[go: up one dir, main page]

RU2656015C1 - Optical system - Google Patents

Optical system Download PDF

Info

Publication number
RU2656015C1
RU2656015C1 RU2017118546A RU2017118546A RU2656015C1 RU 2656015 C1 RU2656015 C1 RU 2656015C1 RU 2017118546 A RU2017118546 A RU 2017118546A RU 2017118546 A RU2017118546 A RU 2017118546A RU 2656015 C1 RU2656015 C1 RU 2656015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
image
component
positive
optical system
Prior art date
Application number
RU2017118546A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Щеглов
Геннадий Иванович Федченко
Светлана Николаевна Зубок
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. 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 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2017118546A priority Critical patent/RU2656015C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656015C1 publication Critical patent/RU2656015C1/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 -
    • G02B9/60Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only

Landscapes

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

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: invention can be used in optical devices that form an image with a significant removal of the entrance or exit pupil. Optical system contains four components along the path of the rays. First component is a single positive lens and a negative three-glazed lens, containing the first biconcave lens along the rays, the second and third lenses in the form of positive meniscus facing concavities to the image. Second and third components are made in the form of positive single lenses, equal in values to the radii of optical surfaces, thicknesses and grades of glasses and facing each other by convex spherical surfaces of curvature equal in absolute value. Fourth component is made in form of a single negative meniscus, which is turned by a concavity to the image.
EFFECT: high image quality.
1 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических приборах, формирующих изображение при значительном выносе входного или выходного зрачка.The invention relates to optical instrumentation and can be used in various optical devices that form an image with a significant removal of the input or output pupil.

Известна оптическая система, описанная в заявке на изобретение RU №96111476/28, МПК G02B 25/00, опубл. 27.12.1997 г., содержащая семь последовательно расположенных вдоль оптической оси линз. Первой от плоскости входного зрачка расположена одиночная линза, выполненная в виде мениска, обращенного вогнутостью к входному зрачку, второй - положительная линза с асферической поверхностью, обращенной к плоскости выходного зрачка, третьей - линза, склеенная из отрицательной и положительной линз, четвертой - отрицательная линза, склеенная из положительной и отрицательной линз, и одиночной отрицательной линзы, расположенной за четвертой отрицательной склеенной линзой. Данная оптическая система проецирует плоскость предметов, расположенную в переднем фокусе, в бесконечность в пространстве изображений. Однако данная оптическая система имеет сложную конструкцию и недостаточную технологичность, так как содержит одну асферическую параболическую поверхность, а три линзы данной оптической системы выполнены из лантанового стекла группы сверхтяжелых кронов СТК19.Known optical system described in the patent application RU No. 96111476/28, IPC G02B 25/00, publ. 12/27/1997, containing seven sequentially located along the optical axis of the lens. The first from the plane of the entrance pupil is a single lens made in the form of a meniscus facing concavity to the entrance pupil, the second is a positive lens with an aspherical surface facing the plane of the exit pupil, the third is a lens glued from the negative and positive lenses, the fourth is a negative lens, glued from the positive and negative lenses, and a single negative lens located behind the fourth negative glued lens. This optical system projects the plane of objects located in the front focus to infinity in the space of images. However, this optical system has a complex structure and lack of manufacturability, since it contains one aspherical parabolic surface, and the three lenses of this optical system are made of lanthanum glass of the CTK19 superheavy crown group.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является оптическая система, описанная в патенте США №2549158, НКИ 88-57, фиг. 3, опубл. 17.04.1951 г. Данная оптическая система проецирует плоскость предметов, расположенную в переднем фокусе, в бесконечность в пространстве изображений. Она состоит из шести линз в четырех компонентах по ходу лучей: первого компонента - склеенной положительной линзы, включающей по ходу лучей положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету, двояковогнутую линзу и двояковыпуклую линзу; второго компонента - двояковыпуклой линзы, у которой вторая поверхность более крутая, чем первая; третьего компонента - выпуклоплоской линзы, обращенной плоскостью к изображению, и четвертого компонента - положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Однако данная оптическая система, рассчитанная в обратном ходе лучей, пересчитанная на фокусное расстояние 146, 91 мм для длины волны 640 нм при относительном отверстии 1:10,06, угловом поле в пространстве изображений 2W=16° при выносе выходного зрачка на 59,1 мм, после последней оптической поверхности имеет недостаточное качество изображения. Так, в данной оптической системе при угловом поле 2W=16° обнаруживается значительная поперечная аберрация в меридиональном сечении - 0,046 мм, а также и значительный меридиональный астигматический отрезок, равный 1,1612 мм.The closest analogue to the claimed technical solution is the optical system described in US patent No. 2549158, NKI 88-57, FIG. 3, publ. 04/17/1951, This optical system projects the plane of objects located in the front focus, to infinity in the space of images. It consists of six lenses in four components along the rays: the first component is a glued positive lens, including along the rays a positive meniscus facing concavity to the object, a biconcave lens and a biconvex lens; the second component is a biconvex lens, in which the second surface is steeper than the first; the third component is a convex flat lens, the plane facing the image, and the fourth component, the positive meniscus, facing the concavity to the image. However, this optical system, calculated in the reverse direction of the rays, recalculated to a focal length of 146, 91 mm for a wavelength of 640 nm with a relative aperture of 1: 10.06, the angular field in the image space 2W = 16 ° when the exit pupil is projected at 59.1 mm, after the last optical surface has insufficient image quality. So, in this optical system, with an angular field of 2W = 16 °, a significant transverse aberration is detected in the meridional section - 0.046 mm, as well as a significant meridional astigmatic segment equal to 1.1612 mm.

