[go: up one dir, main page]

RU2384869C1 - Large-aperture lens - Google Patents

Large-aperture lens Download PDF

Info

Publication number
RU2384869C1
RU2384869C1 RU2008146018/28A RU2008146018A RU2384869C1 RU 2384869 C1 RU2384869 C1 RU 2384869C1 RU 2008146018/28 A RU2008146018/28 A RU 2008146018/28A RU 2008146018 A RU2008146018 A RU 2008146018A RU 2384869 C1 RU2384869 C1 RU 2384869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
aperture
meniscus
negative
positive
Prior art date
Application number
RU2008146018/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Борисович Грудзино (RU)
Юрий Борисович Грудзино
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла"
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 "Лыткаринский завод оптического стекла" filed Critical Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла"
Priority to RU2008146018/28A priority Critical patent/RU2384869C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2384869C1 publication Critical patent/RU2384869C1/en

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics, optics.
SUBSTANCE: large-aperture lens can be used in night vision devices. The large-aperture lens has a positive and a negative meniscus along the beam path whose convex sides face the object side, an aperture diaphragm, a negative component made from a biconcave and a biconvex lens glued together, a biconvex lens and a positive meniscus whose concave side faces the image. The focal distance of the lens, radii of certain surfaces, thickness of the second meniscus, the Abbe number and refraction indices of the last three elements are related through expressions given in the formula of invention.
EFFECT: increased aperture ratio and viewing angle with good image quality.
1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в приборах ночного видения.The invention relates to the field of optoelectronic technology and can be used in night vision devices.

Известен объектив модифицированного гаусовского типа (патент DD 245059, кл. G02B 9/62, опубл. 1987 г.), содержащий расположенные по ходу луча положительный мениск, компонент, склеенный из двух менисков, обращенных вогнутостью к диафрагме, компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.A known modified Gaussian type lens (patent DD 245059, class G02B 9/62, published in 1987) containing a positive meniscus located along the beam, a component glued from two menisci facing concavity to the diaphragm, a component glued from biconcave and a biconvex lens, a biconvex lens, and a positive meniscus with a concavity toward the image.

Объектив имеет светосилу 1:1,4 и угол поля зрения 35°. В аналогичном объективе по патенту RU 2315341 С1, опубл. 20.01.2008 г., второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска, а пятый компонент - в виде выпукло-плоской линзы; объектив имеет светосилу 1:1,5 и угол поля зрения 18 град. 20 мин.The lens has an aperture of 1: 1.4 and an angle of field of view of 35 °. In a similar lens according to patent RU 2315341 C1, publ. 01/20/2008, the second component is made in the form of a single negative meniscus, and the fifth component is in the form of a convex-flat lens; the lens has an aperture of 1: 1.5 and a field of view angle of 18 degrees. 20 minutes.

Ближайшим к предлагаемому изобретению по оптической схеме и достигаемому результату является светосильный объектив (DE 41 02377 А1, опубл. 1991 г.), включающий расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму и светофильтр, положительный компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, при этом выполняются условия:The closest to the proposed invention according to the optical design and the achieved result is a fast lens (DE 41 02377 A1, publ. 1991), including positive and negative menisci located along the beam, convex towards the object, aperture diaphragm and filter, positive component, glued from a biconcave and biconvex lens, a biconvex lens and a positive meniscus facing concavity to the image, the following conditions being met:

Figure 00000001
;
Figure 00000002
;
Figure 00000001
;
Figure 00000002
;

Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000005
,
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000005
,

где f' - фокусное расстояние объектива;where f 'is the focal length of the lens;

r3 и r4 - радиусы второго мениска;r 3 and r 4 are the radii of the second meniscus;

r7 и r9 - радиусы передней и задней поверхности третьего (склеенного) компонента;r 7 and r 9 are the radii of the front and rear surfaces of the third (glued) component;

d2 - толщина второго мениска;d 2 is the thickness of the second meniscus;

n4, n5, n6, n7 - показатели преломления соответствующего элемента;n 4 , n 5 , n 6 , n 7 are the refractive indices of the corresponding element;

υ5, υ6, υ7 - число Аббе соответствующего элемента (трех задних линз).υ 5 , υ 6 , υ 7 is the Abbe number of the corresponding element (three rear lenses).

