RU2181207C1 - High-speed lens - Google Patents
High-speed lens Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181207C1 RU2181207C1 RU2000121609/28A RU2000121609A RU2181207C1 RU 2181207 C1 RU2181207 C1 RU 2181207C1 RU 2000121609/28 A RU2000121609/28 A RU 2000121609/28A RU 2000121609 A RU2000121609 A RU 2000121609A RU 2181207 C1 RU2181207 C1 RU 2181207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- components
- image
- focal length
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
- G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, и может быть использовано в приборах ночного видения, в частности, работающих с приемниками на основе ПЗС-матриц с размерами 1/3", 1/2". The invention relates to optical instrumentation, namely to special lenses, and can be used in night vision devices, in particular, working with receivers based on CCD arrays with sizes of 1/3 ", 1/2".
Известны конструкции светосильных объективов, описанные, например, в выложенных заявках Японии 58-196516(А), кл. G 02 В 13/02, опубл. 16.11.83 г. и 2-304408(А), кл. G 02 В 13/02, опубл. 18.12.90 г. Они содержат 4 или 5 линз и имеют относительное отверстие около 1:4,1 и 1:3,45 при значительной длине конструкции. Known designs for fast lenses, described, for example, in Japanese Patent Laid-open Applications 58-196516 (A), cl. G 02 B 13/02, publ. 11.16.83 g. And 2-304408 (A), class. G 02 B 13/02, publ. 12/18/90, they contain 4 or 5 lenses and have a relative aperture of about 1: 4.1 and 1: 3.45 with a significant length of the structure.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является четырехкомпонентный объектив, описанный в выложенной заявке Японии 55-124115(А), кл. G 02 В 13/02, опубл. 25.09.80 г. Он содержит следующие последовательно расположенные компоненты:
- первый и второй компоненты - положительные мениски, обращенные выпуклостью к предмету,
- третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению,
- четвертый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.The closest analogue to the claimed technical solution is a four-component lens described in Japanese Patent Laid-Open No. 55-124115 (A), cl. G 02 B 13/02, publ. 09/25.80 g. It contains the following sequentially arranged components:
- the first and second components are positive menisci convex to the subject,
- the third component is the negative meniscus, facing concavity to the image,
- the fourth component is the positive meniscus, convex to the subject.
Имеют место следующие соотношения:
где f - фокусное расстояние объектива,
f12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
f123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
d1, d2, d3, d4, d5, d6 - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r6 - второй радиус кривизны линзы третьего компонента,
n1, n2, n3, n4 - показатели преломления материалов линз,
ν1, ν2, ν3, ν4 - коэффициенты Аббе материалов линз компонентов.The following relationships hold:
where f is the focal length of the lens,
f 12 is the focal length of the first, second components,
f 123 is the focal length of the first, second, third components,
d 1 , d 2 , d 3 , d 4 , d 5 , d 6 - thickness and air gaps in the lens,
r 6 is the second radius of curvature of the lens of the third component,
n 1 , n 2 , n 3 , n 4 are the refractive indices of the lens materials,
ν 1 , ν 2 , ν 3 , ν 4 are the Abbe coefficients of the materials of the lenses of the components.
Данный объектив имеет малое относительное отверстие 1;2,8. This lens has a small relative aperture of 1; 2.8.
Задачей изобретения является создание светосильного объектива с относительным отверстием не менее 1:1,7 и угловым полем в пространстве предметов больше 18 град. при одновременном хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. The objective of the invention is to create a fast lens with a relative aperture of at least 1: 1.7 and an angular field in the space of objects greater than 18 degrees. at the same time, good image quality of a point on the axis and in the field.
Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается тем, что в светосильном объективе, содержащем четыре компонента, первый и четвертый из которых - положительные, второй - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, в отличие от известного первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а четвертый содержит двояковыпуклую линзу, перед которой введен отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению и склеенный с ней, при этом имеют место следующие соотношения:
0,55 f' < f'12 < 0,7 f',
11,5 f' < f'123 < 13,5 f',
0,5 f' < f'4 < 0,65 f',
0,4 'f < d1+d2+d3+d4+d5 < 0,6 f',
0,65 < r3/r4 < 0,75,
0,22 f' < r6 < 0,3 f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива,
f'12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов,
f'123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов,
f'4 - фокусное расстояние четвертого компонента,
d1, d2, d3, d4, d5 - толщины и воздушные промежутки в объективе,
r3, r4 - радиусы кривизны линзы второго компонента.The technical result due to this problem is achieved by the fact that in a fast lens containing four components, the first and fourth of which are positive, the second is a positive meniscus convex to the object, the third component is a negative meniscus facing concavity to the image, in contrast from the known, the first component is made in the form of a biconvex lens, and the fourth contains a biconvex lens, before which a negative meniscus is introduced, facing a concavity to the image and glued to her, with the following relationships:
0.55 f '<f' 12 <0.7 f ',
11.5 f '<f' 123 <13.5 f ',
0.5 f '<f' 4 <0.65 f ',
0.4 'f <d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 <0.6 f',
0.65 <r 3 / r 4 <0.75,
0.22 f '<r 6 <0.3 f',
where f 'is the focal length of the entire lens,
f '12 - the focal length of the first, second components,
f ' 123 is the focal length of the first, second, third components,
f ' 4 is the focal length of the fourth component,
d 1 , d 2 , d 3 , d 4 , d 5 - thickness and air gaps in the lens,
r 3 , r 4 are the radii of curvature of the lens of the second component.
r6 - второй радиус кривизны линзы третьего компонента.r 6 is the second radius of curvature of the lens of the third component.
