RU2396581C1 - Large-aperture lens - Google Patents
Large-aperture lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396581C1 RU2396581C1 RU2009123257/28A RU2009123257A RU2396581C1 RU 2396581 C1 RU2396581 C1 RU 2396581C1 RU 2009123257/28 A RU2009123257/28 A RU 2009123257/28A RU 2009123257 A RU2009123257 A RU 2009123257A RU 2396581 C1 RU2396581 C1 RU 2396581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- biconvex
- curvature
- radius
- Prior art date
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 102100023600 Fibroblast growth factor receptor 2 Human genes 0.000 description 2
- 101000827688 Homo sapiens Fibroblast growth factor receptor 2 Proteins 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000628575 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 19 Proteins 0.000 description 1
- 101000628647 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 24 Proteins 0.000 description 1
- 101000880439 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 3 Proteins 0.000 description 1
- 102100026757 Serine/threonine-protein kinase 19 Human genes 0.000 description 1
- 102100026764 Serine/threonine-protein kinase 24 Human genes 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 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 приборах, в частности в телекамерах, работающих с приемной матрицей, например, в ИК-диапазоне длин волн.The present invention relates to optical instrumentation and can be used in various devices, in particular in cameras operating with a receiving matrix, for example, in the infrared wavelength range.
Известен светосильный объектив (SU 1527604; G02B 9/62, 11/32; публ. 1989 г.), содержащий шесть линз в четырех компонентах. Первый из них по ходу лучей - положительный, состоящий из одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй - двояковыпуклая линза, третий - положительный мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертый - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности. Модули радиусов кривизны второй R2 поверхности двояковыпуклой линзы первого компонента и первой поверхности R3 его двояковогнутой линзы удовлетворяют условию:Known fast lens (SU 1527604; G02B 9/62, 11/32; publ. 1989), containing six lenses in four components. The first of them along the rays is positive, consisting of single biconvex and biconcave lenses, the second is a biconvex lens, the third is a positive meniscus glued from a biconvex and biconcave lenses, and the fourth is a negative meniscus with a concavity facing the image whose radius of curvature is convex more radius of curvature of the concave surface. The modules of the radii of curvature of the second R 2 surface of the biconvex lens of the first component and the first surface R 3 of its biconcave lens satisfy the condition:
|R3|<|R2|.| R 3 | <| R 2 |.
Объектив работает в диапазоне длин волн от 700 до 900 нм.The lens operates in the wavelength range from 700 to 900 nm.
Апертурная диафрагма расположена между первым и вторым компонентами. Характеристики объектива:The aperture diaphragm is located between the first and second components. Lens Specifications:
Этот объектив имеет малые относительное отверстие и угловое поле зрения.This lens has a small relative aperture and angular field of view.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является светосильный объектив (Патент РФ №2351967; G02B 9/60, 11/30, 13/14; публ. 2009), содержащий шесть линз в четырех компонентах. Первый из них по ходу лучей - положительный, состоящий из одиночных двояковыпуклой и вогнутоплоской линзы, при этом в первом компоненте радиус кривизны второй поверхности двояковыпуклой линзы по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности отрицательной линзы, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к изображению, и ее радиус кривизны равен радиусу кривизны первой поверхности отрицательной линзы первого компонента, третий - положительный, склеенный из двояковыпуклой и вогнутоплоской линз, четвертый - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности больше радиуса кривизны вогнутой поверхности, причем каждая двояковыпуклая линза в первом и третьем компонентах выполнена симметричной и из одного материала. Расстояние d4 между первым и вторым компонентами удовлетворяет условию:The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens (RF Patent No. 2351967; G02B 9/60, 11/30, 13/14; publ. 2009), containing six lenses in four components. The first one along the rays is positive, consisting of a single biconvex and concave plane lens, while in the first component the radius of curvature of the second surface of the biconvex lens is greater in magnitude than the radius of curvature of the first surface of the negative lens, the second component is the positive meniscus with the convex surface facing the image, and its radius of curvature is equal to the radius of curvature of the first surface of the negative lens of the first component, the third is positive, glued from a biconvex and concave plane lens, four the fifth is the positive meniscus facing concavity to the image in which the radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface, and each biconvex lens in the first and third components is made symmetrical and from the same material. The distance d 4 between the first and second components satisfies the condition:
f'<d4<1,5f',f '<d 4 <1,5f',
где: f' - фокусное расстояние объектива.where: f 'is the focal length of the lens.
