RU2411555C1 - Large-aperture lens - Google Patents
Large-aperture lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411555C1 RU2411555C1 RU2009148153/28A RU2009148153A RU2411555C1 RU 2411555 C1 RU2411555 C1 RU 2411555C1 RU 2009148153/28 A RU2009148153/28 A RU 2009148153/28A RU 2009148153 A RU2009148153 A RU 2009148153A RU 2411555 C1 RU2411555 C1 RU 2411555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- positive meniscus
- image
- zinc selenide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в дальнем ИК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.The invention relates to optical instrumentation, namely to special lenses operating in the far infrared wavelength range, and can be used in thermal imaging devices.
Известен светосильный объектив по патенту США №4537464; НКИ 350/1.4; публ. 1985 г., который содержит три компонента по ходу лучей, первый из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третий - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Объектив имеет малое поле зрения 2W=1,6°, все компоненты выполнены из кремния и работает в спектральном диапазоне от 3,5 до 8 мкм. Поскольку все линзы выполнены из кремния, то объектив не может работать в дальнем ИК-диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм.Known fast lens according to US patent No. 4537464; NKI 350 / 1.4; publ. 1985, which contains three components along the rays, the first of which is the positive meniscus facing the concavity to the image, the second is the negative meniscus facing the concavity to the image, the third is the positive meniscus facing the convex to the object. The lens has a small field of view 2W = 1.6 °, all components are made of silicon and operate in the spectral range from 3.5 to 8 microns. Since all the lenses are made of silicon, the lens cannot work in the far infrared wavelength range from 8 to 12.5 microns.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является светосильный объектив (Россия, патент №2187135; G02B 13/14, 9/14, публ. 2002 г.), содержащий три компонента, первый из которых (по ходу лучей) - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению и третий - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Все поверхности в объективе сферические. В объективе имеют место соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens (Russia Patent No. 2187135; G02B 13/14, 9/14, publ. 2002) containing three components, the first of which (along the rays) is a single positive meniscus, turned concavity to the image, the second is a single negative meniscus, turned concavity to the image and the third is a single positive meniscus, convex to the object. All surfaces in the lens are spherical. In the lens there are relations:
R6>R1;R 6 > R 1 ;
R3>R1;R 3 > R 1 ;
R3>R6;R 3 > R 6 ;
R1/f'=1,037-1,061;R 1 / f '= 1.037-1.061;
R3/f'=17,58-17,62;R 3 / f '= 17.58-17.62;
R4/f'=1,68-1,74;R 4 / f '= 1.68-1.74;
R5/f'=0,81-0,84;R 5 / f '= 0.81-0.84;
R6/f'=1,691-1,74;R 6 / f '= 1.691-1.74;
где R1, R3, - R6 - радиусы кривизны первой, третьей, четвертой, пятой и шестой оптических поверхностей;where R 1 , R 3 , - R 6 are the radii of curvature of the first, third, fourth, fifth and sixth optical surfaces;
f' - фокусное расстояние всего объектива.f 'is the focal length of the entire lens.
Объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм, все линзы выполнены из германия с показателем преломления более 4, и рассчитан для фокусного расстояния объектива - 148 мм и 148,39 мм, относительного отверстия - 1:1,65, угла поля зрения - 6 град., заднего фокального отрезка - 44,06 мм.The lens operates in the wavelength range from 8 to 12.5 μm, all lenses are made of germanium with a refractive index of more than 4, and is designed for the focal length of the lens - 148 mm and 148.39 mm, relative aperture - 1: 1.65, angle field of view - 6 deg., posterior focal segment - 44.06 mm.
По конструкции объектив близок к заявляемым, однако имеет малое относительное отверстие.By design, the lens is close to the claimed, but has a small relative aperture.
Задачей изобретения является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными качествами.The objective of the invention is the creation of a fast lens with improved performance.
Технический результат - повышение относительного отверстия при высоком качестве изображения.The technical result is an increase in the relative aperture with high image quality.
