RU77457U1 - LENS - Google Patents
LENS Download PDFInfo
- Publication number
- RU77457U1 RU77457U1 RU2008120218/22U RU2008120218U RU77457U1 RU 77457 U1 RU77457 U1 RU 77457U1 RU 2008120218/22 U RU2008120218/22 U RU 2008120218/22U RU 2008120218 U RU2008120218 U RU 2008120218U RU 77457 U1 RU77457 U1 RU 77457U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- power
- positive
- meniscus
- glued
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к объективам и может использоваться как объектив с формированием изображения на 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 CCD matrix and a photodetector.
Объектив содержит установленные по ходу луча силовой и коррекционный компоненты, а также расположенный между ними спектроделительный блок, выполненный с возможностью пропускания излучения в спектральном диапазоне длин волн от 500 нм до 900 нм и отражения излучения длиной волны 1064 нм или 1570 нм. Силовой компонент состоит из положительной линзы, склеенной из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, отрицательной двусклеенной линзы, включающей отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, и положительный мениск, и положительного одиночного мениска. Коррекционный компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Расстояние между вогнутыми поверхностями менисков силового и коррекционного компонентов, приведенное к воздуху, составляет 0,55...0,62 фокусного расстояния объектива, коррекционный компонент установлен с возможностью котировочных перемещений вдоль оптической оси, а его оптическая сила по абсолютной величине составляет 0,2...0,22 оптической силы объектива.The lens contains power and correction components installed along the beam, as well as a spectrodividing unit located between them, which is capable of transmitting radiation in the spectral range of wavelengths from 500 nm to 900 nm and reflecting radiation with a wavelength of 1064 nm or 1570 nm. The power component consists of a positive lens glued from a biconvex and biconcave lens, a negative two-glued lens, including a negative meniscus facing a concave surface to the image space, and a positive meniscus, and a positive single meniscus. The correction component consists of a negative meniscus facing a concave surface to the space of objects. The distance between the concave surfaces of the menisci of the power and correction components, reduced to air, is 0.55 ... 0.62 of the focal length of the lens, the correction component is installed with the possibility of quotation movements along the optical axis, and its optical power in absolute value is 0.2 ... 0.22 of the optical power of the lens.
Предлагаемый объектив имеет фокусное расстояние 170 мм, относительное отверстие 1:2.8, входной зрачок диаметром 60 мм совпадает с первой поверхностью объектива. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции (Т) для пространственной частоты N=60 мм-1 в точке на оси не менее 0.67, на краю поля зрения 2W=3° не менее 0.56.The proposed lens has a focal length of 170 mm, a relative aperture of 1: 2.8, the entrance pupil with a diameter of 60 mm coincides with the first surface of the lens. Polychromatic modulation transmission coefficients (T) for the spatial frequency N = 60 mm -1 at a point on the axis of at least 0.67, at the edge of the field of view 2W = 3 °, at least 0.56.
6 илл.6 ill.
Description
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к объективам и может использоваться как объектив с формированием изображения на 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 CCD matrix and a photodetector.
Известен объектив [1] из пяти компонентов и спектроделительного блока, выполненного с возможностью пропускания излучения в спектральном диапазоне длин волн от 500 нм до 900 нм и отражения излучения длиной волны 1067 нм или 1570 нм, расположенного на оптической оси объектива между четвертым и пятым компонентами, первый компонент выполнен в виде отрицательного двусклеенного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй компонент содержит положительную линзу, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, четвертый компонент содержит положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, пятый компонент выполнен в виде положительной двусклеенной линзы, установленной с возможностью юстировочных перемещений вдоль оптической оси. Данная конструкция объектива обеспечивает высокое качество изображений в широком спектральной диапазоне, а также возможность одновременной регистрации изображения на ПЗС-матрице и фотоприемнике. Недостатком объектива является его большая длина: расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображений составляет 1.7 фокусного расстояния объектива.A known lens [1] of five components and a spectrodivision unit, configured to transmit radiation in the spectral range of wavelengths from 500 nm to 900 nm and reflect radiation of a wavelength of 1067 nm or 1570 nm, located on the optical axis of the lens between the fourth and fifth components, the first component is made in the form of a negative two-glued meniscus facing a concave surface to the space of objects, the second component contains a positive lens, the third component is a negative meniscus facing that surface of the space image, the fourth component comprises a positive meniscus concave surface facing to the image space, the fifth component is in the form of a positive lens dvuskleennoy mounted for adjusting movement along the optical axis. This lens design provides high quality images in a wide spectral range, as well as the ability to simultaneously register images on a CCD and photodetector. The disadvantage of the lens is its long length: the distance from the first surface of the lens to the image plane is 1.7 of the focal length of the lens.