Кроме того, показатель преломления материала четвертого компонента - положительного мениска равен 1,518294 для линии е, а показатель преломления материала двояковыпуклой линзы третьего компонента равен 1,662237 для линии е и показатель преломления материала положительного мениска - второго компонента равен 1,489118 для линии е.In addition, the refractive index of the material of the fourth component, the positive meniscus, is 1.518294 for the line e, and the refractive index of the material of the biconvex lens of the third component is 1.662237 for the line e and the refractive index of the material of the positive meniscus, the second component, is 1.489118 for the line e .
Объектив работает в диапазоне длин волн от 650 до 900 нм. Апертурная диафрагма расположена за вогнутоплоской линзой первого компонента на расстоянии 62,8 мм. Характеристики объектива:The lens operates in the wavelength range from 650 to 900 nm. The aperture diaphragm is located behind the concave plane lens of the first component at a distance of 62.8 mm. Lens Specifications:
Отношение расстояния от первой оптической поверхности до заднего фокуса к фокусному расстоянию всего объектива равно 2,804.The ratio of the distance from the first optical surface to the back focus to the focal length of the entire lens is 2.804.
По конструкции объектив близок к заявляемому, однако имеет малое угловое поле зрения и большое отношение расстояния от первой оптической поверхности до заднего фокуса к фокусному расстоянию всего объектива, что увеличивает продольные габариты всей конструкции объектива.By design, the lens is close to the claimed one, however, it has a small angular field of view and a large ratio of the distance from the first optical surface to the back focus to the focal length of the entire lens, which increases the longitudinal dimensions of the entire lens structure.
Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.The task of the invention is the creation of a fast lens with improved performance with high image quality.
Технический результат заявляемого изобретения - увеличение углового поля зрения и уменьшение габаритов при высоком качестве изображения.The technical result of the claimed invention is an increase in the angular field of view and a decrease in size with high image quality.
Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из четырех компонентов, первый из которых по ходу лучей - положительный и выполнен из одиночных двояковыпуклой и вогнутоплоской линз, второй компонент - одиночная положительная линза, третий компонент - положительный, склеенный из двояковыпуклой и отрицательной линз, четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению положительный мениск, у которого модуль радиуса кривизны выпуклой поверхности больше модуля радиуса кривизны вогнутой поверхности, при этом в первом компоненте радиус кривизны второй поверхности двояковыпуклой линзы по модулю больше радиуса кривизны первой поверхности отрицательной линзы, причем двояковыпуклые линзы первого и третьего компонентов выполнены каждая симметричной, в отличие от известного второй компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, отрицательная линза третьего компонента выполнена двояковогнутой, показатель преломления четвертого компонента - более 1,64 и менее 1,9 для линии е, показатель преломления двояковыпуклой линзы третьего компонента более 1,56 и менее 1,63 для линии е и менее показателя преломления двояковыпуклой линзы первого компонента и имеет место условие:This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of four components, the first of which is positive along the rays and is made of single biconvex and concave flat lenses, the second component is a single positive lens, the third component is positive, glued from biconvex and negative lenses, the fourth component is the positive meniscus turned by the concavity to the image, whose modulus of radius of curvature of the convex surface is greater than the modulus of radius of curvature of the concave surface, while in the first On the other hand, the radius of curvature of the second surface of the biconvex lens is larger in magnitude than the radius of curvature of the first surface of the negative lens, and the biconvex lenses of the first and third components are each symmetrical, unlike the known second component, they are made in the form of a plano-convex lens, the negative lens of the third component is biconcave, the refractive index of the fourth component - more than 1.64 and less than 1.9 for the line e, the refractive index of the biconvex lens of the third component is more than 1.56 and less than 1.63 d For line e and less than the refractive index of the biconvex lens of the first component, the condition holds:
0,5f'<d4<f',0.5f '<d 4 <f',
где: f' - фокусное расстояние объектива;where: f 'is the focal length of the lens;
d4 - расстояние между первым и вторым компонентами.d 4 is the distance between the first and second components.
