Трехлинзовый конденсор

Авторы патента:

G02B19/00 - Конденсоры (для микроскопов G02B 21/08)

Владельцы патента RU 2574520:

Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" (RU)

Конденсор может быть использован в оптических системах, например в проекционных, в том числе, и в ИК-системах. Конденсор состоит из трех одиночных линз и содержит две одинаковые плосковыпуклые линзы, первая из которых обращена по ходу лучей плоскостью к предмету, а последняя - плоскостью к изображению. Между ними находится вторая линза, выполненная в виде отрицательного мениска. Вторая линза имеет радиус оптической выпуклой поверхности, равный по модулю радиусу кривизны выпуклой оптической поверхности первой линзы, и обращена выпуклостью к плоскости изображения. Технический результат - увеличение линейного поля в пространстве предметов при сохранении высокого качества изображения. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, например, в проекционных, или в ИК-системах.

Известен объектив, который может быть использован в обратном ходе лучей в качестве трехлинзового конденсора, который состоит из трех одинаковых плосковыпуклых линз, первая из которых обращена плоскостью к предмету, а вторая и третья - плоскостью к изображению, патент RU №2042166 С1, МПК G02B 25/04, G02B 23/00 опубл. 20.08.1995 г. Однако данный конденсор не обладает достаточным качеством изображения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является трехлинзовый конденсор, описанный в патенте RU №2193222 С2, МПК G02B 19/00, опубл. 26.04.2002 г., состоящий по ходу лучей из трех одинаковых плосковыпуклых линз, первая из которых обращена плоскостью к предмету, вторая линза имеет радиус оптической выпуклой поверхности, равный по модулю радиусу кривизны выпуклой оптической поверхности первой линзы, и обращена выпуклостью к плоскости изображения, а третья - плоскостью к изображению. Данный конденсор имеет недостаточное линейное поле в пространстве предметов 2Y=8,1 мм.

Задачей заявляемого изобретения является создание трехлинзового конденсора с повышенными оптическими характеристиками.

Технический результат - увеличение линейного поля в пространстве предметов при сохранении высокого качества изображения.

Это достигается тем, что в трехлинзовом конденсоре, состоящем из одиночных линз и содержащем две одинаковые плосковыпуклые линзы, из которых первая по ходу лучей обращена плоскостью к предмету, а последняя - плоскостью к изображению и находящейся между ними второй линзы, имеющей радиус оптической выпуклой поверхности, равный по модулю радиусу кривизны выпуклой оптической поверхности первой линзы, и обращенной выпуклостью к плоскости изображения, в отличие от известного, вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного конденсора. Он состоит из трех последовательно расположенных линз, первая из которых - плосковыпуклая линза 1, обращенная плоскостью к предмету, вторая - отрицательный мениск 2, имеющий радиус кривизны оптической выпуклой поверхности, равный по модулю радиусу кривизны выпуклой оптической поверхности первой линзы, обращенный выпуклостью к плоскости изображения, третья - плосковыпуклая линза 3, обращенная плоскостью к изображению.

Конденсор работает следующим образом: световой поток от предмета последовательно проходит через линзы 1, 2, 3 и формирует изображение в плоскости изображений.

В соответствии с предложенным решением рассчитан трехлинзовый конденсор, работающий в диапазоне длин волн от 800 до 900 нм, причем, основная длина волны 850 нм.

Конструктивные параметры трехлинзового конденсора приведены в табл. 1.

Входной зрачок расположен на расстоянии 1 мм перед первой оптической поверхностью, но может быть и в другом месте.

Характеристики рассчитанного трехлинзового конденсора:

фокусное расстояние	12,23 мм
линейное поле в пространстве предметов	2Y=9 мм
диаметр входного зрачка	10 мм
линейное увеличение	-0,2775
положение плоскости предмета	-52,2 мм
положение плоскости изображения	13,4 мм

Таблица 1
Радиусы, мм	Толщины, мм	Марка стекла	Показатель преломления, n_e	Коэффициент дисперсии, ν_e	Световые диаметры
R₁=∞					10
	d₁=2,8	TK21	1,659961	50,81
R₂=-11,803					10
	d₂=1,7		1
R₃=-7,98					9,4
	d₃=1,6	TK21	1,659961	50,81
R₄=-11,803					10
	d₄=0,5		1
R₅=11,803
	d₅=2,8	TK21	1,659961	50,81
R₆=∞					10

Рассчитанный трехлинзовый конденсор имеет аберрации для λ=850 нм, приведенные в табл. 2.

