[go: up one dir, main page]

RU2445659C1 - Large-aperture lens - Google Patents

Large-aperture lens Download PDF

Info

Publication number
RU2445659C1
RU2445659C1 RU2010154179/28A RU2010154179A RU2445659C1 RU 2445659 C1 RU2445659 C1 RU 2445659C1 RU 2010154179/28 A RU2010154179/28 A RU 2010154179/28A RU 2010154179 A RU2010154179 A RU 2010154179A RU 2445659 C1 RU2445659 C1 RU 2445659C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
lens
meniscus
glued
positive
Prior art date
Application number
RU2010154179/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Бышкин (RU)
Сергей Борисович Бышкин
Сергей Иванович Щеглов (RU)
Сергей Иванович Щеглов
Светлана Николаевна Зубок (RU)
Светлана Николаевна Зубок
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева"
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 Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева" filed Critical Открытое акционерное общество "Красногорский завод имени С.А. Зверева"
Priority to RU2010154179/28A priority Critical patent/RU2445659C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445659C1 publication Critical patent/RU2445659C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: lens can be used as a receiving lens in devices with photodetectors, e.g., CCD matrices, including in the infrared region as well. The lens consists of seven components on the beam path. The first component is a single converging-meniscus lens whose concave side faces the object, the absolute value of the curvature radius of the first surface of which is less than that of the second surface. The second component is a converging-meniscus lens whose convex side faces the object and is glued from two converging-meniscus lenses. The third component is a divergent-meniscus lens whose convex surface faces the object. The fourth component is glued from a biconcave and a biconvex lens. The fifth component is a single biconvex lens. The sixth component is glued from a biconvex lens and a divergent-meniscus lens whose concave side faces the object. The seventh component is a single divergent-meniscus lens whose convex side faces the image.
EFFECT: high image quality.
3 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве приемного объектива в оптических приборах, работающих с фотоприемными устройствами, например с ПЗС-матрицами, в том числе и в ИК-диапазоне спектра.The present invention relates to optical instrumentation and can be used as a receiving lens in optical devices operating with photodetector devices, for example with CCD arrays, including in the infrared range of the spectrum.

Известна оптическая система линзового объектива для аэрофотографии [Патент США №2628532, НКИ 350-466, публ. 1953 г.]. Однако данный объектив имеет сложную конструкцию (состоит из 11-ти линз) и недостаточное относительное отверстие 1:3,5.Known optical system of a lens for aerial photography [US Patent No. 2628532, NKI 350-466, publ. 1953]. However, this lens has a complex structure (consists of 11 lenses) and an insufficient relative aperture of 1: 3.5.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является линзовая система объектива для микрофильмирования [Патент США №4200352, НКИ 350/1.2; 350/214, публ. 1980 г., реализация 1], состоящая из семи компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей - одиночная двояковыпуклая линза, причем радиус кривизны ее первой оптической поверхности по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности, второй - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, четвертый компонент - склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линзы, пятый - положительный компонент - склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, шестой компонент - одиночная двояковыпуклая линза и седьмой компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и склеенный из отрицательного и положительного менисков. Апертурная диафрагма расположена между третьим и четвертым компонентами.The closest analogue to the claimed technical solution is the lens system of the lens for microfilming [US Patent No. 4200352, NKI 350 / 1.2; 350/214, publ. 1980, implementation 1], consisting of seven components separated by air gaps, the first of which along the rays is a single biconvex lens, the radius of curvature of its first optical surface being less than the radius of curvature of its second optical surface, and the second is a single positive meniscus convex to the object, the third is a single negative meniscus convex to the object, the fourth component is glued from a biconcave and biconvex lens, the fifth is a positive component nny of a negative meniscus which is convex to the object and a biconvex lens, a sixth component - a single biconvex lens and a seventh component - positive meniscus convexity and glued to the object of the negative and positive meniscus. The aperture diaphragm is located between the third and fourth components.

