[go: up one dir, main page]

RU2630194C1 - Large-aperture lens - Google Patents

Large-aperture lens Download PDF

Info

Publication number
RU2630194C1
RU2630194C1 RU2016112325A RU2016112325A RU2630194C1 RU 2630194 C1 RU2630194 C1 RU 2630194C1 RU 2016112325 A RU2016112325 A RU 2016112325A RU 2016112325 A RU2016112325 A RU 2016112325A RU 2630194 C1 RU2630194 C1 RU 2630194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
lens
component
positive meniscus
radius
Prior art date
Application number
RU2016112325A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Щеглов
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 RU2016112325A priority Critical patent/RU2630194C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630194C1 publication Critical patent/RU2630194C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • 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 -
    • G02B9/34Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: lens consists of four components along the ray path. The first component is a single positive meniscus which concave side faces the image, the second component is a single negative meniscus which convex side faces the image, the third component is a single positive meniscus which convex side faces the image, and the fourth component is a single positive meniscus which concave surface faces the image. The first and fourth components are made of germanium, while the second and third components are made of zinc selenide. All optical surfaces are spherical. The following ratios are fulfiled: |R5|>|R6|, |R5|≤|R2|, |R3|≥|R8|, where R2, R3, R5, R6, R8 - radii of the second, third, fifth, sixth and eighth optical surfaces, respectively. |R3| may be greater or less than |R6|.
EFFECT: increased aperture ratio with high image quality.
3 cl, 1 dwg, 3 tbl

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, описанный в патенте RU №2183340, МПК G02В 13/14, 9/34; опубл. 2002 г., содержащий четыре компонента по ходу лучей, первый из которых положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - вогнутоплоская линза, обращенная плоскостью к изображению, третий - положительная плосковыпуклая линза, обращенная плоскостью к предмету, и четвертый - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм и все линзы у него выполнены из германия с показателем преломления более 4. При этом фокусное расстояние объектива 51,14 мм, относительное отверстие 1:1,65, угол поля зрения - 18 град, задний фокальный отрезок 45,23 мм. Этот объектив близок по конструкции к заявляемому изобретению, однако имеет малое относительное отверстие.Known fast lens described in patent RU No. 2183340, IPC G02B 13/14, 9/34; publ. 2002, containing four components along the rays, the first of which is a positive meniscus facing concavity to the image, the second is a concave plane lens facing the image, the third is a positive convex lens facing the object, and the fourth is the positive meniscus bulge to the subject. This lens works in the wavelength range from 8 to 12.5 μm and all of its lenses are made of germanium with a refractive index of more than 4. Moreover, the focal length of the lens is 51.14 mm, the relative aperture is 1: 1.65, and the field of view angle is 18 degrees, rear focal segment 45.23 mm. This lens is close in design to the claimed invention, however, has a small relative aperture.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является светосильный объектив, описанный в патенте RU №2348059; МПК G02В 9/34, 13/14, опубл. 27.02.2009 г., состоящий из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, третьего компонента - одиночного положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и четвертого компонента - одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место условия:The closest analogue to the claimed technical solution is a fast lens described in patent RU No. 2348059; IPC G02B 9/34, 13/14, publ. 02/27/2009, consisting of four components along the rays: the first component is a single positive meniscus, convex to the image, the second component is a single negative meniscus, convex to the image, the third component is a single positive meniscus, convex to the image, and the fourth component - a single positive meniscus facing concavity to the image, in addition, the first and fourth components are made of germanium, all optical surfaces are osilnogo lens are spherical, second and third components are made of zinc selenide and conditions occur:

|R2|=|R5|| R 2 | = | R 5 |

|R3|=|R6|=|R8|| R 3 | = | R 6 | = | R 8 |

|R5|>|R6|| R 5 |> | R 6 |

где R2 - радиус второй оптической поверхности;where R 2 is the radius of the second optical surface;

R3 - радиус третьей оптической поверхности;R 3 is the radius of the third optical surface;

R5 - радиус пятой оптической поверхности;R 5 is the radius of the fifth optical surface;

R6 - радиус шестой оптической поверхности;R 6 is the radius of the sixth optical surface;

R8 - радиус восьмой оптической поверхности.R 8 is the radius of the eighth optical surface.

