RU2393515C1 - Lens with remote input pupil - Google Patents
Lens with remote input pupil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393515C1 RU2393515C1 RU2009119645/28A RU2009119645A RU2393515C1 RU 2393515 C1 RU2393515 C1 RU 2393515C1 RU 2009119645/28 A RU2009119645/28 A RU 2009119645/28A RU 2009119645 A RU2009119645 A RU 2009119645A RU 2393515 C1 RU2393515 C1 RU 2393515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- positive
- component
- image
- meniscus
- Prior art date
Links
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 101000628575 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 19 Proteins 0.000 description 3
- 102100026757 Serine/threonine-protein kinase 19 Human genes 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам с вынесенным входным зрачком, и может быть использовано в наблюдательных приборах и телевизионных обзорных комплексах.The invention relates to optical instrumentation, and in particular to lenses with a remote entrance pupil, and can be used in observation devices and television viewing complexes.
Известен объектив, содержащий пять компонентов, первый из которых - одиночная положительная линза, второй - двояковогнутая линза, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертый - положительная линза, склеенная из двояковыпуклой и менисковой линз, пятый - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Входной зрачок объектива находится вблизи первой поверхности первого компонента (Патент США № 4464024, кл. G02B 9/60, 1984).A lens is known that contains five components, the first of which is a single positive lens, the second is a biconcave lens, the third is a positive meniscus facing concavity to the object, the fourth is a positive lens glued from a biconvex and meniscus lenses, and the fifth is a single negative meniscus convex to the subject. The entrance pupil of the lens is located near the first surface of the first component (US Patent No. 4464024, CL G02B 9/60, 1984).
Указанный объектив имеет малое относительное отверстие, что препятствует построению на его основе оптической системы телевизионного комплекса, работающего в сумеречных условиях освещенности. Кроме того, отсутствие вынесенного зрачка не позволяет разместить перед объективом светорегулирующее устройство, необходимое для поддержания постоянного уровня освещенности изображения.The specified lens has a small relative aperture, which prevents the construction on its basis of the optical system of a television complex operating in twilight lighting conditions. In addition, the absence of a pupil does not allow placing in front of the lens the dimming device necessary to maintain a constant level of image illumination.
Наиболее близким к заявляемому является объектив с вынесенным входным зрачком, содержащий пять компонентов, первый из которых - положительный, выполненный в виде двусклеенной линзы, второй - двояковогнутая линза, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертый - положительный, выполненный в виде одиночной двояковыпуклой линзы, пятый - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Входной зрачок объектива вынесен на 0,5 мм относительно первой поверхности первого компонента (Патент РФ № 2053530, МПК6 G02B 9/60, 1993).Closest to the claimed is a lens with a remote entrance pupil containing five components, the first of which is positive, made in the form of a double-glued lens, the second is a biconcave lens, the third is a positive meniscus facing concavity to the object, the fourth is positive, made in the form of a single a biconvex lens, the fifth is a positive meniscus facing concavity to the image, glued from a biconvex and biconcave lens. The entrance pupil of the lens is 0.5 mm relative to the first surface of the first component (RF Patent No. 2053530, IPC 6 G02B 9/60, 1993).
Указанный объектив имеет фокусное расстояние объектива F0=14 мм, относительное отверстие D0/F0=1:1,4 и угловое поле 2W=43°. Объектив ахроматизирован в диапазоне длин волн Δλ=450÷750 нм. На пространственной частоте ν=80 мм-1 коэффициент передачи контраста равен: в центре углового поля ТЦ(ν)=0,5; в зоне 0,8 углового поля (2W=35°) ТК(ν)=0,2. Дисторсия в зоне 0,8 углового поля равна δ=5%.The specified lens has a focal length of the lens F 0 = 14 mm, the relative aperture D 0 / F 0 = 1: 1.4 and the angular field 2W = 43 °. The lens is achromatized in the wavelength range Δλ = 450 ÷ 750 nm. At the spatial frequency ν = 80 mm -1, the contrast transfer coefficient is equal to: in the center of the angular field T C (ν) = 0.5; in the zone of 0.8 of the angular field (2W = 35 °) T K (ν) = 0.2. The distortion in the zone of 0.8 of the angular field is equal to δ = 5%.
