RU115514U1 - LENS FOR IR SPECTRUM - Google Patents

Abstract

Объектив для ИК-области спектра, содержащий четыре мениска, из которых второй является отрицательным, остальные - положительными, первый и четвертый мениски выполнены из германия и обращены к плоскости изображений своими вогнутыми поверхностями, второй и третий мениски выполнены из селенида цинка и обращены к плоскости изображений своими выпуклыми поверхностями, между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения: ! , ! где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвертого менисков соответственно, ! при этом третий и четвертый мениски установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси. Lens for the infrared region of the spectrum, containing four menisci, of which the second is negative, the rest are positive, the first and fourth menisci are made of germanium and face the image plane with their concave surfaces, the second and third menisci are made of zinc selenide and face the image plane with their convex surfaces, the following relationships take place between the optical forces of the menisci:! ,! where φ1, φ2, φ3, φ4 are the relative optical powers of the first, second, third and fourth menisci, respectively,! while the third and fourth menisci are installed with the possibility of simultaneous movement along the optical axis.

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в тепловизорах, построенных на основе матричных фотоприемных устройств, не требующих охлаждения до криогенных температур, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 14 мкм.The invention relates to the field of optical instrumentation, namely to lenses for the infrared (IR) region of the spectrum, and can be used in thermal imagers built on the basis of matrix photodetector devices that do not require cooling to cryogenic temperatures, sensitive in the spectral range from 8 to 14 microns.

Наиболее близкими аналогами к заявляемому устройству по технической сущности являются объектив для ИК-области спектра [Патент RU 2365952 С 1,2009] и объектив для ИК-области спектра [Патент RU 105750 U1, 2011].The closest analogs to the claimed device in technical essence are the lens for the infrared region of the spectrum [Patent RU 2365952 C 1,2009] and the lens for the infrared region of the spectrum [Patent RU 105750 U1, 2011].

Объектив для ИК-области спектра [Патент RU 2365952 С1, 2009] содержит четыре компонента: положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, отрицательную линзу, положительную линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Мениски выполнены из германия, линзы - из бескислородного стекла. В объективе выполняются следующие соотношения:The lens for the infrared region [Patent RU 2365952 C1, 2009] contains four components: a positive meniscus convex to the object, a negative lens, a positive lens and a positive meniscus facing concavity to the image. Menisci are made of germanium, lenses are made of oxygen-free glass. In the lens, the following relationships are true:

, , , ,

, ,

где , , , - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов соответственно,Where , , , - focal lengths of the first, second, third, fourth components, respectively,

f′ - эквивалентное фокусное расстояние всего объектива.f ′ is the equivalent focal length of the entire lens.

В объективе вторая отрицательная линза может быть установлена с возможностью перемещения вдоль оси для юстировки, фокусировки на конечное расстояние, термокомпенсации смещения плоскости установки.In the lens, the second negative lens can be mounted with the possibility of movement along the axis for alignment, focusing to a finite distance, and thermal compensation of the displacement of the installation plane.

Объектив для ИК-области спектра [Патент RU 105750 U1, 2011] содержит четыре компонента, первый из которых - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, второй - отрицательная линза, третий - положительная линза, четвертый - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, причем мениски выполнены из германия, а линзы - из бескислородного стекла, отличающийся тем, что фокусные расстояния компонентов удовлетворяют следующим условиям:The lens for the infrared region of the spectrum [Patent RU 105750 U1, 2011] contains four components, the first of which is a positive meniscus convex to the object, the second is a negative lens, the third is a positive lens, the fourth is a positive meniscus facing concavity to the image, moreover, the menisci are made of germanium, and the lenses are made of oxygen-free glass, characterized in that the focal lengths of the components satisfy the following conditions:

, , , ,

, ,

где , , , - фокусные расстояния первого, второго, третьего и четвертого компонентов соответственно,Where , , , - focal lengths of the first, second, third and fourth components, respectively,

f′ - эквивалентное фокусное расстояние всего объектива.f ′ is the equivalent focal length of the entire lens.

Отрицательная линза установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси.The negative lens is mounted to move along the optical axis.