Данный объектив работает в диапазоне длин волн от 8 до 12,5 мкм. Фокусное расстояние объектива 130,03 мм, относительное отверстие 1:1,08, угол поля зрения 5 град 20 мин, задний фокальный отрезок 25,07 мм, но у него малое относительное отверстие.This lens works in the wavelength range from 8 to 12.5 microns. The focal length of the lens is 130.03 mm, the relative aperture is 1: 1.08, the angle of view is 5 degrees 20 minutes, the rear focal length is 25.07 mm, but it has a small relative aperture.

Задачей заявляемого изобретения является создание светосильного объектива с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The task of the invention is the creation of a fast lens with improved performance.

Технический результат - увеличение 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 четырех по ходу лучей компонентов, первый из которых - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, третий - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место соотношенияThis is achieved by the fact that in a fast lens consisting of four components along the rays, the first of them is a single positive meniscus facing the concavity to the image, the second is the single negative meniscus facing the convex to the image, and the third is the single positive meniscus facing the convex to image, and the fourth component is a single positive meniscus facing concavity to the image, in addition, the first and fourth components are made of germanium, all optical surfaces of the aperture Nogo lens are spherical, second and third components are made of zinc selenide and the relations

|R5|>|R6|| R 5 |> | R 6 |

где R5 - радиус пятой оптической поверхности,where R 5 is the radius of the fifth optical surface,

R6 - радиус шестой оптической поверхности,R 6 is the radius of the sixth optical surface,

отличается тем, что имеют место соотношенияdiffers in that there are relations

|R5|≤|R2|| R 5 | ≤ | R 2 |

|R3|≥|R8|| R 3 | ≥ | R 8 |

где R2 - радиус второй оптической поверхности,where R 2 is the radius of the second optical surface,

R3 - радиус третьей оптической поверхности,R 3 is the radius of the third optical surface,

R8 - радиус восьмой оптической поверхности.R 8 is the radius of the eighth optical surface.

Кроме того, в светосильном объективе |R3| может быть больше или меньше |R6|.In addition, in a fast lens | R 3 | may be more or less | R 6 |.

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

Светосильный объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей: первого компонента - одиночного положительного мениска 1, обращенного вогнутостью к изображению, второго компонента - одиночного отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к изображению, третьего компонента - одиночного положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению, и четвертого компонента - одиночного положительного мениска 4, обращенного вогнутостью к изображению. За мениском 4 расположена плоскопараллельная пластина 5, которая может также являться защитным стеклом.A fast lens consists of four components along the rays: the first component is a single positive meniscus 1, facing concavity to the image, the second component is a single negative meniscus 2, convex to the image, the third component is a single positive meniscus 3, convex to the image, and the fourth component is a single positive meniscus 4, facing concavity to the image. Behind the meniscus 4 is a plane-parallel plate 5, which may also be a protective glass.

Предложенная оптическая система работает как собирающий из бесконечности объектив. Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4, плоскопараллельную пластину 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).The proposed optical system works like a lens collecting from infinity. The lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through the lenses 1, 2, 3, 4, plane-parallel plate 5 and forms an image of the object in the plane of the best setting in which the optical radiation receiver is installed (not shown).

В соответствии с предложенным решением рассчитаны два варианта выполнения светосильного объектива, исправленные в спектральном диапазоне от 8 до 12,5 мкм.In accordance with the proposed solution, two versions of the fast lens design are calculated, corrected in the spectral range from 8 to 12.5 μm.