Данный объектив, пересчитанный на фокусное расстояние 64,7 мм, при работе из бесконечности при относительном отверстии 1:1,5 и линейном поле в пространстве изображений 2У'=43,26 мм имеет недостаточное качество изображения. Так, для длины волны 587,56 нм на краю поля зрения он имеет поперечную аберрацию в меридиональном сечении 0,8419 мм и дисторсию - 4,22%.This lens, recalculated to a focal length of 64.7 mm, when operating from infinity with a relative aperture of 1: 1.5 and a linear field in the image space of 2U '= 43.26 mm, has insufficient image quality. So, for a wavelength of 587.56 nm at the edge of the field of view, it has a transverse aberration in the meridional section of 0.8419 mm and a distortion of 4.22%.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с повышенным качеством изображения.The objective of the invention is the creation of a fast lens with high image quality.

Технический результат - повышение качества изображения.The technical result is an increase in image quality.

Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из семи компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей - одиночная положительная линза, причем радиус кривизны ее первой оптической поверхности по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности, второй - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, четвертый компонент - склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линзы, пятый компонент - положительный, внешние оптические поверхности которого - выпуклые сферические, шестой компонент - положительный, внешние оптические поверхности которого - выпуклые сферические, и седьмой компонент - мениск, в отличие от известного, первый компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй компонент склеен из двух положительных менисков, пятый компонент - одиночная линза, шестой компонент склеен из двух оптических элементов - первого, внешние оптические поверхности которого выпуклые сферические, и второго оптического элемента - одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а седьмой компонент выполнен в виде одиночной отрицательной линзы, обращенной выпуклостью к изображению.This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of seven components separated by air gaps, the first of which is a single positive lens along the rays, the radius of curvature of its first optical surface being less than the radius of curvature of its second optical surface, and the second is the positive meniscus convex to the subject, the third is a single negative meniscus convex to the subject, the fourth component is glued from a biconcave and biconvex lens, the fifth component is positive, the external optical surfaces of which are convex spherical, the sixth component is positive, the external optical surfaces of which are convex spherical, and the seventh component is the meniscus, in contrast to the known component, the first component is made in the form of a meniscus facing concavity to the object, the second component is glued from of two positive menisci, the fifth component is a single lens, the sixth component is glued from two optical elements - the first, whose external optical surfaces are convex spherical, and the second optical of the element - a single negative meniscus, facing concavity to the subject, and the seventh component is made in the form of a single negative lens, convex to the image.

Кроме того, показатель преломления первого по ходу лучей мениска второго компонента может быть меньше показателя преломления второго мениска второго компонента для линии спектра е; первый оптический элемент шестого компонента может быть склеен из двух и более линз и плоскопараллельных пластин из одной марки стекла.In addition, the refractive index of the first along the meniscus rays of the second component may be less than the refractive index of the second meniscus of the second component for the spectrum line e; the first optical element of the sixth component can be glued from two or more lenses and plane-parallel plates of the same glass grade.

На фигуре изображена оптическая схема светосильного объектива.The figure shows the optical scheme of a fast lens.

Светосильный объектив состоит по ходу лучей из одиночного положительного мениска 1, обращенного вогнутостью к предмету, положительного мениска 2, обращенного выпуклостью к предмету, склеенного с положительным мениском 3, обращенным выпуклостью к предмету, одиночного отрицательного мениска 4, обращенного выпуклостью к предмету, двояковогнутой линзы 5, склеенной с двояковыпуклой линзой 6, одиночной двояковыпуклой линзы 7, двояковыпуклого оптического элемента 8, склеенного с отрицательным мениском 9, обращенным вогнутостью к предмету, одиночного отрицательного мениска 10, обращенного выпуклостью к изображению, и плоскопараллельной пластины 11. Апертурная диафрагма расположена на расстоянии 11,15 мм за линзой 4.A high-aperture lens consists of a single positive meniscus 1 facing concavity to the object, a positive meniscus 2 convex to the subject, glued to a positive meniscus 3 convex to the subject, a single negative meniscus 4 convex to the subject, biconcave lens 5 glued with a biconvex lens 6, a single biconvex lens 7, a biconvex optical element 8, glued with a negative meniscus 9, facing concavity to the object, single The leg 10 of the negative meniscus facing to the image is convex, and the parallel plate 11. The aperture diaphragm is located at a distance of 11.15 mm behind the lens 4.