Задачей заявляемого изобретения является создание оптической системы с повышенным качеством изображения.The task of the invention is the creation of an optical system with enhanced image quality.

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

Это достигается тем, что в оптической системе, содержащей по ходу лучей четыре компонента, из которых в первый компонент включена трехсклеенная линза, второй и третий компоненты выполнены в виде положительных одиночных линз, четвертый компонент выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, в отличие от известного, в первом компоненте перед трехсклеенной линзой расположена одиночная положительная линза, трехсклеенная линза выполнена отрицательной, первая по ходу лучей линза, входящая в трехсклеенную линзу, двояковогнутая, а вторая и третья линзы трехсклеенной линзы выполнены в виде положительных менисков, обращенных вогнутостями к изображению, второй и третий компоненты одинаковы по значениям радиусов оптических поверхностей, толщинам и маркам стекол, причем, выпуклыми сферическими оптическими поверхностями одинаковых по модулю радиусов кривизны второй и третий компоненты обращены друг к другу, а четвертый компонент выполнен отрицательным.This is achieved by the fact that in an optical system containing four components along the rays, of which a three-glued lens is included in the first component, the second and third components are made in the form of positive single lenses, the fourth component is made in the form of a single meniscus, facing the concavity to the image, unlike the known one, in the first component there is a single positive lens in front of the three-glued lens, the three-glued lens is made negative, the first lens along the rays entering the three-glued lens, hollow-concave, and the second and third lenses of the three-glued lens are made in the form of positive menisci facing concavity to the image, the second and third components are identical in values of the radii of the optical surfaces, thicknesses and brands of glasses, and the convex spherical optical surfaces of the radii of curvature of the second and third the components are facing each other, and the fourth component is negative.

На чертеже представлена оптическая схема предложенной оптической системы.The drawing shows an optical diagram of the proposed optical system.

Оптическая система содержит по ходу лучей четыре компонента, из которых в первый компонент включена трехсклеенная линза, перед которой расположена одиночная положительная линза 1, которая может быть выполнена выпуклоплоской, обращенной выпуклостью к предмету, трехсклеенная линза выполнена отрицательной, первая по ходу лучей линза 2, входящая в трехсклеенную линзу, двояковогнутая, а вторая линза 3 и третья линза 4 трехсклеенной линзы выполнены в виде положительных менисков, обращенных вогнутостями к изображению. Второй и третий компоненты выполнены в виде положительных одиночных линз 5 и 6, одинаковых по значениям радиусов оптических поверхностей, толщинам и маркам стекол, причем, выпуклыми сферическими оптическими поверхностями одинаковых по модулю радиусов кривизны линзы 5 и 6 обращены друг к другу, четвертый компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска 7, обращенного вогнутостью к изображению.The optical system contains four components along the rays, of which a three-glued lens is included in the first component, in front of which there is a single positive lens 1, which can be made convex flat, convex to the object, the three-glued lens is negative, the first lens 2 in the direction of entry into a three-glued lens, biconcave, and the second lens 3 and the third lens 4 of the three-glued lens are made in the form of positive menisci facing concavities to the image. The second and third components are made in the form of positive single lenses 5 and 6, identical in values of the radii of the optical surfaces, thicknesses and brands of glasses, with convex spherical optical surfaces of the same modulus of radius of curvature of the lenses 5 and 6 facing each other, the fourth component is made in in the form of a single negative meniscus 7, facing concavity to the image.

Предложенная оптическая система работает следующим образом. Световой поток от предмета, расположенного в передней фокальной плоскости, попадает в оптическую систему, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и образует изображение предмета в бесконечности. Выходной зрачок расположен после последней оптической поверхности на расстоянии 59,1 мм. Предложенная оптическая система может работать также и в качестве объектива, т.е. в обратном ходе лучей.The proposed optical system operates as follows. The luminous flux from an object located in the front focal plane enters the optical system, where it passes through lenses 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and forms an image of the object at infinity. The exit pupil is located after the last optical surface at a distance of 59.1 mm. The proposed optical system can also work as a lens, i.e. in reverse rays.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный вариант конструкции оптической системы с вынесенным выходным зрачком, исправленный в спектральном диапазоне от 600 до 660 нм, для основной длины волны 640 нм.In accordance with the proposed solution, a specific design of the optical system with a remote exit pupil was calculated, corrected in the spectral range from 600 to 660 nm, for the main wavelength of 640 nm.