Недостаток указанного объектива - малое расстояние от входного зрачка до первой поверхности объектива, что не позволяет разместить вблизи входного зрачка устройство для управления световым пучком, например затвор, модулятор, сканер, призму для поворота изображения и т.п.The disadvantage of this lens is the small distance from the entrance pupil to the first surface of the lens, which does not allow placing a device for controlling the light beam near the entrance pupil, for example, a shutter, a modulator, a scanner, a prism for image rotation, etc.
Так как в плоскости входного зрачка световой пучок имеет минимальные размеры в поперечном сечении, то размещение такого устройства вблизи входного зрачка обеспечивает минимальные его габариты и, соответственно, минимальные габариты всей оптической системы. При построении оптической системы именно габариты часто служат препятствием к использованию таких устройств.Since the light beam has the minimum dimensions in the cross section in the plane of the entrance pupil, the placement of such a device near the entrance pupil ensures its minimum dimensions and, accordingly, the minimum dimensions of the entire optical system. When constructing an optical system, it is precisely the dimensions that often serve as an obstacle to the use of such devices.
Кроме того, указанный объектив имеет недостаточно высокое качество изображения. Для телевизионных обзорных комплексов нередко требуются высокоразрешающие объективы с разрешение не менее 120 мм-1, которое указанный объектив не обеспечивает.In addition, the specified lens has insufficient image quality. High-resolution lenses with a resolution of at least 120 mm -1 , which this lens does not provide, are often required for television surveillance systems.
Задача настоящего изобретения - увеличение расстояние от входного зрачка до первой поверхности объектива и повышение качества изображения.The objective of the present invention is to increase the distance from the entrance pupil to the first surface of the lens and improve image quality.
Для решения поставленной задачи в объективе с вынесенным входным зрачком, содержащем апертурную диафрагму и пять компонентов, первый из которых - положительный, второй - отрицательный, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, четвертый - положительный, содержащий одиночную двояковыпуклую линзу, пятый - мениск, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, новым является то, что первый компонент выполнен в виде одиночной линзы, второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, склеенного из отрицательной и положительной линз, четвертый компонент выполнен в виде двух одиночных линз, первая из которых - двояковыпуклая, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, пятый компонент выполнен отрицательным.To solve the problem, in a lens with an external entrance pupil containing an aperture diaphragm and five components, the first of which is positive, the second is negative, the third is a positive meniscus facing concavity to the object, the fourth is positive, containing a single biconvex lens, and the fifth is a meniscus facing concavity to the image, glued from a biconvex and biconcave lenses, new is that the first component is made in the form of a single lens, the second component is made in the form of a meniscus, ar Tightened with concavity to the object, glued from negative and positive lenses, the fourth component is made in the form of two single lenses, the first of which is biconvex, the second is the positive meniscus facing the concavity to the image, the fifth component is made negative.
В частном случае в объективе с вынесенным входным зрачком выполнены соотношения:In a particular case, in the lens with a remote entrance pupil, the following relations are satisfied:
0,5·F0<S0<1,5·F0;0.5 · F 0 <S 0 <1.5 · F 0 ;
0,9·F0<F4<1,4·F0;0.9 F 0 <F 4 <1.4 F 0 ;
где S0 - расстояние от апертурной диафрагмы до первой поверхности первого компонента;where S 0 is the distance from the aperture diaphragm to the first surface of the first component;
F4 - фокусное расстояние четвертого компонента;F 4 is the focal length of the fourth component;
F0 - фокусное расстояние объектива.F 0 is the focal length of the lens.
Представленная конструкция позволяет увеличить расстояние от входного зрачка до первой поверхности объектива и повысить качество изображения.The presented design allows you to increase the distance from the entrance pupil to the first surface of the lens and improve image quality.
В частном случае указанные соотношения определяют требования к конструктивным параметрам объектива, позволяющим обеспечить одновременно большое удаление входного зрачка и высокое качество изображения.In the particular case, these ratios determine the requirements for the design parameters of the lens, which allows for simultaneous large removal of the entrance pupil and high image quality.
Увеличение расстояния от входного зрачка до первой поверхности объектива позволяет разместить вблизи входного зрачка устройство для управления световым пучком, например затвор, модулятор, сканер, призму для поворота изображения и т.п.Increasing the distance from the entrance pupil to the first surface of the lens allows you to place near the entrance pupil a device for controlling the light beam, for example, a shutter, a modulator, a scanner, a prism for image rotation, etc.
