RU204540U1 - LENS - Google Patents
LENS Download PDFInfo
- Publication number
- RU204540U1 RU204540U1 RU2020139414U RU2020139414U RU204540U1 RU 204540 U1 RU204540 U1 RU 204540U1 RU 2020139414 U RU2020139414 U RU 2020139414U RU 2020139414 U RU2020139414 U RU 2020139414U RU 204540 U1 RU204540 U1 RU 204540U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- meniscus
- focal length
- biconvex lens
- biconvex
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/60—Optical 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
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив с формированием изображения на цветной ПЗС-матрице и фотоприемнике.Объектив состоит из установленных по ходу луча первой двояковыпуклой линзы, отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой линзы и двояковогнутой линзы, первого одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй двояковыпуклой линзы, второго одиночного отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов и спектроделительного блока, выполненного с возможностью разделения излучения в спектральном диапазоне длин волн (430…650)нм и излучения с длиной волны (1540±30)нм или (1060±30)нм. Апертурная диафрагма расположена перед первой двояковыпуклой линзой. Сумма оптических сил всех одиночных линз и двусклеенной линзы не превышает 0,001 по абсолютной величине. Расстояние между первым одиночным мениском и второй двояковыпуклой линзой составляет не менее 0,18 фокусного расстояния объектива. Расстояние от второй двояковыпуклой линзы до второго одиночного мениска составляет не менее 0,22 фокусного расстояния объектива.Заявляемый объектив обеспечивает увеличение поля зрения, увеличение масштаба изображения путем увеличения фокусного расстояния, повышение качества изображений во всем поле зрения в спектральном диапазоне (430…650)нм, уменьшение длины объектива от его первой поверхности до плоскости изображений до величины не более 1,05 фокусного расстояния объектива, расширение функциональных возможностей объектива путем разделения излучения и использования двух приемников.The utility model relates to optical instrumentation, namely to lenses, and can be used as a lens with the formation of an image on a color CCD matrix and a photodetector. The lens consists of a first biconvex lens installed along the beam path, a negative meniscus glued from a biconvex lens and a biconcave lens, the first single negative meniscus facing the space of objects with a concave surface, the second biconvex lens, the second single negative meniscus facing the space of objects with a concave surface and a spectral dividing unit capable of separating radiation in the spectral range of wavelengths (430 ... 650) nm and radiation with wavelength (1540 ± 30) nm or (1060 ± 30) nm. The aperture diaphragm is located in front of the first biconvex lens. The sum of the optical powers of all single lenses and a double-glazed lens does not exceed 0.001 in absolute value. The distance between the first single meniscus and the second biconvex lens is not less than 0.18 of the lens focal length. The distance from the second biconvex lens to the second single meniscus is not less than 0.22 of the focal length of the lens. The declared lens provides an increase in the field of view, an increase in the scale of the image by increasing the focal length, improving the quality of images in the entire field of view in the spectral range (430 ... 650) nm , reducing the length of the lens from its first surface to the image plane to a value of no more than 1.05 of the focal length of the lens, expanding the functionality of the lens by separating radiation and using two receivers.
Description
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам, и может использоваться как объектив с формированием изображения на цветной ПЗС-матрице и фотоприемнике.The utility model relates to optical instrumentation, namely to lenses, and can be used as a lens with image formation on a color CCD matrix and a photodetector.
Известен объектив [1] из пяти компонентов, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, третий компонент - двояковогнутая линза, четвертый компонент - двояковыпуклая линза и пятый компонент выполнен в виде плоско-вогнутой линзы, обращенной плоской поверхностью к пространству предметов. Данная конструкция объектива обеспечивает высокое качество изображений в широком спектральном диапазоне для пространственных частот до 100 мм-1 и для угла поля зрения до 13°. Однако, задний фокальный отрезок данной конструкции объектива составляет 0,1 фокусного расстояния объектива, что не позволяет разместить на нем спектроделительный блок.Known lens [1] of five components, the first component is made in the form of a biconvex lens, the second component is made in the form of a positive meniscus facing the convex surface of the object space, the third component is a biconvex lens, the fourth component is a biconvex lens and the fifth component is made in the form of a flat - a concave lens facing a flat surface to the space of objects. This lens design provides high quality images in a wide spectral range for spatial frequencies up to 100 mm -1 and for a field of view up to 13 °. However, the rear focal length of this lens design is 0.1 of the focal length of the lens, which does not allow placing a spectrum splitting unit on it.