Конструктивные параметры объектива по первому варианту выполнения приведены в таблице 1.The design parameters of the lens according to the first embodiment are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Характеристики рассчитанного объектива по первому варианту выполнения:The characteristics of the calculated lens according to the first embodiment:

фокусное расстояниеfocal length 130,14 мм130.14 mm относительное отверстиеrelative hole 1:0,9781: 0.978 угол поля зренияfield of view angle 5 град 20 мин5 deg 20 min задний фокальный отрезок back focal length 1,765 мм1,765 mm задний фокальный отрезокback focal length без учета плоскопараллельной пластиныexcluding plane-parallel plate 46,515 мм46.515 mm входной зрачок совпадает с первой поверхностьюentrance pupil coincides with the first surface

В предлагаемом первом варианте объектива имеют место соотношения:In the proposed first version of the lens, the following relationships occur:

|R3|=|R8|=116,14,| R 3 | = | R 8 | = 116.14,

266,7=|R5|>|R6|=115,88,266.7 = | R 5 |> | R 6 | = 115.88,

266,7=|R5|<|R2|=272,3,266.7 = | R 5 | <| R 2 | = 272.3,

116,14=|R3|>|R6|=115,88.116.14 = | R 3 |> | R 6 | = 115.88.

Характеристики рассчитанного объектива по второму варианту выполнения:The characteristics of the calculated lens according to the second embodiment:

фокусное расстояниеfocal length 130 мм130 mm относительное отверстиеrelative hole 1:11: 1 угол поля зренияfield of view angle 5 град 20 мин5 deg 20 min задний фокальный отрезокback focal length 1,027 мм1,027 mm задний фокальный отрезокback focal length без учета плоскопараллельной пластиныexcluding plane-parallel plate 46,277 мм46.277 mm входной зрачок совпадает с первой поверхностьюentrance pupil coincides with the first surface

В предлагаемом втором варианте объектива имеют место соотношения:In the proposed second version of the lens, the following relations occur:

|R2|=|R5|=272,3,| R 2 | = | R 5 | = 272.3,

272,3=|R5|>|R6|=116,41,272.3 = | R 5 |> | R 6 | = 116.41,

116,14=|R3|<|R6|=116,41,116.14 = | R 3 | <| R 6 | = 116.41,

116,14=|R3|>|R8|=115,35.116.14 = | R 3 |> | R 8 | = 115.35.

Конструктивные параметры объектива по второму варианту выполнения приведены в таблице 2.The design parameters of the lens according to the second embodiment are shown in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

В табл. 3 приведены аберрации для длины волны 10 мкм предложенных вариантов выполнения светосильного объектива.In the table. 3 shows aberrations for a wavelength of 10 μm of the proposed embodiments of the fast lens.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, в результате предложенных решений по двум вариантам обеспечено получение технического результата: созданы два светосильных объектива по первому и второму вариантам для спектрального диапазона от 8 до 12,5 мкм с увеличенным относительным отверстием при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solutions in two options, a technical result is obtained: two fast lenses are created according to the first and second options for the spectral range from 8 to 12.5 μm with an increased relative aperture with high image quality.

Claims (12)

