;f 'is the focal length of the entire lens;
d3 - толщина второй линзы - положительного мениска;d 3 - the thickness of the second lens is a positive meniscus;
в отличие от известного первая линза выполнена выпукло-плоской, и имеют место соотношения:unlike the well-known first lens is convex-flat, and there are relations:
1,56<n1=n2=n4<1,61351.56 <n 1 = n 2 = n 4 <1.6135
57<ν1=ν2=v4<65,557 <ν 1 = ν 2 = v 4 <65.5
|R1|<|R3|| R 1 | <| R 3 |
|R3|<|R8|| R 3 | <| R 8 |
1,7<|R4|/|R3|<2,71.7 <| R 4 | / | R 3 | <2.7
4,1<|R5|/|R6|<5,54.1 <| R 5 | / | R 6 | <5.5
1<|R7|/|R8|<2,51 <| R 7 | / | R 8 | <2.5
0,05<d5/f′<0,2;0.05 <d 5 / f ′ <0.2;
где ν1, ν2, ν4 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй, четвертой линзы для линии d;where ν 1 , ν 2 , ν 4 are the dispersion coefficients of the material of the first, second, fourth lenses for line d;
R1, R3, R4, R5, R6, R7, R8 - радиусы кривизны первой, третей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой оптических поверхностей;R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 are the radii of curvature of the first, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth optical surfaces;
d5 - толщина двояковогнутой линзы.d 5 - the thickness of the biconcave lens.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива. Объектив состоит из четырех одиночных линз по ходу лучей: первой - выпукло-плоской линзы 1, второй - положительного мениска 2, обращенного вогнутостью к изображению, третьей - двояковогнутой линзы 3, четвертой - двояковыпуклой линзы 4. За линзой 4 может быть расположен светофильтр и одна или несколько плоскопараллельных пластин и одна или несколько призм.The drawing shows an optical diagram of the proposed lens. The lens consists of four single lenses along the rays: the first is a convex-flat lens 1, the second is a positive meniscus 2 facing concavity to the image, the third is a biconcave lens 3, the fourth is a biconvex lens 4. Behind lens 4 there can be a light filter and one or several plane-parallel plates and one or more prisms.
Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. 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). Объектив может работать также и в обратном ходе лучей в качестве коллиматора.The proposed optical system works like a lens collecting from infinity. 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. The lens can also work in the reverse direction of the rays as a collimator.
В соответствии с предложенным решением рассчитан объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 480 до 660 нм.In accordance with the proposed solution, a lens is calculated that is corrected in the spectral range from 480 to 660 nm.
Конструктивные параметры рассчитанного объектива приведены в табл.1.The design parameters of the calculated lens are given in table 1.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
В рассчитанном объективе выполнены условия:In the calculated lens, the following conditions are met:
В табл.2 приведены аберрации для длины волны 587,56 нм ближайшего аналога и рассчитанном объектива.Table 2 shows the aberrations for the wavelength of 587.56 nm of the closest analogue and the calculated lens.
Рассчитанный объектив имеет фокусное расстояние 120,1 мм, большее, чем в ближайшем аналоге. Кроме того, в предложенном объективе одна оптическая поверхность выполнена плоской, и две имеют равные радиусы кривизны, что обеспечивает ему более высокую технологичность. Предложенный объектив имеет более высокое качество изображения, что следует из табл.2.The calculated lens has a focal length of 120.1 mm, greater than in the closest analogue. In addition, in the proposed lens, one optical surface is made flat, and two have equal radii of curvature, which provides it with higher manufacturability. The proposed lens has a higher image quality, which follows from table 2.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан объектив с увеличенным фокусным расстоянием, с повышенным качеством изображения при высоком уровне технологичности.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a lens with an increased focal length, with an improved image quality at a high level of manufacturability is created.