Наиболее близким к предполагаемому объективу является объектив [2], состоящий из пяти компонентов. Первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй компонент - мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклой поверхностью к пространству предметов, четвертый компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к пространству предметов, пятый компонент - двояковыпуклая линза, причем расстояние между первым и вторым компонентами составляет не менее 0,25 фокусного расстояния объектива. Прототип имеет хорошее качество изображений в центре поля зрения и для угла поля зрения не более 2W=5° при фокусном расстоянии объектива до 100 мм. В данной конструкции объектива задний фокальный отрезок составляет 0,44 фокусного расстояния объектива, что позволяет разместить на нем спектроделительный блок, причем длина объектива от первой поверхности до плоскости изображений составляет 1,45 фокусного расстояния объектива. Однако, при увеличении фокусного расстояния более 100 мм и угла поля зрения свыше 2W=5° данная конструкция не обеспечивает достаточно высокого качества изображений.The closest to the proposed lens is the lens [2], which consists of five components. The first component is made in the form of a biconvex lens, the second component is a meniscus glued from a biconvex and biconcave lenses, the third component is made in the form of a positive meniscus facing the convex surface to the space of objects, the fourth component is a negative meniscus facing the convex surface to the space of objects, the fifth component - biconvex lens, and the distance between the first and second components is not less than 0.25 of the focal length of the lens. The prototype has good image quality in the center of the field of view and for a field of view angle of no more than 2W = 5 ° with a lens focal length of up to 100 mm. In this design of the lens, the rear focal length is 0.44 of the lens focal length, which makes it possible to place a spectrum splitting unit on it, and the length of the lens from the first surface to the image plane is 1.45 of the lens focal length. However, when the focal length is increased over 100 mm and the angle of view is over 2W = 5 °, this design does not provide a sufficiently high image quality.
Задачей полезной модели является увеличение поля зрения, увеличение масштаба изображения путем увеличения фокусного расстояния, повышение качества изображений во всем поле зрения в спектральном диапазоне (430…650)нм, уменьшение длины объектива от его первой поверхности до плоскости изображений до величины не более 1,05 фокусного расстояния объектива, расширение функциональных возможностей объектива путем разделения излучения и использования двух приемников.The task of the utility model is to increase the field of view, increase the scale of the image by increasing the focal length, improve the quality of images in the entire field of view in the spectral range (430 ... 650) nm, reduce the length of the lens from its first surface to the image plane to no more than 1.05 focal length of the lens, expanding the functionality of the lens by separating radiation and using two receivers.
