RU2331094C2 - Apochromatic objective - Google Patents
Apochromatic objective Download PDFInfo
- 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
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000007 visual effect Effects 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
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
- G02B9/14—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
- G02B9/24—Optical 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
- G02B9/28—Optical 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical 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
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
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
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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2006
- 2006-06-08 RU RU2006121862/28A patent/RU2331094C2/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-06-06 WO PCT/RU2007/000305 patent/WO2008002188A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| 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)
| 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 |