Однако и у этого объектива относительно невысокая светосила, равная 1:1,4, и угол поля зрения - 2ω=40°.However, this lens also has a relatively low aperture ratio of 1: 1.4 and a field angle of 2ω = 40 °.

Задачей изобретения является создание светосильного объектива с повышенными относительным отверстием и углом поля зрения при хорошем качестве изображения.The objective of the invention is to create a high-aperture lens with increased relative aperture and field of view angle with good image quality.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе, включающем расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму, компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз. двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению при выполнении условий:The technical result due to the task is achieved by the fact that in a fast lens, including positive and negative menisci located along the beam, convex towards the object, an aperture diaphragm, a component glued from a biconcave and biconvex lens. a biconvex lens and a positive meniscus facing concavity to the image when the following conditions are met:

Figure 00000006
Figure 00000006

в отличие от известного, двусклеенный компонент выполнен отрицательным и дополнительно введены условия:unlike the well-known, the double-glued component is negative and the conditions are additionally introduced:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где f' - фокусное расстояние объектива;where f 'is the focal length of the lens;

ri - радиус соответствующей поверхности элемента;r i is the radius of the corresponding surface of the element;

d3 - толщина второго мениска;d 3 - the thickness of the second meniscus;

ni - показатель преломления соответствующего элемента;n i is the refractive index of the corresponding element;

υi - число Аббе соответствующего элемента.υ i is the Abbe number of the corresponding element.

Так как оптические схемы объектива и его прототипа различны, немного изменилась нумерация конструктивных элементов. Так, d3 объектива соответствует d2 прототипа, a r7 и r5 объектива соответствует r9 и r7 прототипа.Since the optical circuits of the lens and its prototype are different, the numbering of the structural elements has slightly changed. So, d 3 of the lens corresponds to d 2 of the prototype, ar 7 and r 5 of the lens corresponds to r 9 and r 7 of the prototype.

Выполнение указанных условий, в частности выполнение двусклеенного компонента отрицательным и с более крутым радиусом задней поверхности при превышении показателя преломления передней линзы на более чем 0,03, позволяет увеличить угол поля зрения с 40° до 48° и относительное отверстие с 1:1,4 до 1:1,3.Fulfillment of the indicated conditions, in particular, the fulfillment of the double-glued component with a negative and steeper radius of the rear surface when the refractive index of the front lens is exceeded by more than 0.03, makes it possible to increase the field of view angle from 40 ° to 48 ° and the relative aperture from 1: 1.4 to 1: 1.3.

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

Объектив состоит из последовательно расположенных по ходу луча одиночного положительного мениска 1 и одиночного отрицательного мениска 2, обращенных выпуклостью к предмету, апертурной диафрагмы 3, двояковогнутой линзы 4, склеенной с двояковыпуклой линзой 5, двояковыпуклой одиночной линзы 6 и одиночного положительного мениска 7. Двусклеенный компонент в целом является отрицательным. За объективом установлена плоскопараллельная пластина 8, выполняющая также роль светофильтра для области спектра 0,55-0,95 мкм.The lens consists of a successive single meniscus 1 and a single negative meniscus 2, convex to the object, an aperture diaphragm 3, a biconcave lens 4, glued with a biconvex lens 5, a biconvex single lens 6, and a single positive meniscus 7. Two-glued component overall is negative. Behind the lens, a plane-parallel plate 8 is installed, which also acts as a light filter for the spectral region of 0.55-0.95 μm.

Предложенная оптическая схема работает как объектив. Световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит через линзы 1, 2, 4, 5, 6, 7, светофильтр 8 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения.The proposed optical circuit operates as a lens. The light flux from an object located at infinity falls into the lens, where the light filter 8 passes through the lenses 1, 2, 4, 5, 6, 7 and forms an image of the object in the plane of the best setup in which the optical radiation receiver is installed.