Объектив содержит установленные по ходу лучей первую двояковыпуклую линзу, мениск, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, первый одиночный мениск и второй одиночный отрицательный мениск, а также вторую двояковыпуклую линзу, в отличие от прототипа вторая двояковыпуклая линза расположена между первым одиночным мениском и вторым одиночным отрицательным мениском, введен спектроделительный блок, расположенный после второго одиночного отрицательного мениска и выполненный с возможностью разделения излучения в спектральном диапазоне длин волн (430…650)нм и излучения с длиной волны (1540±30)нм или (1060±30)нм, введена апертурная диафрагма, расположенная перед первой двояковыпуклой линзой, при этом склеенный мениск выполнен отрицательным, первый одиночный мениск выполнен отрицательным и обращен вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй одиночный отрицательный мениск обращен вогнутой поверхностью к пространству предметов, сумма оптических сил всех одиночных линз и двусклеенной линзы не превышает 0,001 по абсолютной величине, расстояние между первым одиночным отрицательным мениском и второй двояковыпуклой линзой составляет не менее 0,18 фокусного расстояния объектива, а расстояние от второй двояковыпуклой линзы до второго одиночного отрицательного мениска составляет не менее 0,22 фокусного расстояния объектива.The lens contains the first biconvex lens installed along the rays, the meniscus glued from the biconvex and biconcave lenses, the first single meniscus and the second single negative meniscus, as well as the second biconvex lens, unlike the prototype, the second biconvex lens is located between the first single meniscus and the second meniscus, a spectral dividing unit is introduced, located after the second single negative meniscus and made with the possibility of separating radiation in the spectral range of wavelengths (430 ... 650) nm and radiation with a wavelength of (1540 ± 30) nm or (1060 ± 30) nm, aperture a diaphragm located in front of the first biconvex lens, while the glued meniscus is negative, the first single meniscus is negative and faces the space of objects with a concave surface, the second single negative meniscus is directed by the concave surface to the space of objects, the sum of the optical forces of all single lenses and two The lens does not exceed 0.001 in absolute value, the distance between the first single negative meniscus and the second biconvex lens is not less than 0.18 of the focal length of the objective, and the distance from the second biconvex lens to the second single negative meniscus is not less than 0.22 of the focal length of the lens.
Выбор расположения оптических компонентов, распределения оптических сил между ними таким образом, что их сумма не превышает 0,001 по абсолютной величине, позволил увеличить поле зрения и исправить аберрации широких наклонных пучков, улучшив тем самым качество изображений по полю зрения. Выбор расстояния между первым одиночным отрицательным мениском и расположенной за ним второй двояковыпуклой линзой не менее 0,18 фокусного расстояния объектива, выбор расстояния от второй двояковыпуклой линзы до второго одиночного отрицательного мениска не менее 0,22 фокусного расстояния объектива, а также выполнение спектроделительного блока с возможностью разделения излучения в спектральном диапазоне (430…650)нм и излучения с длиной волны (1060±30)нм или (1540±30) нм и его расположение после второго одиночного отрицательного мениска, позволило увеличить фокусное расстояние объектива при уменьшении расстояния от первой поверхности объектива до плоскости изображений до величины не более 1,05 его фокусного расстояния и улучшить качество изображений по всему полю и использовать его как для формирования изображения на цветной ПЗС-матрице, так и для регистрации возвратного излучения лазерного дальномера на площадке фотоприемника, оптически сопряженной со спектроделительной гранью спектроделительного блока. Предлагаемый объектив имеет:The choice of the location of the optical components, the distribution of optical forces between them in such a way that their sum does not exceed 0.001 in absolute value, made it possible to increase the field of view and correct the aberrations of wide oblique beams, thereby improving the quality of images over the field of view. The choice of the distance between the first single negative meniscus and the second biconvex lens located behind it is not less than 0.18 of the focal length of the objective, the choice of the distance from the second biconvex lens to the second single negative meniscus is not less than 0.22 of the focal length of the lens, as well as the implementation of a spectral splitting unit with the possibility of separation of radiation in the spectral range (430 ... 650) nm and radiation with a wavelength of (1060 ± 30) nm or (1540 ± 30) nm and its location after the second single negative meniscus, made it possible to increase the focal length of the lens while decreasing the distance from the first surface of the lens to the image plane to a value of no more than 1.05 of its focal length and improve the quality of images over the entire field and use it both for forming an image on a color CCD matrix and for registering the return radiation of a laser rangefinder on the photodetector site, optically coupled with the spectral-splitting edge spectrode casting block. The offered lens has:
- фокусное расстояние 150 мм, относительное отверстие 1:3, угол поля зрения 2w=9°. Входной зрачок диаметром 50 мм совпадает с первой поверхностью объектива. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции (Т) для пространственной частоты N=45 мм-1 в точке на оси не менее 0,58, на краю поля зрения 2W=9° не менее 0,4.- focal length 150 mm, relative aperture 1: 3, angle of view 2w = 9 °. The entrance pupil 50 mm in diameter coincides with the first surface of the lens. Polychromatic modulation transfer coefficients (T) for spatial frequency N = 45 mm -1 at a point on the axis not less than 0.58, at the edge of the field of view 2W = 9 ° not less than 0.4.