На фиг. 1 изображена оптическая схема объектива, на фиг.2 и 3 - графики аберраций объектива. In FIG. 1 shows an optical diagram of the lens, FIGS. 2 and 3 are graphs of lens aberrations.
Объектив (фиг. 1) содержит последовательно расположенные по ходу луча четыре компонента: первый - двояковыпуклая линза 1, второй - положительный мениск 2, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск 3, обращенный вогнутостью к изображению, четвертый - отрицательный мениск 4, обращенный вогнутостью к изображению, склеенный с двояковыпуклой линзой 5. Апертурная диафрагма расположена за третьим компонентом 3. The lens (Fig. 1) contains four components sequentially located along the beam: the first is a
Объектив работает следующим образом. Параллельный световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1, 2, 3, 4, 5 и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического изображения (не показан). The lens works as follows. Parallel light flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes sequentially through
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив с конструктивными данными, представленными в таблице. As a specific example of implementation of the invention, a lens with design data presented in the table is calculated.
Фокусное расстояние объектива
f' = 25,01 мм
Фокусное расстояние первого компонента
f'1 = 26,14 мм
Фокусное расстояние второго компонента
f'2 = 42,74 мм
Фокусное расстояние третьего компонента
f'3 = -8,69 мм
Фокусное расстояние четвертого компонента
f'4 = 13,21 мм
Фокусное расстояние первого, второго компонентов
f'12 = 16,11 мм
Фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов
f'123 = 316,53 мм
Задний фокальный отрезок
S'F' = 10,36 мм.Focal length of the lens
f '= 25.01 mm
Focal length of the first component
f ' 1 = 26.14 mm
Focal length of the second component
f ' 2 = 42.74 mm
The focal length of the third component
f ' 3 = -8.69 mm
The focal length of the fourth component
f ' 4 = 13.21 mm
Focal length of the first, second components
f '= 12 mm 16.11
Focal length of the first, second, third components
f ' 123 = 316.53 mm
Back focal length
S 'F' = 10.36 mm.
В объективе соблюдены следующие соотношения:
13,755 мм < f'12 = 16,11 мм < 17,507 мм,
287,61 мм < f'123 = 316,53 мм < 337,635 мм,
12,505 мм < f'4 = 13,21 мм < 16,256 мм,
10 мм < d1+d2+d3+d4+d5 < 12,65 мм < 15,01 мм,
0,65 < r3/r4 = 0,6966 < 0,75,
5,502 мм < r6 = 6,368 мм < 7,503 мм.The following ratios are observed in the lens:
13.755 mm <f '12 = 16.11 mm <17.507 mm
287.61 mm <f ' 123 = 316.53 mm <337.635 mm,
12,505 mm <f ' 4 = 13,21 mm <16,256 mm
10 mm <d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 <12.65 mm <15.01 mm,
0.65 <r 3 / r 4 = 0.6966 <0.75,
5.502 mm <r 6 = 6.368 mm <7.503 mm.