Кроме того, в объективе показатель преломления второго компонента - плосковыпуклой линзы может быть более 1,5 и менее 1,87 для линии е.In addition, in the lens, the refractive index of the second component, a plano-convex lens, can be more than 1.5 and less than 1.87 for line e.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива. Светосильный объектив состоит из шести линз в четырех компонентах. Первый компонент по ходу лучей - положительный, состоит из одиночных двояковыпуклой линзы 1, выполненной симметричной с равными по модулю радиусами кривизны первой и второй поверхностей |R1|=|R2| и вогнутоплоской линзы 2, а модуль радиуса кривизны второй поверхности R2 двояковыпуклой линзы 1 больше модуля радиуса кривизны первой поверхности R3 вогнутоплоской линзы 2. Второй компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы 3, обращенной плоскостью к изображению. Третий компонент - положительный, склеенный из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы 5. Двояковыпуклая линза 4 выполнена симметричной с равными по модулю радиусами кривизны обеих поверхностей |R7|=|R8|. Четвертый компонент - обращенный вогнутостью к изображению мениск 6, у которого радиус кривизны выпуклой поверхности R10 больше радиуса кривизны R11 вогнутой поверхности. Мениск 6 выполнен положительным за счет увеличения его толщины d10 и показателя преломления материала - лантанового стекла группы сверхтяжелых кронов СТК19. За мениском 6 может быть расположен светофильтр и одна или несколько плоскопараллельных пластин.The drawing shows an optical diagram of the proposed lens. A fast lens consists of six lenses in four components. The first component along the rays - positive, consists of a single biconvex lens 1, made symmetrical with equal radii of curvature of the first and second surfaces | R 1 | = | R 2 | and a concave plane lens 2, and the radius of curvature modulus of the second surface R 2 of the biconvex lens 1 is greater than the radius of curvature modulus of the first surface R 3 of the concave plane lens 2. The second component is made in the form of a plano-convex lens 3 facing the image to the plane. The third component is positive, glued from a biconvex lens 4 and a biconcave lens 5. The biconvex lens 4 is symmetrical with equal radii of curvature of both surfaces | R 7 | = | R 8 |. The fourth component is the meniscus 6 turned by the concavity to the image, in which the radius of curvature of the convex surface R 10 is greater than the radius of curvature R 11 of the concave surface. The meniscus 6 is made positive by increasing its thickness d 10 and the refractive index of the material — lanthanum glass of the CTK19 superheavy crown group. Behind the meniscus 6, a light filter and one or more plane-parallel plates can be located.
Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works like a lens collecting from infinity. The luminous flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2, 3, 4, 5, 6 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 рассчитана конструкция светосильного объектива, исправленного в спектральном диапазоне от 650 до 900 нм. Его конструктивные параметры приведены в табл.1.In accordance with the proposed solution, the design of an aperture lens, corrected in the spectral range from 650 to 900 nm, was calculated. Its design parameters are given in table 1.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
апертурная диафрагма совпадает с первой оптической поверхностью линзы 3, но может находится и в другом месте.the aperture diaphragm coincides with the first optical surface of the lens 3, but can be located in another place.
В рассчитанном объективе выполнено условие d4=,9233f', где: f' - фокусное расстояние всего объектива для длины волны 766,49 нм. Фокусное расстояние четвертого компонента - мениска 6 для длины волны 766,49 нм f'4=2189,37 мм, т.е. мениск 6 выполнен положительным и из лантанового стекла СТК19 группы сверхтяжелых кронов с показателем преломления 1,747647 для линии е. Двояковыпуклая линза третьего компонента 4 выполнена из стекла ТК14 группы тяжелых кронов с показателем преломления 1,615506 для линии е и менее показателя преломления двояковыпуклой линзы первого компонента 1,662237, выполненного из лантанового стекла СТКЗ группы сверхтяжелых кронов. Плосковыпуклая линза - второй компонент выполнена из стекла группы кронов с показателем преломления 1,518294 для линии е.In the calculated lens, the condition d 4 =, 9233f 'is fulfilled, where: f' is the focal length of the entire lens for a wavelength of 766.49 nm. The focal length of the fourth component is meniscus 6 for a wavelength of 766.49 nm f ' 4 = 2189.37 mm, i.e. the meniscus 6 is positive and made of CTK19 lanthanum glass of the group of superheavy crowns with a refractive index of 1.747647 for the e line. The biconvex lens of the third component 4 is made of glass TK14 of the heavy crown group with a refractive index of 1.615506 for the line e and less than the refractive index of the biconvex lens of the first component 1.662237 made of STKZ lanthanum glass of the group of superheavy crowns. Flat-convex lens - the second component is made of glass from a group of crowns with a refractive index of 1.518294 for line e.
В табл.2 приведены аберрации для длины волны 766,49 нм рассчитанного объектива.Table 2 shows the aberrations for a wavelength of 766.49 nm of the calculated lens.
