[go: up one dir, main page]

RU2331094C2 - Apochromatic objective - Google Patents

Apochromatic objective Download PDF

Info

Publication number
RU2331094C2
RU2331094C2 RU2006121862/28A RU2006121862A RU2331094C2 RU 2331094 C2 RU2331094 C2 RU 2331094C2 RU 2006121862/28 A RU2006121862/28 A RU 2006121862/28A RU 2006121862 A RU2006121862 A RU 2006121862A RU 2331094 C2 RU2331094 C2 RU 2331094C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
biconvex
lenses
apochromatic
component
Prior art date
Application number
RU2006121862/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121862A (en
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное предприятие "Новосибирский приборостроительный завод" (ФГУП "ПО "НПЗ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное предприятие "Новосибирский приборостроительный завод" (ФГУП "ПО "НПЗ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное предприятие "Новосибирский приборостроительный завод" (ФГУП "ПО "НПЗ")
Priority to RU2006121862/28A priority Critical patent/RU2331094C2/en
Priority to PCT/RU2007/000305 priority patent/WO2008002188A1/en
Publication of RU2006121862A publication Critical patent/RU2006121862A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2331094C2 publication Critical patent/RU2331094C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G02B9/14Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
    • G02B9/24Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - + two of the components having compound lenses
    • G02B9/28Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - + two of the components having compound lenses the middle and rear components having compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: apochromatic objective can be used in astronomical telescopes for visual observation and photographing. The objective consists of three components, the first of which is a single biconvex lens; the second component consists of three lenses - biconvex, biconcave and a converging meniscus; the third component consists of a biconvex and biconcave lens. All lenses are made from two types of conventional optical glass, refraction coefficients and dispersion coefficients of which satisfy the condition: 1.45<n1<1.55, 1.65<n2<1.75, 50<γ1<60, 30<γ2<40.
EFFECT: making of an apochromatic objective with high quality of image with minimum number of optical elements when using conventional optical glass for making the lenses.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used as an apochromatic lens in astronomical telescopes for visual observation and photographing.

Известен диалитический рефрактор Александра Роджерса, состоящий из двух компонентов [A. Rogers, "On the Construction of large Achromatic Telescopes," Memoirs of the Astronomical Society of London 3.2 (1829), pp.229-233]. Первый компонент - плосковыпуклая линза, второй компонент выполнен из двух линз и служит для коррекции сферической аберрации и ахроматизации системы.Known dialysis refractor Alexander Rogers, consisting of two components [A. Rogers, "On the Construction of large Achromatic Telescopes," Memoirs of the Astronomical Society of London 3.2 (1829), pp.229-233]. The first component is a plano-convex lens, the second component is made of two lenses and serves to correct spherical aberration and achromatization of the system.

Недостатками диалитического рефрактора Александра Роджерса являются остаточные вторичный спектр и хроматизм увеличения.The disadvantages of Alexander Rogers dialysis refractor are residual secondary spectrum and increase chromatism.

Известна также система рефрактора с субапертурным апохроматическим корректором, содержащая два компонента, первый из которых выполнен из двух линз, а второй - из трех [R.Christen in Sky and Telescope (Oct., 1985), pp.375-378].A refractor system with a sub-aperture apochromatic corrector is also known, containing two components, the first of which is made of two lenses, and the second of three [R. Christen in Sky and Telescope (Oct., 1985), pp.375-378].

Недостатками этой системы являются остаточный хроматизм увеличения и применение особого стекла.The disadvantages of this system are residual increase chromatism and the use of special glass.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является система Романа Дуплова, состоящая из трех компонентов [R. Duplov, "Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses", Applied Optics (March 2006), 66926]. Первый компонент представляет собой два мениска, обращенные выпуклостями друг к другу, второй компонент выполнен из мениска, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.The closest technical solution adopted for the prototype is the Roman Duplov system, consisting of three components [R. Duplov, "Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses", Applied Optics (March 2006), 66926]. The first component is two meniscus, convex to each other, the second component is made of meniscus, biconvex and biconcave lenses, the third component is made of biconvex and biconcave lenses.

Однако такой объектив имеет в первом компоненте два габаритных мениска, что ведет к увеличению габаритов объектива, его массы, сложности и трудоемкости изготовления, сборки и юстировки. Кроме того, в конструкции объектива прототипа используются три марки стекла.However, such a lens has two overall meniscus in the first component, which leads to an increase in the dimensions of the lens, its mass, complexity and the complexity of manufacturing, assembly and alignment. In addition, three grades of glass are used in the design of the prototype lens.

Задачей предлагаемого изобретения является создание апохроматического объектива с высоким качеством изображения с минимальным количеством оптических элементов при использовании в качестве материала для линз обычного оптического стекла.The objective of the invention is the creation of an apochromatic lens with high image quality with a minimum number of optical elements when using ordinary optical glass as a lens material.

Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента, причем компонент состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, а третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:The problem is achieved in that in an apochromatic lens containing three positive components, the component consisting of three lenses - biconvex, biconcave and positive meniscus, and the third component consists of biconvex and biconcave lenses, the first component is made in the form of a biconvex lens, all lenses are made of two grades of ordinary optical glass, the refractive indices and dispersion coefficients of which satisfy the condition:

1,45<n1<1,551.45 <n 1 <1.55

1,65<n2<1,751.65 <n 2 <1.75

50<γ1<6050 <γ 1 <60

30<γ2<4030 <γ 2 <40

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 - Оптическая схема объектива.Figure 1 - Optical diagram of the lens.

Фиг.2 - График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны.Figure 2 is a graph of the dependence of the rear focal segment on the wavelength.

Фиг.3 - График продольных осевых аберраций.Figure 3 - Graph of longitudinal axial aberrations.

Фиг.4 - График астигматизма и дисторсии.Figure 4 - Graph of astigmatism and distortion.

Фиг.5 - График частотно-контрастной характеристики.Figure 5 - Graph of the frequency-contrast characteristics.

Апохроматический объектив содержит два положительных компонента и дополнительную двояковыпуклую линзу 1. Первый положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 2, двояковогнутой линзы 3 и положительного мениска 4. Второй положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6.The apochromatic lens contains two positive components and an additional biconvex lens 1. The first positive component consists of glued biconvex lens 2, a biconcave lens 3 and a positive meniscus 4. The second positive component consists of glued biconvex lens 5 and a biconcave lens 6.

Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:All lenses are made of two grades of ordinary optical glass, the refractive indices and dispersion coefficients of which satisfy the condition:

1,45<n1<1,551.45 <n 1 <1.55

1,65<n2<1,751.65 <n 2 <1.75

50<γ1<6050 <γ 1 <60

30<γ2<4030 <γ 2 <40

Параллельный пучок лучей от удаленного предмета проходит последовательно двояковыпуклую линзу и два компонента и строит изображение этого предмета в фокальной плоскости 7. Проходя через двояковыпуклую линзу 1, пучок лучей коллимируется, возникшие при этом аберрации на оси исправляются первым компонентом. Второй компонент исправляет полевые аберрации всего объектива.A parallel beam of rays from a distant object passes sequentially a biconvex lens and two components and builds an image of this object in the focal plane 7. Passing through a biconvex lens 1, the beam is collimated, the aberrations arising on the axis are corrected by the first component. The second component corrects the field aberrations of the entire lens.

При расчете апохроматического объектива авторы исходили из того, что главным силовым оптическим элементом является одиночная двояковыпуклая линза большой апертуры, первый положительный компонент исправляет аберрации на оси, второй положительный компонент исправляет аберрации по полю.When calculating the apochromatic lens, the authors proceeded from the fact that the main power optical element is a single biconvex lens of a large aperture, the first positive component corrects aberrations on the axis, and the second positive component corrects field aberrations.

На фиг.2 показана зависимость заднего фокального отрезка объектива от длины волны. По оси абсцисс отложено разница между значением фокального отрезка для длины волны 0,546 мкм и значениями фокальных отрезков для длин волн в интервале 0,43-0,67 мкм (размерность в мкм). По оси ординат отложена длина волны (мкм).Figure 2 shows the dependence of the rear focal segment of the lens on the wavelength. The abscissa shows the difference between the value of the focal length for a wavelength of 0.546 μm and the values of the focal lengths for wavelengths in the range 0.43-0.67 μm (dimension in μm). The ordinate shows the wavelength (μm).

Наглядно видна характерная для апохроматов S-образная форма кривой.The S-shaped curve characteristic of apochromats is clearly visible.

На фиг.3 показаны графики продольных осевых аберраций предлагаемого объектива. По оси абсцисс отложены значения продольных аберраций в мкм, а по оси ординат - координата в плоскости входного зрачка (в мкм).Figure 3 shows graphs of the longitudinal axial aberrations of the proposed lens. On the abscissa axis, the values of longitudinal aberrations in microns are plotted, and on the ordinate axis, the coordinate in the plane of the entrance pupil (in microns).

На фиг.4 показаны графики астигматизма (слева) и дисторсии (справа) предлагаемой оптической системы объектива. По осям ординат на обоих графиках отложен размер изображения (в мм), а по оси абсцисс - астигматические отрезки в мм и относительная дисторсия в%.Figure 4 shows graphs of astigmatism (left) and distortion (right) of the proposed optical system of the lens. The ordinate axes in both graphs show the image size (in mm), and the abscissa axis shows the astigmatic segments in mm and the relative distortion in%.

На фиг.5 показаны графики частотно-контрастной характеристики предлагаемого объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота в мм, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат - коэффициент передачи контраста в относительных единицах.Figure 5 shows graphs of the frequency-contrast characteristics of the proposed lens. The spatial frequency in mm, relative to the plane of the image of the lens, is plotted along the abscissa axis, and the contrast transmission coefficient in relative units along the ordinate axis.