Светосильный объектив работает следующим образом.A fast lens works as follows.

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через светосильный объектив и изображается в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство, например ПЗС-матрица (не показано).The luminous flux emanating from the plane of objects at infinity passes through the fast lens and is displayed in the plane of the best setting in which the photodetector is located, for example, a CCD (not shown).

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан светосильный объектив, исправленный в спектральном диапазоне от 589,3 нм до 852,1 нм с конструктивными данными, представленными в табл.1.As a specific example of the invention, an aperture lens is calculated, corrected in the spectral range from 589.3 nm to 852.1 nm with the structural data presented in Table 1.

Рассчитанный светосильный объектив имеет следующие характеристики.The calculated fast lens has the following characteristics.

Фокусное расстояние объектива f'The focal length of the lens f ' 64,7 мм64.7 mm Относительное отверстиеRelative hole 1:151:15 Угловое поле в пространстве предметовAngular field in the space of objects 17 град. 14 мин17 deg. 14 min Линейное поле в пространстве изображенийLinear field in image space 2У'=43,26 мм2U '= 43.26 mm Задний фокальный отрезокBack focal length 0,836 мм0.836 mm

В предлагаемом изобретении показатель преломления первого по ходу лучей мениска второго компонента равен 1,4485; а показатель преломления второго мениска второго компонента равен 1,747647 для линии спектра е.In the present invention, the refractive index of the first along the rays of the meniscus of the second component is equal to 1,4485; and the refractive index of the second meniscus of the second component is equal to 1,747647 for the spectrum line e.

Таблица 1Table 1 Радиусы, ммRadii, mm Толщины, ммThickness mm Марка стеклаGlass mark Показатель преломления ne Refractive index n e Коэфф. дисперсии, νe Coeff. variance, ν e Световой диаметр, ммLight diameter mm R1=-62,376R 1 = -62,376 6969 d1=6,5d 1 = 6.5 ТК21TK21 1,6599611.659961 50,8150.81 R2=-63,973R 2 = -63.973 70,270,2 d2=0,2d 2 = 0.2 1one R3=59,836R 3 = 59.836 5959 d3=7,7d 3 = 7.7 ОК4OK4 1,44851,4485 91,5391.53 R4=91,41R 4 = 91.41 55,755.7 d4=8d 4 = 8 СТК19STK19 1,7476471,747647 50,2150.21 R5=252,922R 5 = 252.922 5252 d5=0,2d 5 = 0.2 1one R6=34,987R 6 = 34.987 49,949.9 d6=4d 6 = 4 ТК21TK21 1,6599611.659961 50,8150.81 R7=29,039R 7 = 29,039 38,838.8 d7=14,05d 7 = 14.05 1one R8=-59,295R 8 = -59,295 3535 d8=13,15d 8 = 13.15 Ф1F1 1,6168781,616878 36,736.7 R9=39,081R 9 = 39.081 41,741.7 d9=15,8d 9 = 15.8 ОК4OK4 1,44851,4485 91,5391.53 R10=-83,366R 10 = -83,366 4646 d10=0,2d 10 = 0.2 1one R11=49,99R 11 = 49.99 55,455,4 d11=15d 11 = 15 СТК19STK19 1,7476471,747647 50,2150.21 R12=-190,943R 12 = -190.943 54,654.6 d12=0,2d 12 = 0.2 1one

Продолжение таблицы 1Continuation of table 1 Радиусы, ммRadii, mm Толщины, ммThickness mm Марка стеклаGlass mark Показатель преломления, ne Refractive index, n e Коэфф. дисперсии, νe Coeff. variance, ν e Световой диаметр, ммLight diameter mm R13=162,53R 13 = 162.53 52,552,5 d13=41,8d 13 = 41.8 ТК14TK14 1,6155061,615506 60,3460.34 R14=-24,21R 14 = -24.21 41,241.2 d14=6,35d 14 = 6.35 ТФ8TF8 1,6947291.694729 30,8930.89 R15=-370,698R 15 = -370,698 35,835.8 d15=7d 15 = 7 1one R16=-28,64R 16 = -28.64 35,135.1 d16=3,6d 16 = 3.6 ТК21TK21 1,6599611.659961 50,8150.81 R17=-125,329R 17 = -125.329 37,837.8 d17=3,6d 17 = 3.6 1one