Это достигается тем, что в светосильном объективе, состоящем из последовательно расположенных по ходу лучей одиночных линз, первая из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, третья - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, при этом первая линза выполнена из германия, при этом показатель преломления материала третьей линзы более 2,3 и менее 4,1 для длины волны 10 мкм, в отличие от известного, вторая линза выполнена из селенида цинка, вторая, вогнутая поверхность первой линзы выполнена асферической, кроме того, имеют место условия:This is achieved by the fact that in a fast lens consisting of single lenses sequentially located along the rays, the first one is the positive meniscus facing the concavity to the image, the second is the negative meniscus facing the concavity to the image, and the third is the positive meniscus facing the convex to the object wherein the first lens is made of germanium, while the refractive index of the material of the third lens is more than 2.3 and less than 4.1 for a wavelength of 10 μm, in contrast to the known lens, the second lens is made of zinc selenide ka, the second, concave surface of the first lens is aspherical, in addition, the conditions are:
R3<R1;R 3 <R 1 ;
R3<R6;R 3 <R 6 ;
0,25<R3/f'<0,5;0.25 <R 3 / f '<0.5;
0,15<R4/f'<0,45;0.15 <R 4 / f '<0.45;
0,3<R5/f'<0,7;0.3 <R 5 / f '<0.7;
0,4<R6/f'<1,3;0.4 <R 6 / f '<1.3;
где: R1, R3-R6 - радиусы кривизны первой, третьей, четвертой, пятой и шестой оптических поверхностей;where: R 1 , R 3 -R 6 are the radii of curvature of the first, third, fourth, fifth and sixth optical surfaces;
f' - фокусное расстояние всего объектива;f 'is the focal length of the entire lens;
кроме того, могут быть выполнены соотношения:in addition, the following relations can be fulfilled:
R6<R1,R 6 <R 1 ,
0,5<R1/f'<1,0.5 <R 1 / f '<1,
а третья линза может быть выполнена из селенида цинка.and the third lens may be made of zinc selenide.
На фигуре представлена оптическая схема предложенного объектива.The figure shows the optical scheme of the proposed lens.
Светосильный объектив (см. фиг.2) состоит из трех расположенных по ходу лучей компонентов, первый из которых - положительный мениск 1, обращенный вогнутостью к изображению, второй - отрицательный мениск 2, обращенный вогнутостью к изображению и третий - положительный мениск 3, обращенный выпуклостью к предмету.The fast lens (see Fig. 2) consists of three components located along the rays of the components, the first of which is the
Входной зрачок совпадает с первой поверхностью. За мениском 3 находится плоскопараллельная пластина 4.The entrance pupil coincides with the first surface. Behind the
Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив, т.е. световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, плоскопараллельную пластину 4 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works as a lens collecting from infinity, i.e. the luminous flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through the
В соответствии с предложенным решением рассчитаны два варианта возможного исполнения объектива, исправленные в спектральном диапазоне от 8 до 12,5 мкм.In accordance with the proposed solution, two variants of the possible lens design were calculated, corrected in the spectral range from 8 to 12.5 μm.
Конструктивные параметры объектива по первому варианту исполнения приведены в таблице 1.The design parameters of the lens according to the first embodiment are shown in table 1.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
Выполнены соотношения:The relations are satisfied:
R3/f'=0,319;R 3 / f '= 0.319;
R4/f'=0,258;R 4 / f '= 0.258;
R5/f'=0,429;R 5 / f '= 0.429;
R6/f'=0,517.R 6 / f '= 0.517.
Конструктивные параметры объектива по второму варианту исполнения приведены в таблице 2.The design parameters of the lens according to the second embodiment are shown in table 2.
Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:
Выполнены соотношения:The relations are satisfied:
R3/f'=0,262;R 3 / f '= 0.262;
R4/f'=0,208;R 4 / f '= 0.208;
R5/f'=0,635;R 5 / f '= 0.635;
R6/f'=1,016;R 6 / f '= 1.016;
R1/f'=0,877.R 1 / f '= 0.877.
В табл.3 приведены аберрации для длины волны 10 мкм предложенного светосильного объектива по первому и второму вариантам. Аберрации по первому варианту исполнения приведены для относительного отверстия 1:1,08 и поля зрения 2W=5 град 20 мин; а по второму варианту исполнения - для относительного отверстия 1:1,4 и поля зрения 2W=8 град 45 мин.Table 3 shows the aberrations for a wavelength of 10 μm of the proposed aperture lens according to the first and second options. Aberrations according to the first embodiment are given for a relative aperture 1: 1.08 and a field of view 2W = 5 deg 20 min; and in the second embodiment, for a relative aperture of 1: 1.4 and a field of view of 2W = 8 degrees 45 minutes.
Предложенный объектив имеет более высокое относительное отверстие (не менее 1:1,4).The proposed lens has a higher relative aperture (at least 1: 1.4).
Предложенные объективы имеют также высокое качество изображения, что следует из табл.3.The proposed lenses also have high image quality, which follows from table.3.
Таким образом, в результате предложенных решений обеспечено получение технического результата: создан светосильный объектив для спектрального диапазона от 8 до 12,5 мкм с повышенным относительным отверстием при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solutions, a technical result is obtained: a fast lens is created for the spectral range from 8 to 12.5 μm with an increased relative aperture with high image quality.
