RU59273U1

RU59273U1 - APOCHROMATIC LENS

Info

Publication number: RU59273U1
Application number: RU2006124400/22U
Authority: RU
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2006-12-10

Abstract

Апохроматический объектив относится к области оптического приборостроения и может быть использован в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.Apochromatic lens belongs to the field of optical instrumentation and can be used in astronomical telescopes for visual observation and photographing.

Апохроматический объектив состоит из трех компонентов, первый из которых - одиночная двояковыпуклая линза, второй компонент состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:The apochromatic lens consists of three components, the first of which is a single biconvex lens, the second component consists of three lenses - a biconvex, biconcave, and positive meniscus, and the third component consists of a biconvex and biconcave 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

Выполнение первого компонента апохроматического объектива в виде одиночной двояковыпуклой линзы и использование обычного оптического стекла позволило уменьшить габариты объектива, его массу, упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления, сборки и юстировки.The implementation of the first component of the apochromatic lens in the form of a single biconvex lens and the use of ordinary optical glass made it possible to reduce the dimensions of the lens, its mass, simplify the design, and reduce the complexity of manufacturing, assembly, and alignment.

Description

Предполагаемое изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.The alleged 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.The famous 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 the dialytic refractor Alexander Rogers are the 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 types of glass are used in the design of the prototype lens.

Задачей предполагаемого 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 proposed 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 the lens material.

Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента, второй 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 second component consists 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

Предполагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The alleged invention is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 - Оптическая схема объектива.Figure 1 - Optical diagram of the lens.

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 additional biconvex lens 1. The first positive component consists of glued biconvex lens 2, a biconcave lens 3 and a positive meniscus 4. The second positive component consists of glued biconvex lens 5 and a biconcave lens 6.

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 focal plane 7. Passing through a biconvex lens 1, the beam is collimated, the aberrations arising on the axis are corrected by the first component. The second component corrects the field aberrations of the entire lens.

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.

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 ммlinear field of view in the image space - 24 mm

Claims

Apochromatic lens containing three components, the second of which consists of a biconvex and biconcave lenses and a positive meniscus, the third of a biconvex and biconcave lenses, characterized in that the first component is a single biconvex lens, the lenses are made of two brands of optical glass, refractive indices and dispersion coefficients which satisfy the condition:

1.45 <n ₁ > 1.55

1.65 <n ₂ <1.75

50 <γ ₁ <60

30 <γ ₂ <40