Наиболее близким к предлагаемому объективу является объектив [2], состоящий из силового и коррекционного компонентов, силовой компонент выполнен в виде положительной двусклеенной линзы, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, одиночного положительного Closest to the proposed lens is a lens [2], consisting of power and correction components, the power component is made in the form of a positive double-glued lens, consisting of a biconvex and biconcave lenses, a single positive
мениска и отрицательной двусклеенной линзы, установленной после одиночного положительного мениска, коррекционный компонент выполнен в виде отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, при этом вогнутая поверхность отрицательного мениска обращена к пространству предметов, и плоско-паралелльной пластинки.the meniscus and the negative double-glued lens installed after a single positive meniscus, the correction component is made in the form of negative and positive menisci facing convex surfaces to each other, while the concave surface of the negative meniscus faces the space of objects and a plane-parallel plate.
Данная конструкция объектива имеет небольшую длину, не превышающую 1.2 фокусного расстояния объектива. Однако недостатком прототипа являются недостаточно высокие значения коэффициентов передачи модуляции не превышающие 0.5 на частотах более 50 мм-1 для объектива с фокусным расстоянием 150 мм, а также невозможность одновременной регистрации изображения на ПЗС-матрице и фотоприемнике.This lens design has a small length not exceeding 1.2 of the focal length of the lens. However, the disadvantage of the prototype is the insufficiently high values of the modulation transmission coefficients not exceeding 0.5 at frequencies greater than 50 mm -1 for a lens with a focal length of 150 mm, as well as the impossibility of simultaneously recording an image on a CCD and photodetector.
Задачей изобретения является повышение качества изображения в спектральном диапазоне длин волн λ=575 нм...900 нм за счет увеличения коэффициентов передачи модуляции по всему полю зрения при сохранении небольшой длины объектива, а также возможность одновременной регистрации изображений на ПЗС-матрице и фотоприемнике.The objective of the invention is to improve image quality in the spectral range of wavelengths λ = 575 nm ... 900 nm by increasing the modulation transmission coefficients throughout the field of view while maintaining a small lens length, as well as the possibility of simultaneously recording images on a CCD matrix and photodetector.
Объектив содержит установленные по ходу луча силовой и коррекционный компоненты, силовой компонент состоит из положительной линзы, склеенной из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, положительного одиночного мениска и отрицательной двусклеенной линзы, коррекционный компонент состоит из отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, в отличии от прототипа, содержит расположенный между силовым и коррекционным компонентами спектроделительный блок, выполненный с возможностью пропускания излучения в спектральном диапазоне длин волн от 500 нм до 900 нм и отражения излучения длиной волны 1064 нм или 1570 нм, отрицательная двухсклеенная линза силового компонента состоит из отрицательного The lens contains power and correction components installed along the beam, the power component consists of a positive lens glued from a biconvex and biconcave lens, a positive single meniscus and a negative two-glued lens, the correction component consists of a negative meniscus facing a concave surface to the space of objects, unlike prototype, contains located between the power and correction components spectrodividing unit, configured to transmit radiation I in the spectral range of wavelengths from 500 nm to 900 nm and reflection of radiation with a wavelength of 1064 nm or 1570 nm, the negative double-glued lens of the power component consists of a negative
мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, и положительного мениска, и расположена между положительной двусклеенной линзой и одиночным мениском силового компонента, расстояние между вогнутыми поверхностями менисков силового и коррекционного компонентов, приведенное к воздуху, составляет 0.55...0.62 фокусного расстояния объектива, коррекционный компонент установлен с возможностью юстировочных перемещений вдоль оптической оси, а его оптическая сила по абсолютной величине составляет 0.2...0.22 оптической силы объектива.the meniscus facing the concave surface to the image space and the positive meniscus, and is located between the positive double-glued lens and the single meniscus of the power component, the distance between the concave surfaces of the menisci of the power and correction components, reduced to air, is 0.55 ... 0.62 of the focal length of the lens, correction the component is installed with the possibility of alignment movements along the optical axis, and its optical power in absolute value is 0.2 ... 0.22 optical power ktiva.