Конструктивные параметры объектива приведены в таблице 1:The design parameters of the lens are shown in table 1:

Таблица 1Table 1 Радиус, ммRadius mm Толщина, ммThickness mm Марка стеклаGlass mark Показ. прел. ne Impression prel. n e Коэфф. дисп. υе Coeff. Disp. υ e Диаметр линзы, ммLens diameter mm r1 = 19,815r 1 = 19.815 d1 = 3,5d 1 = 3,5 БФ-16Bf-16 1,674381.67438 47,0047.00 2121 r2 = 57,02r 2 = 57.02 d2 = 1,17d 2 = 1.17 2121 r3 = 12,531r 3 = 12.531 d3 = 4,91d 3 = 4.91 ТФ5TF5 1,761711.76171 27,3227.32 15fifteen r4 = 7,112r 4 = 7,112 d4 = 8,21d 4 = 8.21 1010 r5 = -7,586r 5 = -7.586 d5 = 0,83d 5 = 0.83 ТФ5TF5 1,761711.76171 27,3227.32 9,89.8 r6 = 25,94r 6 = 25.94 d6 = 4,06d 6 = 4.06 СТК3STK3 1,662241,66224 57,0957.09 12,912.9 r7 = -10,593r 7 = -10.593 d7 = 0,1d 7 = 0.1 12,912.9 r8 = 159,96r 8 = 159.96 d8 = 4d 8 = 4 СТК3STK3 1,662241,66224 57,0957.09 16,216,2 r9 = -15,417r 9 = -15,417 d9 = 1,37d 9 = 1.37 18,018.0 r10 = 17,947r 10 = 17.947 d10 = 3,5d 10 = 3,5 СТК3STK3 1,662241,66224 57,0957.09 20,820.8 r11 = 48,19r 11 = 48.19 20,820.8

В объективе выполнены следующие условия:The following conditions are fulfilled in the lens:

r3-r4-d3=0,509, что при f'=20,3 мм находится в пределах 0,02 f'…0,05 f', заявленных в прототипе;r 3 -r 4 -d 3 = 0.509, which with f '= 20.3 mm is in the range of 0.02 f' ... 0.05 f ', as claimed in the prototype;

Figure 00000010
, т.е. больше 51, как и в прототипе;
Figure 00000010
, i.e. more than 51, as in the prototype;

r7:r5=10,593:7,586=1,39, т.е. больше 1,3, заявленных в прототипе;r 7 : r 5 = 10.593: 7.586 = 1.39, i.e. more than 1.3 declared in the prototype;

n4-n5=1,76171-1,66224=0,1, т.е. больше 0,03 (у прототипа 0,027);n 4 -n 5 = 1.76171-1.66224 = 0.1, i.e. more than 0.03 (the prototype 0.027);

Figure 00000011
, т.е. меньше 1,73, заявленных в прототипе.
Figure 00000011
, i.e. less than 1.73 declared in the prototype.

Объектив имеет следующие технические характеристики:The lens has the following specifications:

- фокусное расстояние- focal length 20,320.3 - относительное отверстие- relative hole 1:1,31: 1.3 - угол поля зрения- angle of view 48°48 ° - задний отрезок (без пластины)- back section (without plate) 13,96 мм13.96 mm

Объектив предназначен для работы в ночных приборах. Он дает изображение объектов на фотокатоде ЭОПа. Объектив рассчитан совместно с защитной плоскопараллельной пластиной 8 ЭОПа, выполняющей также роль светофильтра в области спектра 0,55-0,95 мкм и расположенной около фокальной плоскости объектива.The lens is designed to work in night devices. It gives an image of objects on the photocathode of the image intensifier tube. The lens is designed together with a protective plane-parallel plate 8 of the image intensifier tube, which also acts as a light filter in the spectral region of 0.55-0.95 μm and is located near the focal plane of the lens.

Качество изображения объектива характеризуется его коэффициентами передачи контраста (КПК). В таблице 2 сравниваются КПК (К) предложенного объектива и прототипа:The image quality of the lens is characterized by its contrast transfer coefficients (CPC). Table 2 compares the PDA (K) of the proposed lens and prototype:

Таблица 2table 2 КПКPDA ОбъективLens ПрототипPrototype N=20 лин/ммN = 20 lines / mm N=50 лин/ммN = 50 lines / mm N=20 лин/ммN = 20 lines / mm N=50 лин/ммN = 50 lines / mm 1. Для точки на оси1. For a point on the axis 0,8160.816 0,6280.628 0,8350.835 0,4510.451 2. Для зоны поля2. For the field zone ω1=11°40'ω 1 = 11 ° 40 ' - меридиональное- meridional 0,6900.690 0,3980.398 0,5600.560 0,2880.288 - сагитальное- sagittal 0,7600.760 0,6020.602 0,6540.654 0,3340.334 сечениеsection 3. Для зоны поля3. For the field zone ω1=20°ω 1 = 20 ° - меридиональное- meridional 0,7130.713 0,2470.247 0,2910.291 0,1050.105 - сагитальное- sagittal 0,6280.628 0,1800.180 0,6470.647 0,2200.220 сечениеsection 4. Для края поля4. For the edge of the field ω1=24°ω 1 = 24 ° - меридиональное- meridional 0,5900.590 0,1400.140 0,0310,031 0,0060.006 - сагитальное- sagittal 0,6940.694 0,2170.217 0,4500.450 0,1440.144 сечениеsection