Конструктивные параметры предложенной оптической системы приведены в таблице 1.The design parameters of the proposed optical system are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Характеристики рассчитанной оптической системы:Characteristics of the calculated optical system:

фокусное расстояниеfocal length 146,91 мм146.91 mm передний фокальный отрезокfront focal length -44,08 мм-44.08 mm относительное отверстиеrelative hole 1:10,061: 10.06 угловое поле в пространстве изображенийangular field in image space 16 град.16 deg.

В таблице 2 приведены аберрации предложенной оптической системы для длины волны 640 нм в обратном ходе лучей, а также и ближайшего аналога в обратном ходе лучей, пересчитанного на фокусное расстояние 146,91 мм при выносе входного зрачка на 59,1 мм. Из таблицы 2 следует, что предложенная оптическая система имеет более высокое качество изображения, чем ближайший аналог.Table 2 shows the aberrations of the proposed optical system for a wavelength of 640 nm in the reverse path of the rays, as well as the closest analogue in the reverse path of the rays, calculated at a focal length of 146.91 mm when the entrance pupil is taken out by 59.1 mm. From table 2 it follows that the proposed optical system has a higher image quality than the closest analogue.

Таким образом, обеспечено получение технического результата: создана оптическая система с повышенным качеством изображения.Thus, a technical result is obtained: an optical system with improved image quality is created.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Оптическая система, содержащая по ходу лучей четыре компонента, из которых в первый компонент включена трехсклеенная линза, второй и третий компоненты выполнены в виде положительных одиночных линз, четвертый компонент выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, отличающаяся тем, что в первом компоненте перед трехсклеенной линзой расположена одиночная положительная линза, трехсклеенная линза выполнена отрицательной, первая по ходу лучей линза, входящая в трехсклеенную линзу, двояковогнутая, а вторая и третья линзы трехсклеенной линзы выполнены в виде положительных менисков, обращенных вогнутостями к изображению, второй и третий компоненты одинаковы по значениям радиусов оптических поверхностей, толщинам и маркам стекол, причем, выпуклыми сферическими оптическими поверхностями одинаковых по модулю радиусов кривизны второй и третий компоненты обращены друг к другу, а четвертый компонент выполнен отрицательным.An optical system containing four components along the rays, of which a triple-bonded lens is included in the first component, the second and third components are made in the form of positive single lenses, the fourth component is made in the form of a single meniscus facing concavity to the image, characterized in that in the first component in front of the three-glued lens there is a single positive lens, the three-glued lens is made negative, the first lens along the rays entering the three-glued lens is biconcave, and the second and three The lenses of the three-glued lens are made in the form of positive menisci facing concavities to the image, the second and third components are identical in values of the radii of the optical surfaces, thicknesses and grades of glasses, and the convex spherical optical surfaces of the radii of curvature of the same modulus are facing each other , and the fourth component is negative.
RU2017118546A 2017-05-30 2017-05-30 Optical system RU2656015C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118546A RU2656015C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118546A RU2656015C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656015C1 true RU2656015C1 (en) 2018-05-30

Family

ID=62560191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118546A RU2656015C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Optical system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656015C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549158A (en) * 1946-04-18 1951-04-17 Bertele Ludwig Wide-angle eyepiece lens system
US2715354A (en) * 1953-05-09 1955-08-16 Suzuki Sakuta Photographic objective with wide relative aperture
RU2377619C1 (en) * 2007-09-26 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" High-aperture lens
RU2377618C1 (en) * 2007-07-23 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Lens
RU2396581C1 (en) * 2009-06-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549158A (en) * 1946-04-18 1951-04-17 Bertele Ludwig Wide-angle eyepiece lens system
US2715354A (en) * 1953-05-09 1955-08-16 Suzuki Sakuta Photographic objective with wide relative aperture
RU2377618C1 (en) * 2007-07-23 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Lens
RU2377619C1 (en) * 2007-09-26 2009-12-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" High-aperture lens
RU2396581C1 (en) * 2009-06-19 2010-08-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI438472B (en) Lens module system
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162339U1 (en) TWO-LENS LENS
RU162318U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2676554C1 (en) Wide angle lens
RU2656015C1 (en) Optical system
RU2384868C1 (en) Doublet objective lens
RU204248U1 (en) LENS
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU146322U1 (en) EYEPIECE
RU2239212C2 (en) Objective
CN110036330B (en) Observation optical system
RU2649053C1 (en) Wide-angle high-power objective
RU126479U1 (en) LIGHT LIGHT
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU2585892C1 (en) Eyepiece with pinhole pupil
RU2633445C1 (en) Two-lens objective
RU2364901C1 (en) Ocular
RU2576346C1 (en) Objective lens with offset entrance pupil

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20200519