Выполнение отрицательной двусклеенной линзы силового компонета в виде отрицательного мениска, склеенного из отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, и положительного мениска, и расположение ее между положительной двусклеенной линзой и одиночным положительным мениском позволило исправить сферохроматические аберрации, хроматизм увеличения, аберрации широких пучков.The implementation of the negative double-glued lens of the power component in the form of a negative meniscus glued from the negative meniscus, facing the concave surface to the image space, and the positive meniscus, and its location between the positive double-glued lens and a single positive meniscus made it possible to correct spherochromatic aberrations, increase chromaticity, wide beam aberrations.
Выполнение коррекционного компонента в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, имеющего оптическую силу по абсолютной величине 0.2...0.22 оптической силы объектива, и выбор расстояния, приведенного к воздуху, между вогнутыми поверхностями менисков силового и коррекционного компонентов в пределах 0,55...0,62 фокусного расстояния объектива, позволяет исправить кривизну изображения по всему полю при сохранении небольшой длины объектива.The implementation of the correction component in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the space of objects having an optical power in absolute value of 0.2 ... 0.22 of the optical power of the lens, and the choice of the distance reduced to air between the concave surfaces of the menisci of the power and correction components within 0, 55 ... 0.62 of the focal length of the lens, allows you to correct the curvature of the image across the field while maintaining a small lens length.
Введение спектроделительного блока, расположенного между силовым и коррекционным компонентами, выполненного с возможностью пропускания излучения с λ=500 нм...900 нм и отражающего излучение с λ=1064 нм или λ=1570 нм, позволяет использовать объектив как для формирования The introduction of a spectrodividing unit located between the power and correction components, made with the possibility of transmitting radiation with λ = 500 nm ... 900 nm and reflecting radiation with λ = 1064 nm or λ = 1570 nm, allows you to use the lens as for the formation
изображения на ПЗС-матрице, так и для регистрации возвратного излучения лазерного дальномера на площадке фотоприемника.image on the CCD, and for recording the return radiation of a laser rangefinder at the site of the photodetector.
Коррекционный компонент объектива установлен с возможностью юстировочных перемещений вдоль оптической оси, что позволяет эффективно использовать его для фокусировки объектива от 60 м до бесконечности при нахождении плоскости наилучшей установки на ПЗС-матрице и для компенсации терморасстраиваемости объектива.The correction component of the lens is installed with the possibility of alignment movements along the optical axis, which makes it possible to use it efficiently to focus the lens from 60 m to infinity when finding the plane of best installation on the CCD matrix and to compensate for the thermal disintegration of the lens.
Предлагаемый объектив имеет фокусное расстояние 170 мм, относительное отверстие 1:2.8, входной зрачок диаметром 60 мм совпадает с первой поверхностью объектива. Полихроматические коэффициенты передачи модуляции (Т) для пространственной частоты N=60 мм-1 в точке на оси не менее 0.67, на краю поля зрения 2W=3° не менее 0.56.The proposed lens has a focal length of 170 mm, a relative aperture of 1: 2.8, the entrance pupil with a diameter of 60 mm coincides with the first surface of the lens. Polychromatic modulation transmission coefficients (T) for the spatial frequency N = 60 mm -1 at a point on the axis of at least 0.67, at the edge of the field of view 2W = 3 °, at least 0.56.
На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого объектива.Figure 1 shows the optical scheme of the proposed lens.
На фиг.2 приведены конструктивные параметра линз объектива и характеристики стекол, где R-радиусы кривизны поверхностей линз, D-расстояния между поверхностями линз, nе-показатель преломления стекол линз для линии е (λ=546 нм), νe-число Аббе для линии е.Figure 2 shows the design parameters of the lenses of the lens and the characteristics of the glasses, 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 line e (λ = 546 nm), ν e is the Abbe number for line e.
