Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2358299C1 - High-speed lens - Google Patents

High-speed lens Download PDF

Info

Publication number
RU2358299C1
RU2358299C1 RU2007142804/28A RU2007142804A RU2358299C1 RU 2358299 C1 RU2358299 C1 RU 2358299C1 RU 2007142804/28 A RU2007142804/28 A RU 2007142804/28A RU 2007142804 A RU2007142804 A RU 2007142804A RU 2358299 C1 RU2358299 C1 RU 2358299C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
concave surface
image space
components
Prior art date
Application number
RU2007142804/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталия Ефимовна Кунделева (BY)
Наталия Ефимовна Кунделева
Людмила Васильевна Анохина (BY)
Людмила Васильевна Анохина
Татьяна Евгеньевна Емельянова (BY)
Татьяна Евгеньевна Емельянова
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
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 "Пеленг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Application granted granted Critical
Publication of RU2358299C1 publication Critical patent/RU2358299C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics; optics.
SUBSTANCE: present invention can be used in thermal imaging devices. The high-speed lens contains four components and an aperture diaphragm, located after the fourth component. The first component is a positive meniscus, whose concave surface faces the image space. The second component is negative meniscus, whose concave surface faces the image space. The third component is negative meniscus, the concave surface of which faces image space and the fourth is a positive lens. The distance between the second and third components is not less than 0.45 times the focal length of the lens.
EFFECT: design of a high-speed lens with high quality of image without vignetting.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может быть использовано в тепловизионных приборах.The invention relates to optical instrumentation, namely to lenses, and can be used in thermal imaging devices.

Известен светосильный объектив [1] из трех компонентов, первый из которых - положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, третий компонент содержит положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов. Данная конструкция обеспечивает высокое качество изображения при относительном отверстии 1:1.65 и поле зрения 2W не выше 6°.Known fast lens [1] of three components, the first of which is a positive meniscus facing a concave surface to the image space, the second component is made in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, the third component contains a positive meniscus facing a convex surface to the space items. This design provides high image quality with a relative aperture of 1: 1.65 and a field of view of 2W not higher than 6 °.

Наиболее близким к предлагаемому объективу является светосильный объектив [2], состоящий из четырех компонентов. Первый компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент содержит положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Третий компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Четвертый компонент выполнен в виде положительной линзы. Апертурная диафрагма расположена между вторым и третим компонентами и оптически сопряжена с охлаждаемой диафрагмой приемника. Данной конструкцией реализуется объектив с фокусным расстоянием 22 мм, относительным отверстием 1:1.2 и углом поля зрения до 2W=18°. Однако недостатком прототипа является то, что при увеличении фокусного расстояния объектива поле зрения уменьшается, что обусловлено конструкцией объектива и при фокусном расстоянии объектива порядка 100 мм поле зрения не превышает 2W=2° даже при снижении относительного отверстия до 1:1.3.Closest to the proposed lens is a fast lens [2], consisting of four components. The first component is made in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space. The second component contains a positive meniscus facing a concave surface to the image space. The third component consists of a negative meniscus facing a concave surface to the image space. The fourth component is made in the form of a positive lens. An aperture diaphragm is located between the second and third components and is optically coupled to a cooled diaphragm of the receiver. This design implements a lens with a focal length of 22 mm, a relative aperture of 1: 1.2 and a field of view angle of up to 2W = 18 °. However, the disadvantage of the prototype is that with an increase in the focal length of the lens, the field of view decreases, due to the design of the lens and with a focal length of the lens of the order of 100 mm, the field of view does not exceed 2W = 2 ° even when the relative aperture is reduced to 1: 1.3.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с высоким качеством изображения без виньетирования.The objective of the invention is to create a fast lens with high image quality without vignetting.

Светосильный объектив содержит четыре компонента и апертурную диафрагму, при этом третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый компонент представляет собой положительную линзу, в отличие от прототипа, первый компонент представляет собой положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, причем апертурная диафрагма расположена после четвертого компонента, а расстояние между вторым и третьим компонентами составляет не менее 0,45 фокусного расстояния объектива.A fast lens contains four components and an aperture diaphragm, while the third component is in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, the fourth component is a positive lens, unlike the prototype, the first component is a positive meniscus facing a concave surface to the space image, the second component is made in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, and the aperture The diaphragm is located after the fourth component, and the distance between the second and third components is at least 0.45 of the focal length of the lens.