Таблица 2
Вид аберрации	Предложенный конденсор, мм (не более)
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси	-0,102
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для 2Y=9 мм	-0,222
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для 2Y=9 мм	-0,122
Дисторсия для 2Y=9 мм	-0,485%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: увеличение линейного поля в пространстве предметов при сохранении высокого качества изображения.

Трехлинзовый конденсор, состоящий из одиночных линз и содержащий две одинаковые плосковыпуклые линзы, первая из которых обращена по ходу лучей плоскостью к предмету, а последняя - плоскостью к изображению и находящейся между ними второй линзы, имеющей радиус оптической выпуклой поверхности, равный по модулю радиусу кривизны выпуклой оптической поверхности первой линзы, и обращенной выпуклостью к плоскости изображения, отличающийся тем, что вторая линза выполнена в виде отрицательного мениска.

Объектив может быть использован в люминесцентных микроскопах, работающих при больших перепадах температур в проходящем и отраженном свете, в которых возбуждение люминесценции производится глубоким ультрафиолетом (от 250 нм), а наблюдение производится в видимом диапазоне.

Светосильный объектив // 2411555

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в дальнем ИК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.

Объектив // 2302021

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам высокоточных углоизмерительных систем, в том числе к объективам автоколлиматоров для формирования и приема излучения в ближней ИК-области спектра при условии использования в автоколлиматоре, имеющем при работе в направлении от тест-объекта на объект визирования большой диаметр выходного зрачка и малое угловое поле, а в направлении от объекта визирования на фотоприемное устройство работающего ограниченными зонами входного зрачка в большом угловом поле, при этом объект визирования может быть расположен в любой части входного зрачка объектива.

Проекционный объектив для инфракрасной области спектра // 2277717

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в проекционных объективах с вынесенным входным зрачком и увеличением, близким к минус единице, работающих в ИК-области спектра, например в тепловизионных приборах.

Объектив для ближней ик области спектра // 2111518

Светосильный объектив для ближней ик области спектра // 2104570

Изобретение относится к специальным объективам и может использоваться в ночных зрительных трубках. .

Монохроматический объектив // 1686398

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к монохроматическим объективам, работающим совместно с лазерами. .

Монохроматический объектив // 1679454

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для фокусировки излучения лазера. .

Объектив для сканирующих систем // 1569776

Изобретение относится к оптическому приборостроению. .

Фотографический объектив для исследования внутрижелудочной гастрокамеры // 386364

Линза ввода-вывода, осветительное устройство и электронное устройство // 2473933

Сигнализатор возникновения гололеда (варианты) // 2284013

Изобретение относится к области дорожно-сигнальной техники и предназначено для обозначения осевой линии дороги в виде точечной цепочки отраженного белого огня в темное время суток и в условиях тумана, дождя, а также для своевременного предупреждения водителей транспортных средств о снижении температуры на поверхности дорожного покрытия до минусовых значений и появлении на влажной поверхности дороги гололеда путем автоматической, автономной, без применения дополнительных источников энергии смены белого огня на красный.

Устройство для создания равномерной освещенности прямоугольной площадки заданных размеров (гомогенизатор) // 2208822

Трехлинзовый конденсор // 2193222

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных оптических системах, в частности в проекционных. .

Осветительная система // 2179734

Изобретение относится к оптическому приборостроению и находит применение в медицинской технике, в частности в стоматологии, гинекологии, хирургии, терапии. .

Конденсорная и собирающая система для сбора электромагнитного излучения // 2144687

Оптический растровый конденсор и оптическое изделие с растровым конденсором // 2126986

Конденсорный излучатель // 2112259

Конденсорный излучатель // 2108606

Изобретение относится к светотехнике и проекционным оптическим системам и может найти широкое применение в фотолитографии, фото- и кинотехнике. .

Зеркальная система для усиления и концентрации энергии источника излучения // 2060523

Изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано в фото- и кинообъективах, телескопах. .

Лазерный диод // 2581445

Лазерный диод содержит излучающий элемент с линзой для формирования излучения. Линза включает центральную зону, которая имеет оптическую силу и обеспечивает коллимирование потока излучения. Лучи, прошедшие через центральную зону, отражаются от внешней наклонной грани линзы, которая выводит излучение наружу. Технический результат заключается в обеспечении максимальной плотности светового потока излучения в направлении под требуемым углом к продольной оси контсрукции. 1 ил.