Figure 00000001
Figure 00000001
41,741.7 d18=0,76d 18 = 0.76 К8K8 1,5182941,518294 63,8363.83
Figure 00000002
Figure 00000002
41,741.7

В табл.2 приведены аберрации для λ=0, 70652 мкм для предлагаемого светосильного объектива по варианту конкретного исполнения и аберрации для λ=0,58756 мкм для ближайшего аналога, пересчитанного на фокусное расстояние 64,7 мм. При этом плоскость предметов находится в бесконечности.Table 2 shows the aberrations for λ = 0, 70652 μm for the proposed aperture lens according to a particular embodiment and the aberration for λ = 0.58756 μm for the closest analogue, calculated at a focal length of 64.7 mm. In this case, the plane of objects is at infinity.

Предложенный светосильный объектив отличается повышенным качеством изображения по сравнению с ближайшим аналогом, что следует из табл.2.The proposed fast lens has a higher image quality compared to the closest analogue, which follows from table 2.

Таблица 2table 2 Вид аберрацииType of aberration Ближайший аналогThe closest analogue Предложенный светосильный объектив (не более)The proposed fast lens (no more) Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:1,5Transverse spherical aberration for a point on the axis with a relative aperture of 1: 1.5 0,131 мм0.131 mm -0,00649 мм-0.00649 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для линейного поля в пространстве изображений 2У'=43,26 ммTransverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for a linear field in the image space 2U '= 43.26 mm 0,8419 мм0.8419 mm 0,14 мм0.14 mm Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для линейного поля в пространстве изображений 2У'=43,26 ммTransverse aberration of a wide inclined beam in a sagittal section for a linear field in the image space 2U '= 43.26 mm 0,4063 мм0.4063 mm 0,029 мм0.029 mm Меридиональный астигматический отрезок Хм для линейного поля в пространстве изображений 2У'=43,26 ммMeridional astigmatic segment X m for a linear field in the image space 2U ' = 43.26 mm 0,966 мм0.966 mm -0,0713 мм-0.0713 mm Сагиттальный астигматический отрезок Xs для линейного поля в пространстве изображений 2У'=43,26 ммSagittal astigmatic segment X s for a linear field in the image space 2U '= 43.26 mm 0,598 мм0.598 mm -0,0945 мм-0.0945 mm Дисторсия для линейного поля в пространстве изображений 2У'=43,26 ммDistortion for a linear field in the image space 2U '= 43.26 mm -4,22%-4.22% -0,754%-0.754%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив с повышенным качеством изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a fast lens with an improved image quality is created.

Claims (3)