Положительная линза четвертого компонента может быть выполнена в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов.The positive lens of the fourth component can be made in the form of a meniscus facing a concave surface to the space of objects.

Положительная линза четвертого компонента может быть выполнена в виде двояковыпуклом линзы, а первый, второй и четвертый компоненты выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления не менее 4.The positive lens of the fourth component can be made in the form of a biconvex lens, and the first, second and fourth components are made of optical material of the same brand with a refractive index of at least 4.

Конструкция первого компонента, выполненного в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, второго компонента, выполненного в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, выбор расстояния между вторым и третьим компонентами не менее 0.45 фокусного расстояния объектива обеспечил высокую степень коррекции сферической аберрации и комы при относительном отверстии объектива не менее 1:1.36. Размещение апертурной диафрагмы после четвертого компонента позволяет совмещать ее с охлаждаемой диафрагмой приемника, что исключает виньетирование при угле поля зрения не менее 2W=7°.The design of the first component made in the form of a positive meniscus facing a concave surface to the image space, the second component made in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, the choice of the distance between the second and third components of at least 0.45 of the focal length of the lens provided a high degree of correction spherical aberration and coma with a relative lens aperture of at least 1: 1.36. The placement of the aperture diaphragm after the fourth component allows it to be combined with the cooled diaphragm of the receiver, which eliminates vignetting with a field of view angle of at least 2W = 7 °.

Выполнение четвертого компонента в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, обеспечивает исправление сферической аберрации для конструкции объектива, работающей в среднем инфракрасном диапазоне.The implementation of the fourth component in the form of a positive meniscus, facing a concave surface to the space of objects, provides the correction of spherical aberration for the lens design, operating in the mid-infrared range.

Выполнение четвертого компонента в виде двояковыпуклой линзы, первого, второго и четвертого компонентов из оптического материала одной марки, например из германия, обеспечивает конструкцию объектива, работающую в дальней инфракрасной области.The implementation of the fourth component in the form of a biconvex lens, the first, second and fourth components of the optical material of the same brand, for example from Germany, provides the design of the lens, operating in the far infrared region.

На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива.Figure 1 shows the optical scheme of the proposed lens.

На фиг.2 приведены конструктивные параметры объектива для среднего ИК-диапазона.Figure 2 shows the design parameters of the lens for the mid-IR range.

На фиг.3 приведены конструктивные параметры объектива для дальнего ИК-диапазона.Figure 3 shows the design parameters of the lens for the far infrared.

Объектив (фиг.1) состоит из четырех компонентов 1-4. Первый компонент выполнен в виде положительного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент представляет собой отрицательный мениск 2, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений. Четвертый компонент представляет собой положительную линзу 4. Положительная линза 4 может быть выполнена в виде двояковыпуклой линзы, при этом первый, второй и четвертый компоненты выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления не менее 4, например германия, что реализует конструкцию объектива для дальней ИК-области. Положительная линза 4 может быть выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, при этом реализуется конструкция объектива для средней ИК-области. Расстояние между вторым и третьим компонентами равно 49.3 мм, что составляет 0.493 фокусного расстояния объектива. Апертурная диафрагма 5 расположена после четвертого компонента на расстоянии 6 мм для объектива среднего ИК-диапазона и 12 мм для объектива дальнего ИК-диапазона и совмещена с охлаждаемой диафрагмой приемника.The lens (figure 1) consists of four components 1-4. The first component is made in the form of a positive meniscus 1, facing a concave surface to the image space. The second component is a negative meniscus 2 facing a concave surface to the image space. The third component is made in the form of a negative meniscus 3 facing a concave surface to the image space. The fourth component is a positive lens 4. The positive lens 4 can be made in the form of a biconvex lens, while the first, second and fourth components are made of optical material of the same brand with a refractive index of at least 4, for example germanium, which implements the lens design for far infrared -regions. The positive lens 4 can be made in the form of a positive meniscus facing a concave surface to the space of objects, while the lens design for the mid-IR region is realized. The distance between the second and third components is 49.3 mm, which is 0.493 of the focal length of the lens. Aperture diaphragm 5 is located after the fourth component at a distance of 6 mm for the mid-IR lens and 12 mm for the far IR lens and is aligned with the cooled diaphragm of the receiver.

Объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 3, 4 и апертурную диафрагму 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения.The lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1, 2, 3, 4 and aperture aperture 5 and forms an image of the object in the plane of the best setting in which the optical radiation receiver is installed.