На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива.FIG. 1 shows the optical scheme of the proposed lens.
На фиг. 2 приведены конструктивные параметры линз объектива и характеристики стекол, где R-радиусы кривизны поверхностей линз, D-расстояния между поверхностями линз, ne-показатель преломления стекол линз для линии е (λ=546 нм), v-число Аббе для линии е.FIG. 2 shows the design parameters of the objective lenses and the glass characteristics, where R is the radius of curvature of the lens surfaces, D is the distance between the lens surfaces, n e is the refractive index of the lens glasses for the e line (λ = 546 nm), v is the Abbe number for the e line.
На фиг. 3 приведены графики расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) для точки на оси и для точки на краю поля зрения 2W=9°.FIG. 3 shows the graphs of the calculated polychromatic frequency-contrast characteristic (T) for a point on the axis and for a point at the edge of the field of view 2W = 9 °.
Объектив (фиг. 1) состоит из установленных по ходу луча первой двояковыпуклой линзы 1, отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой линзы 2 и двояковогнутой линзы 3, первого одиночного отрицательного мениска 4, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй двояковыпуклой линзы 5, второго одиночного отрицательного мениска 6, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов и спектроделительного блока 7, выполненного с возможностью разделения излучения в спектральном диапазоне длин волн (430…650)нм и излучения с длиной волны (1540±30)нм или (1060±30)нм. Апертурная диафрагма расположена перед первой двояковыпуклой линзой 1. Объектив рассчитан со светофильтром 8, выделяющим спектральный диапазон (430…650)нм.The lens (Fig. 1) consists of the
Расстояние между первым одиночным отрицательным мениском 4 и второй двояковыпуклой линзой 5 равно 28,4 мм, что составляет 0,19 фокусного расстояния объектива, расстояние от второй двояковыпуклой линзы 5 до второго одиночного отрицательного мениска 6 равно 35,15 мм, что составляет 0,22 фокусного расстояния объектива. Сумма оптических сил пяти компонентов равна:The distance between the first single
ϕ=|∑1/f'i|=|1/81,68+1/(-121,15)+1/(-103,46)+1/90,41+ϕ = | ∑1 / f ' i | = | 1 / 81.68 + 1 / (- 121.15) +1 / (- 103.46) + 1 / 90.41 +
+1/(-182,18)|=|-0,0001|,+1 / (- 182.18) | = | -0.0001 |,
где f'I - фокусное расстояние компонента.where f ' I is the focal length of the component.
Длина объектива от первой поверхности до плоскости изображений равна 151,9 мм, что составляет 1,01 фокусного расстояния объектива.The length of the lens from the first surface to the image plane is 151.9 mm, which is 1.01 of the focal length of the lens.
Графики полихроматической частотно-контрастной характеристики для точки на оси и для точки на краю поля зрения 2W=9°, приведенные на фиг. 3, подтверждают, что объектив имеет хорошее качество изображений по всему полю в спектральном диапазоне (430…650)нм и позволяет получить хорошее изображение на цветной матрице с размером пиксела 5,5 мкм.The graphs of the polychromatic frequency-contrast characteristic for a point on the axis and for a point at the edge of the field of view 2W = 9 °, shown in Fig. 3, confirm that the lens has good image quality over the entire field in the spectral range (430 ... 650) nm and allows you to get a good image on a color matrix with a pixel size of 5.5 µm.