Claims (3)
R3<R1;
R3<R6;
0,2<R3/f′<0,5;
0,15<R4/f′<0,45;
0,3<R5/f′<0,7;
0,4<R6/f′<1,3,
где R1, R3-R6 - радиусы кривизны первой, третьей, четвертой, пятой и шестой оптических поверхностей;
f′ - фокусное расстояние всего объектива.1. Aperture lens, consisting of single lenses sequentially located along the rays, the first of which is the positive meniscus facing the concavity to the image, the second is the negative meniscus facing the concavity to the image, the third is the positive meniscus facing the convex to the object, the first is made of Germany, while the refractive index of the material of the third lens is more than 2.3 and less than 4.1 for a wavelength of 10 μm, characterized in that the second lens is made of zinc selenide, the second concave surface of the first lens s is formed aspherical, the following conditions:
R 3 <R 1 ;
R 3 <R 6 ;
0.2 <R 3 / f ′ <0.5;
0.15 <R 4 / f ′ <0.45;
0.3 <R 5 / f ′ <0.7;
0.4 <R 6 / f ′ <1.3,
where R 1 , R 3 -R 6 are the radii of curvature of the first, third, fourth, fifth and sixth optical surfaces;
f ′ is the focal length of the entire lens.
R6<R1.2. A fast lens according to claim 1, characterized in that the condition:
R 6 <R 1 .
0,5<R1/f′<1. 3. A fast lens according to claim 1, characterized in that the third lens is made of zinc selenide, while
0.5 <R 1 / f ′ <1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009148153/28A RU2411555C1 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Large-aperture lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009148153/28A RU2411555C1 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Large-aperture lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2411555C1 true RU2411555C1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009148153/28A RU2411555C1 (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Large-aperture lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411555C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593413C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | High-aperture lens |
| RU2620202C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Lens for infrared spectral area |
| RU2629887C1 (en) * | 2016-08-30 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" | High-speed three-lens objective for ir spectrum |
| RU2643707C1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-02-05 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" | Infrared three-lens objective |
| RU2645446C1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-02-21 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" (АО "НПЗ") | Three-linear americanized camera lens for the ir-region of the spectrum |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3363962A (en) * | 1964-05-11 | 1968-01-16 | Westinghouse Electric Corp | Infrared optical system comprising three lens elements |
| DE2544148A1 (en) * | 1974-10-02 | 1976-04-15 | Rank Organisation Ltd | LENS |
| US4537464A (en) * | 1982-06-25 | 1985-08-27 | Kern & Co. Ltd. | Infrared objective system lens |
| RU2187135C2 (en) * | 2000-10-18 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
-
2009
- 2009-12-25 RU RU2009148153/28A patent/RU2411555C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3363962A (en) * | 1964-05-11 | 1968-01-16 | Westinghouse Electric Corp | Infrared optical system comprising three lens elements |
| DE2544148A1 (en) * | 1974-10-02 | 1976-04-15 | Rank Organisation Ltd | LENS |
| US4537464A (en) * | 1982-06-25 | 1985-08-27 | Kern & Co. Ltd. | Infrared objective system lens |
| RU2187135C2 (en) * | 2000-10-18 | 2002-08-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593413C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" | High-aperture lens |
| RU2620202C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Lens for infrared spectral area |
| RU2629887C1 (en) * | 2016-08-30 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" | High-speed three-lens objective for ir spectrum |
| RU2645446C1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-02-21 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" (АО "НПЗ") | Three-linear americanized camera lens for the ir-region of the spectrum |
| RU2643707C1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-02-05 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" | Infrared three-lens objective |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10663702B2 (en) | Zoom lens system and imaging apparatus | |
| CN110208923B (en) | Imaging system and optical lens with same | |
| RU2411555C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2611100C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2506616C1 (en) | High-speed infrared lens | |
| RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
| RU2645912C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2630194C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2396581C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2723338C1 (en) | Fast lens | |
| RU2586273C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU162318U1 (en) | TWO-LENS LENS | |
| RU2445659C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2358300C1 (en) | High-speed lens | |
| RU2478996C1 (en) | Three-element lens | |
| RU2359293C1 (en) | Large aperture lens system | |
| RU2726280C1 (en) | High-output lens | |
| RU2412455C1 (en) | Four-element lens | |
| RU2288493C1 (en) | Ir mirror-lens objective | |
| RU2726261C1 (en) | High-output lens | |
| RU2737029C1 (en) | Large aperture lens | |
| RU2753179C1 (en) | High-speed lens | |
| RU126479U1 (en) | LIGHT LIGHT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141226 |