1. Светосильный объектив, состоящий из семи компонентов, разделенных воздушными промежутками, первый из которых по ходу лучей - одиночная положительная линза, причем радиус кривизны ее первой оптической поверхности по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности, второй - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, четвертый компонент - склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линзы, пятый компонент - положительный, внешние оптические поверхности которого - выпуклые сферические, шестой компонент - положительный, внешние оптические поверхности которого - выпуклые сферические и седьмой компонент - мениск, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй компонент склеен из двух положительных менисков, пятый компонент - одиночная линза, шестой компонент склеен из двух оптических элементов - первого, внешние оптические поверхности которого - выпуклые сферические и второго оптического элемента - одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а седьмой компонент выполнен в виде одиночной отрицательной линзы, обращенной выпуклостью к изображению.1. A fast lens consisting of seven components separated by air gaps, the first of which is a single positive lens along the rays, the radius of curvature of its first optical surface being less in magnitude than the radius of curvature of its second optical surface, the second is the positive meniscus convex to object, the third is a single negative meniscus convex to the object, the fourth component is glued from a biconcave and biconvex lens, the fifth component is positive, external op whose natural surfaces are convex spherical, the sixth component is positive, the external optical surfaces of which are convex spherical and the seventh component is the meniscus, characterized in that the first component is made in the form of a meniscus facing concavity to the object, the second component is glued from two positive menisci, fifth the component is a single lens, the sixth component is glued from two optical elements - the first, the external optical surfaces of which are convex spherical and the second optical element is a single tritsatelnogo meniscus facing concavity to the object, and a seventh component configured as a single negative lens facing convex to the image. 2. Светосильный объектив по п.1, отличающийся тем, что показатель преломления первого по ходу лучей мениска второго компонента меньше показателя преломления второго мениска второго компонента для линии спектра е.2. The fast lens according to claim 1, characterized in that the refractive index of the first along the meniscus of the second component is less than the refractive index of the second meniscus of the second component for the spectrum line e. 3. Светосильный объектив по п.1, отличающийся тем, что первый оптический элемент шестого компонента склеен из двух и более линз и плоскопараллельных пластин из стекла одной марки. 3. A fast lens according to claim 1, characterized in that the first optical element of the sixth component is glued from two or more lenses and plane-parallel glass plates of the same brand.
RU2010154179/28A 2010-12-30 2010-12-30 Large-aperture lens RU2445659C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154179/28A RU2445659C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Large-aperture lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010154179/28A RU2445659C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Large-aperture lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2445659C1 true RU2445659C1 (en) 2012-03-20

Family

ID=46030273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010154179/28A RU2445659C1 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Large-aperture lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445659C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169342U1 (en) * 2016-07-08 2017-03-15 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Fast lens
RU195808U1 (en) * 2019-11-20 2020-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук (НТЦ микроэлектроники РАН) LIGHTING DEVICE
RU220679U1 (en) * 2023-07-07 2023-09-28 Акционерное общество "ЛОМО" HIGH LENS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU538319A1 (en) * 1975-08-27 1976-12-05 Предприятие П/Я Р-6681 Photographic lens
US4200352A (en) * 1977-08-17 1980-04-29 Olympus Optical Co., Ltd. Lens system for micro film
US5835286A (en) * 1995-08-25 1998-11-10 Olympus Optical Co., Ltd. Standard lens system having a large aperture ratio
US5920436A (en) * 1997-03-27 1999-07-06 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Large-aperture lens for low-illuminance imaging
RU2233462C2 (en) * 2001-11-08 2004-07-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Projection wide-aperture lens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU538319A1 (en) * 1975-08-27 1976-12-05 Предприятие П/Я Р-6681 Photographic lens
US4200352A (en) * 1977-08-17 1980-04-29 Olympus Optical Co., Ltd. Lens system for micro film
US5835286A (en) * 1995-08-25 1998-11-10 Olympus Optical Co., Ltd. Standard lens system having a large aperture ratio
US5920436A (en) * 1997-03-27 1999-07-06 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Large-aperture lens for low-illuminance imaging
RU2233462C2 (en) * 2001-11-08 2004-07-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Projection wide-aperture lens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169342U1 (en) * 2016-07-08 2017-03-15 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Fast lens
RU195808U1 (en) * 2019-11-20 2020-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук (НТЦ микроэлектроники РАН) LIGHTING DEVICE
RU220679U1 (en) * 2023-07-07 2023-09-28 Акционерное общество "ЛОМО" HIGH LENS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8254040B2 (en) Super-wide-angle lens system and imaging module having same
JPWO2017216969A1 (en) Bright relay optical system and optical system for rigid mirror using the same, rigid mirror
JP2014056021A (en) Ocular lens system
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU2396581C1 (en) Large-aperture lens
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2351967C1 (en) Fast lens
RU2397517C1 (en) Short-focus lens
RU2412455C1 (en) Four-element lens
RU2308063C1 (en) Fast high-speed lens
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU119134U1 (en) Magnifier
RU2445657C1 (en) Four-element lens
RU2737028C1 (en) Wide-angle orthoscopic lens
RU236785U1 (en) WIDE-ANGLE ATHERMALIZED LENS
TW201626028A (en) Lens assembly
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU108649U1 (en) LIGHT LIGHT
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2427864C1 (en) Eyepiece with pinhole exit pupil

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20191121