Из приведенных графиков видно, что предлагаемый апохроматческий объектив имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения по полю зрения.From the above graphs it can be seen that the proposed apochromatic lens has higher performance in terms of the quality of the image given over the field of view.

В качестве конкретного примера рассчитан объектив со следующими характеристиками:As a specific example, a lens with the following characteristics is designed:

фокусное расстояние - 960 ммfocal length - 960 mm

относительное отверстие - 1:7,7relative aperture - 1: 7.7

рабочий спектральный диапазон - 0,44:0,7 мкмworking spectral range - 0.44: 0.7 μm

основная длина волны - 0,546 мкмthe main wavelength is 0.546 microns

угловое поле зрения в пространстве предметов - 1,51.5 angular field of view in the space of objects

линейное поле зрения в пространстве изображений - 24 мм.linear field of view in the image space is 24 mm.

Claims (1)

Апохроматический объектив, содержащий три компонента, второй из которых состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий - из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, отличающийся тем, что первый компонент представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, линзы выполнены из двух марок оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условиюApochromatic lens containing three components, the second of which consists of a biconvex and biconcave lenses and a positive meniscus, the third of a biconvex and biconcave lenses, characterized in that the first component is a single biconvex lens, the lenses are made of two brands of optical glass, refractive indices and dispersion coefficients which satisfy the condition 1,45<n1<1,55,1.45 <n 1 <1.55, 1,65<n2<1,75,1.65 <n 2 <1.75, 50<γ1<60,50 <γ 1 <60, 30<γ2<40.30 <γ 2 <40.
RU2006121862/28A 2006-06-08 2006-06-08 Apochromatic objective RU2331094C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121862/28A RU2331094C2 (en) 2006-06-08 2006-06-08 Apochromatic objective
PCT/RU2007/000305 WO2008002188A1 (en) 2006-06-08 2007-06-06 Apochromatic objective lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121862/28A RU2331094C2 (en) 2006-06-08 2006-06-08 Apochromatic objective

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121862A RU2006121862A (en) 2007-12-27
RU2331094C2 true RU2331094C2 (en) 2008-08-10

Family

ID=38845849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121862/28A RU2331094C2 (en) 2006-06-08 2006-06-08 Apochromatic objective

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2331094C2 (en)
WO (1) WO2008002188A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2429508C1 (en) * 2010-02-15 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") Apochromatic lens
RU2433432C2 (en) * 2009-07-30 2011-11-10 Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод" (ОАО "ПО "НПЗ") Apochromatic lens (versions)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB729667A (en) * 1951-10-24 1955-05-11 Bertele Ludwig Six lens objective
CH534889A (en) * 1971-02-11 1973-03-15 Kern & Co Ag Telescope objective
US5808807A (en) * 1996-12-04 1998-09-15 Nikon Corporation Microscope objective lens with cemented biconvex triplet

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB729667A (en) * 1951-10-24 1955-05-11 Bertele Ludwig Six lens objective
CH534889A (en) * 1971-02-11 1973-03-15 Kern & Co Ag Telescope objective
US5808807A (en) * 1996-12-04 1998-09-15 Nikon Corporation Microscope objective lens with cemented biconvex triplet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2433432C2 (en) * 2009-07-30 2011-11-10 Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод" (ОАО "ПО "НПЗ") Apochromatic lens (versions)
RU2429508C1 (en) * 2010-02-15 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") Apochromatic lens

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008002188A1 (en) 2008-01-03
RU2006121862A (en) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9297987B2 (en) Wide field athermalized orthoscopic lens system
EP0367197B1 (en) Dual band/dual FOV infrared telescope
US10509210B2 (en) Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form
US20130050840A1 (en) Low distortion athermalized imaging lens
US5864436A (en) Constant deviation objective lens
US7280273B2 (en) Method and system for simultaneously imaging in the near infrared and short wave infrared spectrums
WO2008085978A9 (en) Wideband apochromatic lens system
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2650055C1 (en) Catadioptric telescope
RU2331094C2 (en) Apochromatic objective
RU192789U1 (en) FOUR-LENS APOCHROMATIC LENS
RU204248U1 (en) LENS
RU2433432C2 (en) Apochromatic lens (versions)
RU2547005C1 (en) Apochromatic lens
RU2577082C1 (en) Apochromatic athermal lens (versions)
RU2738341C1 (en) Lens with a spectro-splitting unit
RU59273U1 (en) APOCHROMATIC LENS
RU181818U1 (en) Lens
RU2415451C1 (en) Reflector lens
RU101850U1 (en) APOCHROMATIC LENS
RU2429508C1 (en) Apochromatic lens
RU2617139C1 (en) Wide-angle eyepiece
RU2784320C1 (en) Apochromat lens
RU196376U1 (en) Four-lens apochromatic lens
RU2727269C1 (en) Fast eyepiece with remote exit pupil

Legal Events

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

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 22-2008 FOR TAG: (73)

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120726

PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190609