RU162318U1

RU162318U1 - TWO-LENS LENS

Info

Publication number: RU162318U1
Application number: RU2015145531/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Щеглов; Светлана Николаевна Зубок
Original assignee: Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-06-10

Abstract

Двухлинзовый объектив, состоящий из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы равен по абсолютной величине радиусу первой по ходу лучей оптической поверхности отрицательного мениска, кроме того, радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности, отличающийся тем, что имеют место соотношения:1,619<n<1,85,1,6<n<1,86,где n, n- показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей для линии е.A two-lens lens consisting of a biconvex lens located along the rays and a negative meniscus convex to the image, and the radius of the first biconvex optical surface along the rays is equal in absolute value to the radius of the first negative meniscus along the optical surface, in addition, the radius of the first along the path of the rays of the optical surface of a biconvex lens is less in absolute value than the radius of curvature of its second optical surface, characterized in that the following relations hold: 1.619 <n <1 , 85.1.6 <n <1.86, where n, n are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays for line e.

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных оптических системах, например, в визуальных и в ИК-системах.The utility model relates to optical instrumentation and can be used in various optical systems, for example, in visual and infrared systems.

Известен двухлинзовый объектив - ахромат, описанный в заявке Франции №2025476, МПК G02B 13/00, 5/00, опубл. в 1970 г., работающий в ИК-диапазоне от 8 до 14 мкм, состоящий из отдельных двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Линзы объектива выполнены из материалов CsBr и ZnS с показателями преломления 1,66251 и 2,1986. Объектив имеет небольшое фокусное расстояние 100 мм и недостаточную технологичность, т.к. требуется применение разных эталонных пробных стекол для каждой оптической поверхности.Known two-lens lens - achromat, described in the application of France No. 2025476, IPC G02B 13/00, 5/00, publ. in 1970, operating in the IR range from 8 to 14 μm, consisting of individual biconvex lenses and a negative meniscus convex to the image. The lenses of the lens are made of CsBr and ZnS materials with refractive indices of 1.66251 and 2.1986. The lens has a small focal length of 100 mm and lack of manufacturability, as The use of different reference test glasses for each optical surface is required.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является двухлинзовый объектив, описанный в патенте RU №2384868, МПК G02B 9/10, 9/14, опубл. в 2010 г., состоящий из расположенных по ходу луча двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, у которого имеют место соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is a two-lens lens described in patent RU No. 2384868, IPC G02B 9/10, 9/14, publ. in 2010, consisting of a biconvex lens located along the beam and a negative meniscus convex to the image, which has the following relations:

|R₁|=|R₃|;| R ₁ | = | R ₃ |;

|R₁|<|R₂|;| R ₁ | <| R ₂ |;

1,41<n₁<1,619;1.41 <n ₁ <1.619;

1,54<n₂<1,791.54 <n ₂ <1.79

где R₁, R₂, R₃ - радиусы первой, второй и третьей оптических поверхностей по ходу лучей;where R ₁ , R ₂ , R ₃ are the radii of the first, second and third optical surfaces along the rays;

n₁, n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей для линии e.n ₁ , n ₂ are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays for the line e.

У данного двухлинзового объектива недостаточно большие фокусное расстояние 1002,45 мм, относительное отверстие 1:18 и угловое поле 2W = 1 град. 40 мин.This two-lens lens does not have a large focal length of 1002.45 mm, a relative aperture of 1:18 and an angular field of 2W = 1 deg. 40 min

Задачей заявляемой полезной модели является создание технологичного двухлинзового объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the claimed utility model is to create a technologically advanced two-lens lens with enhanced performance characteristics.

Технический результат - увеличение фокусного расстояния, относительного отверстия и углового поля в пространстве предметов при повышенной технологичности и высоком качестве изображения.The technical result is an increase in focal length, relative aperture and angular field in the space of objects with high adaptability and high image quality.

Это достигается тем, что в двухлинзовом объективе, состоящем из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы равен по абсолютной величине радиусу первой по ходу лучей оптической поверхности отрицательного мениска, кроме того, радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности, в отличие от известного, имеют место соотношения:This is achieved by the fact that in a two-lens lens, consisting of a biconvex lens located along the rays and a negative meniscus convex to the image, the radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens is equal in absolute value to the radius of the first along the rays of the optical surface of the negative meniscus, in addition, the radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens in absolute value is less than the radius of curvature of its second optical surface, in contrast to the known the relations are:

1,619<n₁<1,851.619 <n ₁ <1.85

1,6<n₂<1,861.6 <n ₂ <1.86

где n₁, n₂ - показатели преломления материала первой и второй линз по ходу лучей для линии e.where n ₁ , n ₂ are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays for line e.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного двухлинзового объектива.The drawing shows an optical diagram of the proposed dual lens.