Рассчитанный объектив имеет следующие характеристики:
относительное отверстие 1:1,7
угловое поле в пространстве предметов 2ω=18o24'
спектральный диапазон (0,6...0,75...1,0)мкм
линейное поле изображения 2y'=8 мм
длина оптической системы
L=Σd+S'F'=24,75+10,36=35,11мм=1,4f',
где Σd - сумма толщин и воздушных промежутков в объективе,
S'F' - задний фокальный отрезок,
продольная сферическая аберрация(по зоне) - (-0,016) мм
меридиональная кривизна изображения - 0,071 мм
сагиттальная кривизна изображения - (-0,053) мм
дисторсия - (-0,72)%
Апертурная диафрагма расположена за линзой 3 на расстоянии 2,2 мм от нее, диаметр апертурной диафрагмы равен 7,4 мм.The calculated lens has the following characteristics:
relative aperture 1: 1.7
angular field in the space of objects 2ω = 18 o 24 '
spectral range (0.6 ... 0.75 ... 1.0) μm
image linear field 2y '= 8 mm
optical system length
L = Σd + S 'F' = 24.75 + 10.36 = 35.11mm = 1.4f ',
where Σd is the sum of the thicknesses and air gaps in the lens,
S 'F' - posterior focal segment,
longitudinal spherical aberration (over the zone) - (-0.016) mm
image meridional curvature - 0.071 mm
sagittal image curvature - (-0.053) mm
distortion - (-0.72)%
The aperture diaphragm is located behind the lens 3 at a distance of 2.2 mm from it, the diameter of the aperture diaphragm is 7.4 mm.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата по сравнению с ближайшим аналогом: увеличено относительное отверстие объектива до 1:1,7 при угловом поле в пространстве предметов 18o24' и хорошем качестве изображения точки на оси и по полю:
продольная сферическая аберрация (по зоне) - (-0,016) мм
меридиональная кривизна изображения - 0,071 мм
сагиттальная кривизна изображения - (-0,053) мм
дисторсия - (-0,72)%,Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained in comparison with the closest analogue: the relative aperture of the lens is increased to 1: 1.7 with an angular field in the space of objects 18 o 24 'and good image quality of a point on the axis and field:
longitudinal spherical aberration (over the zone) - (-0.016) mm
image meridional curvature - 0.071 mm
sagittal image curvature - (-0.053) mm
distortion - (-0.72)%,
Claims (1)
0,55f'<f'12<0,7f',
11,5f'<f'123<13,5f',
0,5f'<f'4<0,65f',
0,4f'<d1+d2+d3+d4+d5<0,6f',
0,65<r3/r4<0,75,
0,22f'<r6<0,3f',
где f' - фокусное расстояние всего объектива;
f'12 - фокусное расстояние первого, второго компонентов;
f'123 - фокусное расстояние первого, второго, третьего компонентов;
f'4 - фокусное расстояние четвертого компонента;
d1, d2, d3, d4, d5 - толщины и воздушные промежутки в объективе;
r3, r4 - радиусы кривизны линзы второго компонента;
r6 - второй радиус кривизны линзы третьего компонента.A high-aperture lens containing four components, the first and fourth of which are positive, the second is a positive meniscus convex to the object, the third component is a negative meniscus facing concavity to the image, characterized in that the first component is a biconvex lens, and the fourth contains a biconvex lens, before which a negative meniscus is introduced, facing a concavity to the image and glued to it, with the following relationships:
0.55f '<f' 12 <0.7f ',
11.5f '<f' 123 <13.5f ',
0.5f '<f' 4 <0.65f ',
0.4f '<d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 <0.6f',
0.65 <r 3 / r 4 <0.75,
0.22f '<r 6 <0.3f',
where f 'is the focal length of the entire lens;
f '12 - focal length of the first, second components;
f ' 123 is the focal length of the first, second, third components;
f ' 4 is the focal length of the fourth component;
d 1 , d 2 , d 3 , d 4 , d 5 - thickness and air gaps in the lens;
r 3 , r 4 are the radii of curvature of the lens of the second component;
r 6 is the second radius of curvature of the lens of the third component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121609/28A RU2181207C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | High-speed lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121609/28A RU2181207C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | High-speed lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2181207C1 true RU2181207C1 (en) | 2002-04-10 |
Family
ID=20239153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121609/28A RU2181207C1 (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | High-speed lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2181207C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021168887A1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | 诚瑞光学(常州)股份有限公司 | Camera optical lens |
-
2000
- 2000-08-17 RU RU2000121609/28A patent/RU2181207C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021168887A1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | 诚瑞光学(常州)股份有限公司 | Camera optical lens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7046451B2 (en) | Immersion microscope objective lens | |
| KR100473243B1 (en) | Projection lens and projector provided with the same | |
| JP2007304312A (en) | Achromatic lens system | |
| JPH10268188A (en) | Large-aperture lens for photographic at low illuminance | |
| US5612823A (en) | Wide-field eyepiece with inside focus | |
| RU2153691C2 (en) | Fast lens | |
| RU2181207C1 (en) | High-speed lens | |
| JP2021092694A (en) | Optical system and imaging apparatus | |
| RU2154292C2 (en) | Fast lens | |
| RU2229150C1 (en) | Eyepiece | |
| RU2178194C1 (en) | High-speed lens | |
| JP6898601B2 (en) | Observation optics | |
| JP2003337285A (en) | Liquid immersion apochromatic microscope objective lens | |
| RU2181208C1 (en) | High-speed lens | |
| JP2000066097A (en) | Image pickup lens | |
| RU2174695C1 (en) | High-speed lens for near-infrared region of spectrum | |
| RU2104570C1 (en) | Wide-aperture lens for near infrared light | |
| RU2183341C1 (en) | Wide-aperture lens | |
| RU2212700C1 (en) | Eyepiece with distant pupil | |
| RU2112255C1 (en) | Objective lens | |
| RU2762218C1 (en) | Wide-angle retrofocus objective | |
| RU2104572C1 (en) | Wide-aperture lens for near infrared light | |
| RU2737028C1 (en) | Wide-angle orthoscopic lens | |
| RU2091831C1 (en) | High aperture-ratio lens (variants) | |
| RU2239213C2 (en) | Ocular |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050818 |