В соответствии с предложенным решением рассчитаны два светосильных объектива: для среднего ИК-диапазона и для дальнего ИК-диапазона. Фокусное расстояние объективов - 100 мм, относительное отверстие 1:1.36, угол поля зрения - 2W=7°. Высокая степень коррекции аберраций позволила получить концентрацию энергии в кружке диаметром 0.035 мм:In accordance with the proposed solution, two fast lenses are designed: for the mid-IR range and for the far infrared range. The focal length of the lenses is 100 mm, the relative aperture is 1: 1.36, the angle of view is 2W = 7 °. A high degree of correction of aberrations made it possible to obtain an energy concentration in a circle with a diameter of 0.035 mm:

- не менее 91% для точки на оси и 87% для края поля зрения для объектива, работающего в среднем ИК-диапазоне,- at least 91% for a point on the axis and 87% for the edge of the field of view for a lens operating in the mid-IR range,

- не менее 84% для точки на оси и 82% для края поля зрения для объектива, работающего в дальнем ИК-диапазоне.- not less than 84% for a point on the axis and 82% for the edge of the field of view for a lens operating in the far infrared range.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU № 2187135, публикация 2002 г., МКИ G02B 13/14.1. RU patent No. 2187135, publication of 2002, MKI G02B 13/14.

2. Патент US № 5909307, публикация 1999, МКИ G02B 13/14 - прототип.2. US patent No. 5909307, publication 1999, MKI G02B 13/14 - prototype.

Claims (3)

1. Светосильный объектив, содержащий четыре компонента и апертурную диафрагму, при этом третий компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый компонент представляет собой положительную линзу, отличающийся тем, что первый компонент представляет собой положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, причем апертурная диафрагма расположена после четвертого компонента, а расстояние между вторым и третьим компонентами составляет не менее 0,45 фокусного расстояния объектива.1. A fast lens containing four components and an aperture diaphragm, while the third component is in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, the fourth component is a positive lens, characterized in that the first component is a positive meniscus facing a concave surface to the image space, the second component is made in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the image space, and erturnaya aperture disposed after the fourth component, and the distance between the second and third components is at least 0.45 focal distance of the lens. 2. Светосильный объектив по п.1, отличающийся тем, что положительная линза четвертого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов.2. The fast lens according to claim 1, characterized in that the positive lens of the fourth component is made in the form of a meniscus facing a concave surface to the space of objects. 3. Светосильный объектив по п.1, отличающийся тем, что положительная линза четвертого компонента выполнена двояковыпуклой, при этом первый, второй и четвертый компоненты выполнены из оптического материала одной марки с показателем преломления не менее 4. 3. The fast lens according to claim 1, characterized in that the positive lens of the fourth component is biconvex, while the first, second and fourth components are made of optical material of the same brand with a refractive index of at least 4.
RU2007142804/28A 2006-12-06 2007-11-19 High-speed lens RU2358299C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BYA20061231 2006-12-06
BY20061231 2006-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2358299C1 true RU2358299C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=41024824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007142804/28A RU2358299C1 (en) 2006-12-06 2007-11-19 High-speed lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358299C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538423C1 (en) * 2013-10-08 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" Athermalised lens for infrared spectral region

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538423C1 (en) * 2013-10-08 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" Athermalised lens for infrared spectral region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2506616C1 (en) High-speed infrared lens
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2365952C1 (en) Infrared objective
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2630194C1 (en) Large-aperture lens
RU2358299C1 (en) High-speed lens
RU2694557C1 (en) Infrared system with two fields of view
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
US20160116719A1 (en) Compact multispectral wide angle refractive optical system
RU2403598C1 (en) Large aperture lens for thermal imaging device
RU2672703C1 (en) Two-channel mirror-lens system
RU76723U1 (en) TELESCOPIC EXPANDER OF LASER BEAM
RU2646401C1 (en) Optical system of thermal imaging device with two fields of view
RU2545064C2 (en) Variable focus lens
RU115932U1 (en) LIGHT LIGHT
RU2331909C1 (en) Objective lens for closer infrared spectrum
RU2183340C1 (en) Wide-aperture lens
RU2620202C1 (en) Lens for infrared spectral area
RU2181206C2 (en) High-speed lens
RU115515U1 (en) LIGHT LIGHT
RU112453U1 (en) TELESCOPIC EXPANDER OF LASER BEAM TYPE GALILEA
RU2386988C1 (en) Lens
RU192401U1 (en) Luminous Infrared Lens
RU2472190C1 (en) Catadioptric telescope
RU204540U1 (en) LENS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181120