Двухлинзовый объектив состоит из расположенных по ходу лучей двояковыпуклой линзы 1 и отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к изображению. Радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы 1 равен по абсолютной величине радиусу первой по ходу лучей оптической поверхности отрицательного мениска 2, кроме того, радиус первой по ходу лучей оптической поверхности двояковыпуклой линзы 1 по модулю меньше радиуса кривизны ее второй оптической поверхности. Показатель преломления материала первой линзы находится в пределах от 1,619 до 1,85, а второй линзы - от 1,6 до 1,86.The two-lens lens consists of biconvex lens 1 located along the rays and a negative meniscus 2 convex to the image. The radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens 1 is equal in absolute value to the radius of the first along the rays of the optical surface of the negative meniscus 2, in addition, the radius of the first along the rays of the optical surface of the biconvex lens 1 is less than the radius of curvature of its second optical surface. The refractive index of the material of the first lens is in the range from 1.619 to 1.85, and the second lens is from 1.6 to 1.86.

Двухлинзовый объектив работает следующим образом: световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1 и 2 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан).A two-lens lens works as follows: the light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes through lenses 1 and 2 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver (not shown) is installed.

В соответствие с предложенным решением рассчитан двухлинзовый объектив, который исправлен одновременно для λ=625 нм и для λ=900 нм и ахроматизован для этих длин волн. Двухлинзовый объектив может работать в качестве коллиматора как в видимом, так и в ближнем ИК-диапазоне спектра.In accordance with the proposed solution, a two-lens lens was calculated, which was corrected simultaneously for λ = 625 nm and for λ = 900 nm and achromatized for these wavelengths. A dual lens can operate as a collimator in both the visible and near infrared ranges.

Конструктивные параметры объектива приведены в табл. 1The design parameters of the lens are given in table. one

Входной зрачок совпадает с первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.The entrance pupil coincides with the first optical surface, but may be in another place.

Характеристики рассчитанного объектива:Characteristics of the calculated lens:

фокусное расстояниеfocal length 1200 мм1200 mm относительное отверстиеrelative hole 1:11,31: 11.3 угол поля зренияfield of view angle 2 град. 20 мин.2 deg. 20 minutes.

Объектив имеет следующие аберрации для λ=625 нм:The lens has the following aberrations for λ = 625 nm:

- поперечная сферическая аберрация для точки на оси не более 0,0134 мм- transverse spherical aberration for a point on the axis of not more than 0.0134 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W = 2 град. 20 мин не более - 0,0394 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the meridional section for the field of view 2W = 2 deg. 20 min no more - 0,0394 mm

- поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W = 2 град. 20 мин. не более - 0,0064 мм- transverse aberration of a wide inclined beam in the sagittal section for the field of view 2W = 2 deg. 20 minutes. no more - 0,0064 mm

- меридиональный астигматический отрезок Х_м не более - 1,025 мм- meridional astigmatic segment X _m not more than 1.025 mm

- сагиттальный астигматический отрезок X_s не более - 0,447 мм- sagittal astigmatic segment X _s not more than - 0.447 mm

- дисторсия не более - 0,0012%- distortion no more - 0,0012%

В предлагаемой полезной модели:In the proposed utility model:

|R₁|=|R₃|=701,166| R ₁ | = | R ₃ | = 701,166

|R₁|=701,166<|R₂|=776,211| R ₁ | = 701,166 <| R ₂ | = 776,211

1,619<n₁=1,62237<1,851.619 <n ₁ = 1.62237 <1.85

1,6<n₂=1,813767<1,861.6 <n ₂ = 1.813767 <1.86

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан двухлинзовый объектив с увеличенными фокусным расстоянием, относительным отверстием и угловым полем в пространстве предметов с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained: a two-lens lens is created with increased focal length, relative aperture and angular field in the space of objects with high adaptability with high image quality.

Claims

A two-lens lens consisting of a biconvex lens located along the rays and a negative meniscus convex to the image, and the radius of the first biconvex optical surface along the rays is equal in absolute value to the radius of the first negative meniscus along the optical surface, in addition, the radius of the first along the path of the rays of the optical surface of a biconvex lens is less in absolute value than the radius of curvature of its second optical surface, characterized in that the following relations hold:

1.619 <n ₁ <1.85,

1.6 <n ₂ <1.86,

where n ₁ , n ₂ are the refractive indices of the material of the first and second lenses along the rays for line e.