Объектив работает следующим образом: параллельный пучок света с углом поля зрения 2W=9° проходит через входной зрачок объектива, диаметром 50 мм, совпадающий с первой поверхностью, и, преломившись через поверхности первой двояковыпуклой линзы 1, отрицательного мениска, склеенного из двояковыпуклой линзы 2 и двояковогнутой линзы 3, первого одиночного отрицательного мениска 4, второй двояковыпуклой линзы 5, второго одиночного отрицательного мениска 6 попадает в спек-троделительный блок 7, разделяющий излучение с длинами волн λ=(430…650) нм и излучение с длиной волны λ=1540 нм или λ=1060 нм, проходит через светофильтр 8, и фокусируется в плоскости изображения, где расположена ПЗС-матрица. Пучок лучей с длиной волны λ=1540 нм или λ=1060 нм фокусируется на площадке фотоприемника.The lens works as follows: a parallel light beam with a field of view angle of 2W = 9 ° passes through the entrance pupil of the objective, 50 mm in diameter, coinciding with the first surface, and, refracting through the surfaces of the
Источники информацииInformation sources
1. BY 14572 С1 (Иностранное частное производственное унитарное предприятие «Белтекс Оптик» компании «Сайбир Оптике» (BY)), публикация 28.02.2011.1. BY 14572 C1 (Foreign private production unitary enterprise "Beltex Optic" of the company "Saybir Optic" (BY)), published on February 28, 2011.
2. ЕА 007361 В1 (Научно-производственное республиканское унитарное предприятие «ЛЭМТ» (BY)), публикация 27.10.2006.2. ЕА 007361 В1 (Scientific and Production Republican Unitary Enterprise "LEMT" (BY)), publication 27.10.2006.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20200012 | 2020-01-22 | ||
BYU20200012 | 2020-01-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU204540U1 true RU204540U1 (en) | 2021-05-31 |
Family
ID=76313880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139414U RU204540U1 (en) | 2020-01-22 | 2020-11-30 | LENS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU204540U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1571888A (en) * | 1967-07-18 | 1969-06-20 | ||
RU2276799C1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-05-20 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Objective for close infrared area of spectrum |
EA007361B1 (en) * | 2004-11-11 | 2006-10-27 | Научно-Производственное Республиканское Унитарное Предприятие "Лэмт" | Lens |
EA022904B1 (en) * | 2013-09-16 | 2016-03-31 | Научно-Производственное Унитарное Предприятие "Научно-Технический Центр "Лэмт" Беломо" | Lens in night vision devices |
-
2020
- 2020-11-30 RU RU2020139414U patent/RU204540U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1571888A (en) * | 1967-07-18 | 1969-06-20 | ||
EA007361B1 (en) * | 2004-11-11 | 2006-10-27 | Научно-Производственное Республиканское Унитарное Предприятие "Лэмт" | Lens |
RU2276799C1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-05-20 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Objective for close infrared area of spectrum |
EA022904B1 (en) * | 2013-09-16 | 2016-03-31 | Научно-Производственное Унитарное Предприятие "Научно-Технический Центр "Лэмт" Беломо" | Lens in night vision devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU204540U1 (en) | LENS | |
RU195924U1 (en) | LENS | |
RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
RU170801U1 (en) | LENS | |
RU2308063C1 (en) | Fast high-speed lens | |
RU2738341C1 (en) | Lens with a spectro-splitting unit | |
RU204248U1 (en) | LENS | |
RU2547005C1 (en) | Apochromatic lens | |
RU157161U1 (en) | LENS | |
RU77457U1 (en) | LENS | |
RU81345U1 (en) | LENS | |
RU2341816C1 (en) | Objective | |
RU204657U1 (en) | LENS | |
RU2726261C1 (en) | High-output lens | |
RU2316795C1 (en) | Two-lens objective | |
RU142867U1 (en) | LENS | |
RU2726280C1 (en) | High-output lens | |
RU153917U1 (en) | LENS | |
RU2478996C1 (en) | Three-element lens | |
RU76722U1 (en) | LENS | |
RU2386988C1 (en) | Lens | |
RU139661U1 (en) | LENS | |
RU2377619C1 (en) | High-aperture lens |