RU2176096C2 - Wide-angle high-speed lens - Google Patents

Abstract

FIELD: optics. SUBSTANCE: wide-angle high-speed lens includes five components, first and second components being negative meniscuses. Third component comes in the form of plano-convex lens facing image with convexity, fourth component is manufactured in the form of biconvex lens and fifth component is produced in the form of plano-convex lens facing object with convexity. Aperture diaphragm is placed between third and fourth components. Thickness of third component is (3-8)F and thickness of fourth component is (2-6)F, where F is focal distance of lens. Focal power of fifth component is equal to 0.1-0.5 focal power of lens. EFFECT: simplified design of lens thanks to reduced number of used optical parts. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве широкоугольного светосильного объектива к миниатюрным телевизионным камерам, использующимся как "дверной телеглазок" для просмотра пространства за квартирной дверью и в самых разнообразных условиях эксплуатации. The invention relates to the field of optoelectronic technology and can be used as a wide-angle aperture lens for miniature television cameras used as a “door telescope” for viewing the space behind an apartment door and in a wide variety of operating conditions.

Наиболее близкими по технической сущности является широкоугольный объектив (М.М. Русинов. Композиция оптических систем, Ленинград, Машиностроение, Ленинградское отделение, 1989 г., стр. 256, рис. 20.14). The closest in technical essence is the wide-angle lens (MM Rusinov. The composition of optical systems, Leningrad, Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1989, p. 256, Fig. 20.14).

Недостатком этого устройства является большое число оптических элементов, наличие склеек оптических элементов, что увеличивает трудоемкость и номенклатуру оснастки при изготовлении объектива. The disadvantage of this device is the large number of optical elements, the presence of gluing optical elements, which increases the complexity and range of equipment in the manufacture of the lens.

Это обусловлено конструктивными особенностями данного устройства. This is due to the design features of this device.

Целью настоящего изобретения является уменьшение количества применяемых оптических деталей с сохранением дисторсии и углового поля. The aim of the present invention is to reduce the number of used optical parts while maintaining distortion and angular field.

Эта цель достигается тем, что в широкоугольном светосильном объективе, содержащем пять компонентов, третий компонент выполнен в виде положительной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к изображению, четвертый компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, пятый компонент выполнен в виде положительной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, при этом толщина третьего компонента составляет (3-8)•F, толщина четвертого компонента составляет (2-6)•F, апертурная диафрагма расположена между третьим и четвертым компонентами, а оптическая сила пятого компонента равна 0,1-0,5 оптической силы объектива, где F - фокусное расстояние объектива. This goal is achieved in that in a wide-angle fast lens containing five components, the third component is made in the form of a positive plano-convex lens convex to the image, the fourth component is made in the form of a positive biconvex lens, the fifth component is made in the form of a positive plano-convex lens, convex to subject, while the thickness of the third component is (3-8) • F, the thickness of the fourth component is (2-6) • F, the aperture diaphragm is located between the third and even the fifth component, and the optical power of the fifth component is 0.1-0.5 of the optical power of the lens, where F is the focal length of the lens.

Конструктивное исполнение варианта широкоугольного светосильного объектива показано на чертеже. Здесь содержатся первый компонент 1, второй компонент 2, третий компонент 3, апертурная диафрагма 4, четвертый компонент 5 и пятый компонент 6. Параметры варианта исполнения широкоугольного светосильного объектива приведены в табл. 1. The embodiment of the wide-angle fast lens option is shown in the drawing. It contains the first component 1, the second component 2, the third component 3, the aperture diaphragm 4, the fourth component 5 and the fifth component 6. The parameters of the embodiment of the wide-angle fast lens are given in table. 1.

Параметры такого широкоугольного светосильного объектива:
- расчетная длина волны - 546 нм;
- рабочий спектральный диапазон - (480 - 640) нм;
- фокусное расстояние - F=2,45 мм;
- угловое поле зрения - 160 градусов;
- линейное поле зрения - 6 мм;
- светосила - 1:2,2.The parameters of such a wide-angle fast lens:
- the calculated wavelength is 546 nm;
- working spectral range - (480 - 640) nm;
- focal length - F = 2.45 mm;
- angular field of view - 160 degrees;
- linear field of view - 6 mm;
- aperture ratio - 1: 2.2.

Принцип действия устройства заключается в следующем. The principle of operation of the device is as follows.

Первый и второй компоненты 1 и 2, представляющие собой отрицательные мениски, развивают угловое поле и создают отрицательную дисторсию, а силовые компоненты 3, 5 и 6 формируют изображение, компенсируя астигматизм и кривизну поверхности изображения за счет толщины третьего компонента, которая составляет (3 - 8)•F и толщины четвертого компонента, которая составляет (2 - 6)•F, а апертурная диафрагма 4 располагается между третьим 3 и четвертым 5 компонентами. The first and second components 1 and 2, which are negative menisci, develop an angular field and create negative distortion, and the power components 3, 5 and 6 form an image, compensating for the astigmatism and curvature of the image surface due to the thickness of the third component, which is (3 - 8 ) • F and the thickness of the fourth component, which is (2 - 6) • F, and the aperture diaphragm 4 is located between the third 3 and fourth 5 components.

Величины внеосевых аберраций составляют значения, приведенные в табл. 2. The values of off-axis aberrations are the values given in table. 2.

Как видно из расчетов, широкоугольный светосильный объектив обеспечивает аберрационные характеристики на уровне объектива, близкого по технической сущности. As can be seen from the calculations, a wide-angle fast lens provides aberration characteristics at the level of a lens that is close in technical essence.

Положительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в уменьшении количества применяемых оптических деталей, исключении склеенных оптических поверхностей, что сокращает номенклатуру технологических процессов и применяемых материалов и уменьшает трудоемкость при изготовлении оптических деталей. The positive effect of the proposed technical solution is to reduce the number of used optical parts, the exclusion of glued optical surfaces, which reduces the range of technological processes and materials used and reduces the complexity in the manufacture of optical parts.

Claims (1)

Широкоугольный светосильный объектив, содержащий пять компонентов, первый и второй из которых - отрицательные мениски, третий, четвертый и пятый - положительные линзы, отличающийся тем, что положительная линза третьего компонента выполнена в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к изображению, положительная линза четвертого компонента выполнена в виде двояковыпуклой линзы, а положительная линза пятого компонента выполнена в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, при этом толщина третьего компонента составляет (3-8)F, толщина четвертого компонента составляет (2-6)F, апертурная диафрагма расположена между третьим и четвертым компонентами, а оптическая сила пятого компонента равна 0,1-0,5 оптической силы объектива, где F - фокусное расстояние объектива. A wide-angle fast lens containing five components, the first and second of which are negative menisci, the third, fourth and fifth are positive lenses, characterized in that the positive lens of the third component is made in the form of a plano-convex lens convex to the image, the positive lens of the fourth component is made in the form of a biconvex lens, and the positive lens of the fifth component is made in the form of a flat-convex lens convex to the object, while the thickness of the third component is (3-8) F, the thickness of the fourth component is (2-6) F, the aperture diaphragm is located between the third and fourth components, and the optical power of the fifth component is 0.1-0.5 of the optical power of the lens, where F is the focal length the lens.

Images