Таким образом, в предложенном объективе обеспечено получение технического результата: при повышенном относительном отверстии 1:1,3 и увеличенном до 48° угле поля зрения достигается и высокое качество изображения.Thus, in the proposed lens, a technical result is obtained: when the relative aperture is increased 1: 1.3 and the field of view angle is increased to 48 °, a high image quality is achieved.

Claims (1)

Светосильный объектив, включающий расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму, компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, при выполнении условий
Figure 00000012

отличающийся тем, что двусклеенный компонент выполнен отрицательным и дополнительно выполняются условия
Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000013

где f' - фокусное расстояние объектива;
ri - радиус соответствующей поверхности элемента;
d3 - толщина второго мениска;
ni - показатель преломления соответствующего элемента;
υi - число Аббе соответствующего элемента.
A fast lens, including positive and negative menisci located along the beam, convex towards the object, an aperture diaphragm, a component glued from a biconcave and biconvex lens, a biconvex lens and a positive meniscus facing concavity to the image, under the conditions
Figure 00000012

characterized in that the double-glued component is negative and the conditions are additionally fulfilled
Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000013

where f 'is the focal length of the lens;
r i is the radius of the corresponding surface of the element;
d 3 - the thickness of the second meniscus;
n i is the refractive index of the corresponding element;
υ i is the Abbe number of the corresponding element.
RU2008146018/28A 2008-11-24 2008-11-24 Large-aperture lens RU2384869C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146018/28A RU2384869C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Large-aperture lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146018/28A RU2384869C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Large-aperture lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2384869C1 true RU2384869C1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008146018/28A RU2384869C1 (en) 2008-11-24 2008-11-24 Large-aperture lens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2384869C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104155741A (en) * 2014-08-21 2014-11-19 福建福光数码科技有限公司 Economical high resolution day and night fixed focus lens
CN104181674A (en) * 2014-09-18 2014-12-03 福建福光数码科技有限公司 High-resolution fine adjustment day and night prime lens
RU2560748C1 (en) * 2014-06-09 2015-08-20 Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" Large aperture optical system
RU2726280C1 (en) * 2019-10-30 2020-07-10 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" ПАО КМЗ High-output lens

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560748C1 (en) * 2014-06-09 2015-08-20 Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" Large aperture optical system
CN104155741A (en) * 2014-08-21 2014-11-19 福建福光数码科技有限公司 Economical high resolution day and night fixed focus lens
CN104155741B (en) * 2014-08-21 2016-08-24 福建福光股份有限公司 High resolution day and night tight shot
CN104181674A (en) * 2014-09-18 2014-12-03 福建福光数码科技有限公司 High-resolution fine adjustment day and night prime lens
RU2726280C1 (en) * 2019-10-30 2020-07-10 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" ПАО КМЗ High-output lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384869C1 (en) Large-aperture lens
RU2386155C1 (en) Large-aperture lens
RU2451312C1 (en) Objective lens
RU2676554C1 (en) Wide angle lens
RU2348059C1 (en) Large-aperture lens
RU2586273C1 (en) High-aperture lens
RU2384868C1 (en) Doublet objective lens
RU2560748C1 (en) Large aperture optical system
RU2388027C1 (en) Large-aperture lens
RU2662032C1 (en) Photographic telephoto lens
RU2517760C1 (en) Collimator lens
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU2737029C1 (en) Large aperture lens
RU2445658C1 (en) Wide-angle lens
RU2445659C1 (en) Large-aperture lens
RU2397517C1 (en) Short-focus lens
RU2726261C1 (en) High-output lens
RU146322U1 (en) EYEPIECE
RU2281537C1 (en) Three-element telephoto lens
RU2364901C1 (en) Ocular
RU227572U1 (en) Fast photographic lens
RU2478996C1 (en) Three-element lens
RU2726280C1 (en) High-output lens
RU2711627C1 (en) High-aperture lens for near ir spectral range
RU2304795C1 (en) Objective