На фиг.1 показана оптическая схема объектива, на фиг.2 - рассчитанный коэффициент передачи контраста объектива.Figure 1 shows the optical scheme of the lens, figure 2 is the calculated transmission coefficient of the contrast of the lens.
Объектив состоит из последовательно размещенных на оптической оси апертурной диафрагмы 1 и пяти оптических компонентов. Первый компонент - положительный, выполнен в виде одиночной линзы 2. Второй компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, выполнен склеенным из отрицательной линзы 3 и положительной линзы 4. Третий компонент - одиночный положительный мениск 5, обращенный вогнутостью к предмету. Четвертый компонент - положительный, выполнен в виде двух одиночных линз 6 и 7, первая из которых - двояковыпуклая, вторая - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Пятый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный из двояковыпуклой линзы 8 и двояковогнутой линзы 9.The lens consists of sequentially placed on the optical axis of the
В частном случае при этом выполнены соотношения:In the particular case, the following relations are satisfied:
0,5·F0<S0<1,5·F0;0.5 · F 0 <S 0 <1.5 · F 0 ;
0,9·F0<F4<1,4·F0;0.9 F 0 <F 4 <1.4 F 0 ;
где S0 - расстояние от апертурной диафрагмы до первой поверхности первого компонента;where S 0 is the distance from the aperture diaphragm to the first surface of the first component;
F4 - фокусное расстояние четвертого компонента;F 4 is the focal length of the fourth component;
F0 - фокусное расстояние объектива.F 0 is the focal length of the lens.
Ниже приведен пример конкретного выполнения объектива с вынесенным входным зрачком. В таблице приведены конструктивные параметры объектива - радиусы поверхностей, толщины линз и воздушных промежутков между ними, световые и полные диаметры и марки стекол линз.The following is an example of a specific implementation of the lens with a remote entrance pupil. The table shows the design parameters of the lens - the radii of the surfaces, the thickness of the lenses and the air gaps between them, the light and full diameters and brands of lens glasses.
Апертурная диафрагма размещена на расстоянии S0=24 мм от первой поверхности объектива. Диаметр апертурной диафрагмы D0=12,9 мм.The aperture diaphragm is placed at a distance S 0 = 24 mm from the first surface of the lens. The diameter of the aperture diaphragm is D 0 = 12.9 mm.
В целях снижения трудоемкости изготовления в указанной конструкции использованы четыре поверхности с одинаковыми радиусами кривизны (R4=R6=R8=R13), и, кроме того, использована одна плоская поверхность (R2=∞).In order to reduce the complexity of manufacturing in this design, four surfaces with the same radii of curvature (R 4 = R 6 = R 8 = R 13 ) were used, and, in addition, one flat surface was used (R 2 = ∞).
Объектив имеет следующие характеристики:The lens has the following characteristics:
- фокусное расстояние F0=18,1 мм;- focal length F 0 = 18.1 mm;
- относительное отверстие D0/F0=1:1,4;- relative aperture D 0 / F 0 = 1: 1.4;
- угловое поле зрения 2W=26° (линейное поле 2Y=8,2 мм);- angular field of view 2W = 26 ° (linear field 2Y = 8.2 mm);
- диапазон длин волн Δλ=450÷650 нм,- wavelength range Δλ = 450 ÷ 650 nm,
- дисторсия на краю поля δ=2,8%.- distortion at the edge of the field δ = 2.8%.
Коррекция аберраций объектива обеспечивает высокий коэффициент передачи контраста в пределах всего углового поля. На пространственной частоте ν1=80 мм-1 коэффициент передачи контраста равен: в центре углового поля ТЦ(ν1)=0,6; на краю углового поля ТК(ν1)=0,3. Соответственно, на пространственной частоте ν2=120 мм-1 коэффициент передачи контраста равен: в центре углового поля ТЦ(ν2)=0,4; на краю углового поля ТК(ν2)=0,15.Correction of lens aberrations provides a high contrast transfer coefficient within the entire angular field. At the spatial frequency ν 1 = 80 mm -1, the contrast transfer coefficient is equal to: in the center of the angular field T C (ν 1 ) = 0.6; on the edge of the angular field T K (ν 1 ) = 0.3. Accordingly, at the spatial frequency ν 2 = 120 mm -1, the contrast transfer coefficient is equal to: in the center of the angular field T C (ν 2 ) = 0.4; on the edge of the angular field T K (ν 2 ) = 0.15.