На фиг.3 приведен график поперечной сферической аберрации объектива.Figure 3 shows a graph of the transverse spherical aberration of the lens.
На фиг.4 приведены графики аберраций широких наклонных пучков меридионального сечения угла поля зрения 2W=3 гpaд.Figure 4 shows the graphs of the aberrations of wide inclined beams of the meridional section of the angle of view 2W = 3 degrees.
На фиг.5 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) для точки на оси.Figure 5 shows a graph of the estimated polychromatic frequency-contrast characteristic (T) for a point on the axis.
На фиг.6 приведен график расчетной полихроматической частотно-контрастной характеристики (Т) для точки на краю поля зрения 2W=3 град.Figure 6 shows a graph of the calculated polychromatic frequency-contrast characteristic (T) for a point on the edge of the field of view 2W = 3 deg.
Частотно-контрастные характеристики объектива рассчитаны в соответствии с таблицей коэффициентов спектральной эффективности актиничного потока излучения, приведенной нижеThe frequency-contrast characteristics of the lens are calculated in accordance with the table of spectral efficiency coefficients of the actinic radiation flux given below
Объектив (фиг.1) состоит из силового компонента I, коррекционного компонента II, спектроделительного блока, расположенного между силовым и коррекционным компонентами, светофильтра. Силовой компонент содержит положительную двусклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой линзы 1 и двояковогнутой линзы 2, отрицательную двусклеенную линзу, состоящую из отрицательного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, и положительного мениска 4, одиночный положительный мениск 5, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Коррекционный компонент выполнен в виде отрицательного мениска 6, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, его оптическая сила равна -0.00126 мм-1, что составляет 0.214 оптической силы объектива по абсолютной величине. Расстояние между вогнутыми поверхностями менисков 5 и 6 силового и коррекционного компонентов, приведенное к воздуху, равно 101.58 мм, что составляет 0.598 фокусного расстояния объектива. Коррекционный компонент установлен с возможностью юстировочных перемещений вдоль оптической оси. Для фокусировки объектива на расстояние 60 м Коррекционный компонент перемещается на 2.6 мм по направлению к плоскости изображений, при этом расстояние между силовым и коррекционным компонентами, приведенное к воздуху, равно 104.18 мм, что составляет 0.613 фокусного расстояния объектива. Между силовым и коррекционным компонентами расположен спектроделительный блок 7, пропускающий излучение в спектральном диапазоне λ=500 нм...900 нм и отражающий излучение с длиной волны λ=1064 нм. Объектив содержит светофильтр 8, выделяющий спектральный диапазон в соответствии с таблицей. При расчете объектива учтена толщина защитного стекла ПЗС-матрицы. Длина объектива от первой поверхности до плоскости изображения ПЗС-матрицы по оптической оси равна 182.97 мм, что составляет 1.076 фокусного расстояния объектива.The lens (Fig. 1) consists of a power component I, a correction component II, a spectrodividing unit located between the power and correction components, a light filter. The power component contains a positive double-glued lens, consisting of a biconvex lens 1 and a double-concave lens 2, a negative double-glued lens, consisting of a negative meniscus 3, facing a concave surface to the image space, and a positive meniscus 4, a single positive meniscus 5, facing a concave surface to the image space . The correction component is made in the form of a negative meniscus 6, facing a concave surface to the space of objects, its optical power is -0.00126 mm -1 , which is 0.214 of the optical power of the lens in absolute value. The distance between the concave surfaces of the menisci 5 and 6 of the power and correction components, reduced to air, is 101.58 mm, which is 0.598 of the focal length of the lens. The correction component is installed with the possibility of alignment movements along the optical axis. To focus the lens at a distance of 60 m, the Correction component moves 2.6 mm towards the image plane, while the distance between the power and correction components brought to the air is 104.18 mm, which is 0.613 of the lens focal length. Between the power and correction components there is a spectro-splitting unit 7, which transmits radiation in the spectral range λ = 500 nm ... 900 nm and reflects radiation with a wavelength of λ = 1064 nm. The lens contains a filter 8, highlighting the spectral range in accordance with the table. When calculating the lens, the thickness of the protective glass of the CCD matrix was taken into account. The length of the lens from the first surface to the image plane of the CCD matrix along the optical axis is 182.97 mm, which is 1.076 of the focal length of the lens.