Предложенный объектив имеет угловое поле зрения 2W=8°40', что на 67% больше углового поля зрения ближайшего аналога; при этом отношение расстояния от первой оптической поверхности до заднего фокуса к фокусному расстоянию всего объектива равно 2,18; и высокое качество изображения, что следует из табл.2. Все это обеспечивает достижение технического результата - повышение углового поля зрения и уменьшение отношения расстояния от первой оптической поверхности до заднего фокуса к фокусному расстоянию всего объектива при высоком качестве изображения.The proposed lens has an angular field of view 2W = 8 ° 40 ', which is 67% more than the angular field of view of the closest analogue; the ratio of the distance from the first optical surface to the back focus to the focal length of the entire lens is 2.18; and high image quality, which follows from table.2. All this ensures the achievement of a technical result — an increase in the angular field of view and a decrease in the ratio of the distance from the first optical surface to the back focus to the focal length of the entire lens with high image quality.
Claims (2)
0,5f'<d4<f',
где f' - фокусное расстояние объектива;
d4 - расстояние между первым и вторым компонентами.1. A fast lens consisting of four components, the first of which is positive along the rays and is made of single biconvex and concave planes, the second component is a single positive lens, the third component is positive, bonded from biconvex and negative lenses, the fourth component is reversed concavity to the image is a positive meniscus, in which the radius of curvature of the convex surface is greater than the radius of curvature of the concave surface, while in the first component the radius of curvature of the second surface and the biconvex lens is larger in magnitude than the radius of curvature of the first surface of the negative lens, and each biconvex lens in the first and third components is symmetrical, characterized in that the second component is made in the form of a plano-convex lens facing the object with a plane, the negative lens of the third component is biconcave, indicator the refraction of the fourth component - a positive meniscus of more than 1.64 and less than 1.9 for the line e, the refractive index of the biconvex lens of the third component is more 1.56 and less than 1.63 for line e and less than the refractive index of the biconvex lens of the first component, in addition, the condition:
0.5f '<d 4 <f',
where f 'is the focal length of the lens;
d 4 is the distance between the first and second components.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009123257/28A RU2396581C1 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Large-aperture lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009123257/28A RU2396581C1 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Large-aperture lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2396581C1 true RU2396581C1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009123257/28A RU2396581C1 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Large-aperture lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2396581C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560748C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-08-20 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Large aperture optical system |
| RU2656015C1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-05-30 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Optical system |
| RU2690053C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-05-30 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | High-output lens |
| RU2726261C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-output lens |
| RU221663U1 (en) * | 2023-09-01 | 2023-11-16 | Акционерное общество "ЛОМО" | HIGH LENS |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1527604A1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Предприятие П/Я В-8450 | Fast lens |
| US5546228A (en) * | 1994-02-18 | 1996-08-13 | Nikon Corporation | Re-imaging optical system |
| RU2234721C1 (en) * | 2002-12-17 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Wide-aperture lens |
| RU2351967C1 (en) * | 2007-08-15 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
-
2009
- 2009-06-19 RU RU2009123257/28A patent/RU2396581C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1527604A1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-12-07 | Предприятие П/Я В-8450 | Fast lens |
| US5546228A (en) * | 1994-02-18 | 1996-08-13 | Nikon Corporation | Re-imaging optical system |
| RU2234721C1 (en) * | 2002-12-17 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Wide-aperture lens |
| RU2351967C1 (en) * | 2007-08-15 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560748C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-08-20 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Large aperture optical system |
| RU2656015C1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-05-30 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Optical system |
| RU2690053C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-05-30 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | High-output lens |
| RU2726261C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | High-output lens |
| RU221663U1 (en) * | 2023-09-01 | 2023-11-16 | Акционерное общество "ЛОМО" | HIGH LENS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8254040B2 (en) | Super-wide-angle lens system and imaging module having same | |
| RU2396581C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
| RU2645912C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2723338C1 (en) | Fast lens | |
| RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2445658C1 (en) | Wide-angle lens | |
| RU163268U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
| RU162339U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
| RU2351967C1 (en) | Fast lens | |
| RU2315341C1 (en) | Fast lens for near ir-spectrum range | |
| RU2445659C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2547005C1 (en) | Apochromatic lens | |
| RU2464599C1 (en) | Endoscope lens | |
| RU2388027C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2421764C1 (en) | Objective lens for visible and near infrared spectrum | |
| RU2308063C1 (en) | Fast high-speed lens | |
| RU2412455C1 (en) | Four-element lens | |
| RU108649U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
| RU126479U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
| RU2726261C1 (en) | High-output lens | |
| KR102508830B1 (en) | Optical Imaging System | |
| RU2357274C1 (en) | Objective | |
| RU2304795C1 (en) | Objective |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140620 |