Положительный эффект предлагаемой конструкции объектива заключается в том, что она обеспечивает, по сравнению с прототипом, повышенное качество изображения и увеличенное расстоянии от входного зрачка до первой поверхности объектива. Увеличение удаления входного зрачка дает возможность использовать объектив совместно с устройством для управления световым пучком, например затвором, модулятором, сканером, призмой для поворота изображения и т.п.The positive effect of the proposed lens design is that it provides, in comparison with the prototype, improved image quality and increased distance from the entrance pupil to the first surface of the lens. Increasing the removal of the entrance pupil makes it possible to use the lens in conjunction with a device for controlling the light beam, for example, a shutter, a modulator, a scanner, a prism for image rotation, etc.
Claims (2)
0,5·F0<S0<1,5·F0; 0,9·F0<F4<1,4·F0 2. The lens according to claim 1, characterized in that for S 0 - the distance from the aperture diaphragm to the first surface of the first component, F 4 - the focal length of the fourth component, and F 0 - the focal length of the lens, the relations
0.5 · F 0 <S 0 <1.5 · F 0 ; 0.9F 0 <F 4 <1.4F 0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119645/28A RU2393515C1 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Lens with remote input pupil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119645/28A RU2393515C1 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Lens with remote input pupil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393515C1 true RU2393515C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009119645/28A RU2393515C1 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Lens with remote input pupil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393515C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216394U1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-02-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | EXTENDED TELECENTRIC LENS |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2053530C1 (en) * | 1993-01-11 | 1996-01-27 | Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационно-оптических систем - Головной институт Всероссийского научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова" | Objective with removed entrance pupil |
| RU2138068C1 (en) * | 1998-06-30 | 1999-09-20 | Калинин Леонид Владимирович | Wide-angle lens of long focal length with outside entrance pupil |
| RU2252440C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-05-20 | Сергей Максимович Козловский | Objective for night vision devices |
| US7102834B2 (en) * | 2004-02-22 | 2006-09-05 | Leica Camera Ag | Photographic objective of the modified double gauss type |
-
2009
- 2009-05-25 RU RU2009119645/28A patent/RU2393515C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2053530C1 (en) * | 1993-01-11 | 1996-01-27 | Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационно-оптических систем - Головной институт Всероссийского научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова" | Objective with removed entrance pupil |
| RU2138068C1 (en) * | 1998-06-30 | 1999-09-20 | Калинин Леонид Владимирович | Wide-angle lens of long focal length with outside entrance pupil |
| US7102834B2 (en) * | 2004-02-22 | 2006-09-05 | Leica Camera Ag | Photographic objective of the modified double gauss type |
| RU2252440C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-05-20 | Сергей Максимович Козловский | Objective for night vision devices |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216394U1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-02-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | EXTENDED TELECENTRIC LENS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI528049B (en) | Fixed-focus lens | |
| US20200096748A1 (en) | Lens module and image apparatus | |
| CN108267834B (en) | Fixed focal length lens | |
| US10031319B2 (en) | Optical image capturing system | |
| JP2012159841A (en) | Imaging microlens | |
| TWI438472B (en) | Lens module system | |
| CN110471172A (en) | A kind of tight shot | |
| KR20130054006A (en) | Infrared optical lens system | |
| TWI530710B (en) | Projection apparatus and projection lens | |
| TWI622792B (en) | Imaging lens | |
| CN101403819A (en) | Wide-angle zoom optic system | |
| RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
| TWI431353B (en) | Fixed focus projection lens | |
| RU2645912C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2371744C1 (en) | High-aperture projection lens | |
| RU2393515C1 (en) | Lens with remote input pupil | |
| RU2547005C1 (en) | Apochromatic lens | |
| TW201423149A (en) | Zoom lens | |
| RU2464599C1 (en) | Endoscope lens | |
| RU2313812C2 (en) | Wide-angle objective with extended entrance pupil | |
| RU76722U1 (en) | LENS | |
| US9594233B2 (en) | Zoom lens | |
| RU2379721C1 (en) | Projection high-aperture lens | |
| RU2690053C1 (en) | High-output lens | |
| RU2726280C1 (en) | High-output lens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110526 |