1. Светосильный объектив, состоящий из четырех по ходу лучей компонентов, первый из которых - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, третий - одиночный положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и четвертый компонент - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, кроме того, первый и четвертый компоненты выполнены из германия, все оптические поверхности светосильного объектива выполнены сферическими, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка и имеют место соотношения1. Aperture lens, consisting of four components along the rays, the first of which is a single positive meniscus, convex to the image, the second is a negative negative meniscus, convex to the image, the third is a single positive meniscus, convex to the image, and the fourth component - a single positive meniscus facing concavity to the image, in addition, the first and fourth components are made of germanium, all optical surfaces of the fast lens are made spherical, the second and third components are made of zinc selenide and the relations |R5|>|R6|,| R 5 |> | R 6 |, где R5 - радиус пятой оптической поверхности,where R 5 is the radius of the fifth optical surface, R6 - радиус шестой оптической поверхности,R 6 is the radius of the sixth optical surface, отличающийся тем, что имеют место соотношенияcharacterized in that the relations |R5|≤|R2|,| R 5 | ≤ | R 2 |, |R3|≥|R8|,| R 3 | ≥ | R 8 |, где R2 - радиус второй оптической поверхности,where R 2 is the radius of the second optical surface, R3 - радиус третьей оптической поверхности,R 3 is the radius of the third optical surface, R8 - радиус восьмой оптической поверхности.R 8 is the radius of the eighth optical surface. 2. Светосильный объектив по п. 1, в котором |R3| больше |R6|.2. A fast lens according to claim 1, in which | R 3 | more | R 6 |. 3. Светосильный объектив по п. 1, в котором |R3| меньше |R6|.3. A fast lens according to claim 1, in which | R 3 | less than | R 6 |.
RU2016112325A 2016-04-01 2016-04-01 Large-aperture lens RU2630194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112325A RU2630194C1 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Large-aperture lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112325A RU2630194C1 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Large-aperture lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630194C1 true RU2630194C1 (en) 2017-09-05

Family

ID=59797446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112325A RU2630194C1 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Large-aperture lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630194C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678938C1 (en) * 2018-01-25 2019-02-04 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Athermalized lens for ir spectrum
RU192401U1 (en) * 2019-04-29 2019-09-16 Акционерное общество "ЛОМО" Luminous Infrared Lens
RU2718145C1 (en) * 2019-09-30 2020-03-30 Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" Fast infrared lens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU66557U1 (en) * 2007-02-01 2007-09-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM
RU2348059C1 (en) * 2007-10-17 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens
US20110216398A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Minoru Ando Infrared zooming lens
RU115514U1 (en) * 2012-01-11 2012-04-27 Татьяна Николаевна Хацевич LENS FOR IR SPECTRUM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU66557U1 (en) * 2007-02-01 2007-09-10 Открытое акционерное общество "ЛОМО" LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM
RU2348059C1 (en) * 2007-10-17 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Large-aperture lens
US20110216398A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Minoru Ando Infrared zooming lens
RU115514U1 (en) * 2012-01-11 2012-04-27 Татьяна Николаевна Хацевич LENS FOR IR SPECTRUM

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J P 2005062559 A, 10.03.2005. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678938C1 (en) * 2018-01-25 2019-02-04 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Athermalized lens for ir spectrum
RU192401U1 (en) * 2019-04-29 2019-09-16 Акционерное общество "ЛОМО" Luminous Infrared Lens
RU2718145C1 (en) * 2019-09-30 2020-03-30 Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" Fast infrared lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611100C1 (en) High-aperture lens
KR20170016714A (en) Image pickup lens
RU2506616C1 (en) High-speed infrared lens
RU2630194C1 (en) Large-aperture lens
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU156006U1 (en) ATHERMALIZED LENS FOR IR SPECTRUM
RU2645912C1 (en) High-aperture lens
RU2411555C1 (en) Large-aperture lens
RU2723338C1 (en) Fast lens
RU2663313C1 (en) Telephoto lens with two fields of view for the spectrum middle ir area
RU2586273C1 (en) High-aperture lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU162347U1 (en) LIGHT ACHROMATIC LENS LENS OF INFRARED RANGE
RU2621366C1 (en) Compact lens of mid-infrared range
RU163268U1 (en) TWO-LENS LENS
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU2577082C1 (en) Apochromatic athermal lens (versions)
RU2753179C1 (en) High-speed lens
RU2737029C1 (en) Large aperture lens
RU2547005C1 (en) Apochromatic lens
RU2672703C1 (en) Two-channel mirror-lens system
RU2726263C1 (en) High-output lens
RU2560748C1 (en) Large aperture optical system
RU2759050C1 (en) Doublet-objective lens

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20210325