Графики аберраций, приведенные на фиг.3 и 4, а также графики полихроматической частотно-контрастной характеристики для точки на оси и для края поля зрения, приведенные на фиг.5 и 6, подтверждают, что объектив имеет хорошее качество изображения по всему полю зрения, что позволяет получить изображение объектов с малым контрастом (К=0.1).The graphs of aberrations shown in FIGS. 3 and 4, as well as the graphs of a polychromatic frequency-contrast characteristic for a point on the axis and for the edge of the field of view, shown in FIGS. 5 and 6, confirm that the lens has good image quality over the entire field of view, which allows you to get an image of objects with low contrast (K = 0.1).
Объектив работает следующим образом: параллельный пучок света с углом поля зрения 2W=3° проходит через входной зрачок объектива, диаметром 60 мм, совпадающий с первой поверхностью, и, преломившись через поверхности линз 1, 2, 3, 4, 5 попадает в спектроделительный блок 7, после которого излучение с длинами волн λ=500 нм...900 нм попадает на линзу 6, преломляется через его поверхности, проходит через светофильтр 8, и фокусируется в плоскости изображения, где расположена ПЗС-матрица. Пучок лучей с длиной волны λ=1064 нм или λ=1570 нм отражается от гипотенузной грани спектроделительного блока 7 и фокусируется на площадке фотоприемника.The lens works as follows: a parallel beam of light with a field of view angle of 2W = 3 ° passes through the entrance pupil of the lens, 60 mm in diameter, coinciding with the first surface, and, being refracted through the surfaces of lenses 1, 2, 3, 4, 5, it enters the spectro-splitting unit 7, after which radiation with wavelengths λ = 500 nm ... 900 nm falls on lens 6, is refracted through its surface, passes through filter 8, and is focused in the image plane, where the CCD matrix is located. A beam of rays with a wavelength of λ = 1064 nm or λ = 1570 nm is reflected from the hypotenuse face of the spectrodividing unit 7 and is focused on the site of the photodetector.
Источники информацииInformation sources
1. Патент ВY №6385, публикация 2001 г, МПК G02B 9/00.1. Patent BY No. 6385, publication 2001, IPC G02B 9/00.
2. Патент RU №2218585 С1, публикация 2003, МПК G02B 9/60 - прототип.2. Patent RU No. 22218585 C1, publication 2003, IPC G02B 9/60 - prototype.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BYU20070451 | 2007-06-21 | ||
| BY20070451 | 2007-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU77457U1 true RU77457U1 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=40041734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008120218/22U RU77457U1 (en) | 2007-06-21 | 2008-05-21 | LENS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU77457U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532560C1 (en) * | 2013-07-04 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Objective lens |
| RU170801U1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-05-11 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | LENS |
-
2008
- 2008-05-21 RU RU2008120218/22U patent/RU77457U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532560C1 (en) * | 2013-07-04 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Objective lens |
| RU170801U1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-05-11 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | LENS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112229516A (en) | Spectroscopic imaging system and imaging method for snapshot imaging spectrometer | |
| RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
| RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU77457U1 (en) | LENS | |
| RU170801U1 (en) | LENS | |
| RU2308063C1 (en) | Fast high-speed lens | |
| RU81345U1 (en) | LENS | |
| RU195924U1 (en) | LENS | |
| RU2341816C1 (en) | Objective | |
| RU142867U1 (en) | LENS | |
| RU2738341C1 (en) | Lens with a spectro-splitting unit | |
| RU2517760C1 (en) | Collimator lens | |
| RU204657U1 (en) | LENS | |
| RU2331909C1 (en) | Objective lens for closer infrared spectrum | |
| RU157161U1 (en) | LENS | |
| RU204540U1 (en) | LENS | |
| RU157158U1 (en) | LENS | |
| RU204248U1 (en) | LENS | |
| RU153917U1 (en) | LENS | |
| RU2377618C1 (en) | Lens | |
| RU76722U1 (en) | LENS | |
| RU108649U1 (en) | LIGHT LIGHT | |
| RU2386988C1 (en) | Lens | |
| RU2214615C2 (en) | Lens | |
| RU81346U1 (en) | OPTICAL SYSTEM |