Claims (1)
n1=n2=n4
1,66<n3<1,89
23<ν3<33
d4<d6<0,3f′
0,12f′<d3<0,3f′,
где n1, n2, n3, n4 - показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии d;
ν3 - коэффициент дисперсии материала третьей линзы для линии d;
d4, d6 - воздушные промежутки между второй и третьей, третьей и четвертой линзами;
f′ - фокусное расстояние всего объектива;
d3 - толщина второй линзы - положительного мениска,
отличающийся тем, что первая линза выполнена выпуклоплоской и имеют место соотношения
1,56<n1=n2=n4<1,6135
57<ν1=ν2=v4<65,5
|R1|<|R3|
|R3|<|R8|
1,7<|R4|/|R3|<2,7
4,1<|R5|/|R6|<5,5
1<|R7|/|R8|<2,5
0,05<d5/f′<0,2,
где ν1, ν2, ν4 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй, четвертой линзы для линии d;
R1, R3, R4, R5, R6, R7, R8 - радиусы кривизны первой, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой оптических поверхностей;
d5 - толщина двояковогнутой линзы. A lens consisting of four single lenses sequentially mounted along the rays: the first is positive, the second is the positive meniscus facing concavity to the image, the third is biconcave and the fourth is biconvex, in which
n 1 = n 2 = n 4
1.66 <n 3 <1.89
23 <ν 3 <33
d 4 <d 6 <0.3f ′
0,12f ′ <d 3 <0,3f ′,
where n 1 , n 2 , n 3 , n 4 are the refractive indices of the material of the first, second, third and fourth lenses for line d;
ν 3 is the dispersion coefficient of the material of the third lens for the line d;
d 4 , d 6 - air gaps between the second and third, third and fourth lenses;
f ′ is the focal length of the entire lens;
d 3 - the thickness of the second lens is a positive meniscus,
characterized in that the first lens is convex and the relations
1.56 <n 1 = n 2 = n 4 <1.6135
57 <ν 1 = ν 2 = v 4 <65.5
| R 1 | <| R 3 |
| R 3 | <| R 8 |
1.7 <| R 4 | / | R 3 | <2.7
4.1 <| R 5 | / | R 6 | <5.5
1 <| R 7 | / | R 8 | <2.5
0.05 <d 5 / f ′ <0.2,
where ν 1 , ν 2 , ν 4 are the dispersion coefficients of the material of the first, second, fourth lenses for line d;
R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 are the radii of curvature of the first, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth optical surfaces;
d 5 - the thickness of the biconcave lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114605/28A RU2365951C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Objective |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114605/28A RU2365951C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Objective |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2365951C1 true RU2365951C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41149987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114605/28A RU2365951C1 (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Objective |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365951C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2170428A (en) * | 1937-05-31 | 1939-08-22 | Zeiss Carl Fa | Four-lens photo-objective |
| US4695136A (en) * | 1984-03-03 | 1987-09-22 | Jos. Schneider Optische Werke Kreuznach Gmbh & Co. Kg | Projection objective assembly |
| RU2104572C1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им.С.А.Зверева" | Wide-aperture lens for near infrared light |
| RU2153691C2 (en) * | 1997-12-23 | 2000-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
| RU18202U1 (en) * | 2000-12-26 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | LIGHT LIGHT FOR THE NEAR IR SPECTRUM AREA |
-
2008
- 2008-04-17 RU RU2008114605/28A patent/RU2365951C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2170428A (en) * | 1937-05-31 | 1939-08-22 | Zeiss Carl Fa | Four-lens photo-objective |
| US4695136A (en) * | 1984-03-03 | 1987-09-22 | Jos. Schneider Optische Werke Kreuznach Gmbh & Co. Kg | Projection objective assembly |
| RU2104572C1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им.С.А.Зверева" | Wide-aperture lens for near infrared light |
| RU2153691C2 (en) * | 1997-12-23 | 2000-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
| RU18202U1 (en) * | 2000-12-26 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | LIGHT LIGHT FOR THE NEAR IR SPECTRUM AREA |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
| RU2411555C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2396581C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2359295C1 (en) | Telescopic galilei-type optical system | |
| RU2365951C1 (en) | Objective | |
| RU2384868C1 (en) | Doublet objective lens | |
| RU2445658C1 (en) | Wide-angle lens | |
| RU2315341C1 (en) | Fast lens for near ir-spectrum range | |
| RU162318U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
| RU162339U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
| RU2351967C1 (en) | Fast lens | |
| RU2445659C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2308063C1 (en) | Fast high-speed lens | |
| RU2545064C2 (en) | Variable focus lens | |
| RU77457U1 (en) | LENS | |
| RU2364901C1 (en) | Ocular | |
| RU126479U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
| RU2302651C1 (en) | Teleobjective | |
| RU2412455C1 (en) | Four-element lens | |
| RU2357274C1 (en) | Objective | |
| RU2377619C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2281537C1 (en) | Three-element telephoto lens | |
| RU2304795C1 (en) | Objective |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140418 |