К числу недостатков наиболее близких аналогов можно отнести следующее. Соотношение между оптическими силами компонентов в наиболее близком аналоге таково, что при перефокусировке на близкие расстояния подвижками второй линзы происходит снижение качества изображения. Материалы, использованные для линз объектива таковы, что при низких температурах эксплуатации не обеспечивается сохранение высокого качества изображения. Кроме того, при фокусировке на близкие расстояния происходит изменение фокусного расстояния объектива, что ограничивает возможности применения объектива в тепловизионных приборах, в которых требуется постоянство фокусного расстояния при перефокусировке на различные дистанции.Among the shortcomings of the closest analogues can include the following. The ratio between the optical powers of the components in the closest analogue is such that when refocusing at close distances by the motions of the second lens, image quality decreases. The materials used for the objective lenses are such that, at low operating temperatures, high image quality is not maintained. In addition, when focusing at close distances, the focal length of the lens changes, which limits the possibilities of using the lens in thermal imaging devices, which require constant focal length when refocusing at different distances.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является создание малогабаритной технологичной, экономически эффективной конструкции оптической системы объектива для ИК-области спектра для тепловизора с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, обеспечивающей возможность сопряжения с современными матричными приемниками ПК излучения в диапазоне 8-14 мкм.The problem to which the claimed device is aimed is to create a compact technological, cost-effective design of the optical system of the lens for the infrared region of the spectrum for a thermal imager with high technical and operational characteristics, which provides the possibility of interfacing with modern matrix receivers of PC radiation in the range of 8-14 μm.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в уменьшении погрешности изменения фокусного расстояния при фокусировке на близкие расстояния и термокомпенсации, в снижении термооптических аберраций объектива, улучшении качества изображения при фокусировке на близкие расстояния.The technical result achieved in solving this problem is to reduce the error in changing the focal length when focusing at close distances and thermal compensation, in reducing the thermo-optical aberrations of the lens, and improving image quality when focusing at close distances.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в отличие от наиболее близких аналогов в объективе для ИК-области спектра, содержащем четыре мениска, из которых второй является отрицательным, а остальные - положительными, первый и четвертый мениски выполнены из германия и обращены к плоскости изображений своими вогнутыми поверхностями, второй и третий мениски выполнены из селенида цинка и обращены к плоскости изображений своими выпуклыми поверхностями, между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения:The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that, in contrast to the closest analogs in the lens for the infrared region of the spectrum, containing four menisci, of which the second is negative and the rest are positive, the first and fourth menisci are made of germanium and are facing image planes with their concave surfaces, the second and third menisci are made of zinc selenide and face the image plane with their convex surfaces, between the optical forces of menisci the following ratios:

где φ₁, φ₂, φ₃, φ₄ - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвертого менисков соответственно,where φ ₁ , φ ₂ , φ ₃ , φ ₄ are the relative optical powers of the first, second, third and fourth menisci, respectively,

при этом третий и четвертый мениски установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси.while the third and fourth menisci are installed with the possibility of simultaneous movement along the optical axis.

Выполнение второй и третьей линзы линз объектива из селенида цинка, а первой и четвертой - из германия, изменение соотношений между оптическими силами менисков в соответствии с выше приведенными соотношением (3) и выполнение третьего и четвертого мениска подвижными для фокусировки и термокомпенсации позволяет обеспечить такую конфигурацию компонентов в объективе для ИК-области спектра, при которой достигается уменьшение погрешности изменения фокусного расстояния при фокусировке на близкие расстояния и термокомпенсации, улучшение качества изображения, снижение термооптических аберраций объектива.The implementation of the second and third lenses of the objective lenses from zinc selenide, and the first and fourth - from Germany, the change in the ratio between the optical forces of menisci in accordance with the above relation (3) and the execution of the third and fourth meniscus movable for focusing and thermal compensation allows such a configuration of components in the lens for the infrared region of the spectrum, in which the reduction of the error in the change of the focal length when focusing at close distances and thermal compensation is achieved, improving the quality image quality, reduction of thermo-optical aberrations of the lens.

Указанная совокупность признаков позволяет получить необходимое и достаточное количество параметров, позволяющих создать малогабаритную технологичную, экономически эффективную конструкцию оптической системы объектива для ИК-области спектра для тепловизора с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.The specified set of features allows you to get the necessary and sufficient number of parameters that allow you to create a compact technological, cost-effective design of the optical system of the lens for the infrared region of the spectrum for a thermal imager with high technical and operational characteristics.

Указанное решение, на наш взгляд, обладает новизной и является промышленно применимым. Все линзы объектива выполнены со сферическими преломляющими поверхностями, изготовлены из материалов, технология применения которых для изготовления объективов для ПК-области спектра известна и отработана на предприятиях, специализирующихся на выпуске тепловизионных приборов и их элементов. В то же время авторам не известны оптические схемы объективов для ПК-области спектра, в которых была бы реализована совокупность указанных признаков.The specified solution, in our opinion, has novelty and is industrially applicable. All lenses of the lens are made with spherical refracting surfaces, made of materials, the technology of using which for the manufacture of lenses for the PC region of the spectrum is known and tested at enterprises specializing in the production of thermal imaging devices and their elements. At the same time, the authors are not aware of the optical schemes of lenses for the PC region of the spectrum in which a combination of the indicated features would be realized.

Предложенное устройство иллюстрируется следующими графическими материалами:The proposed device is illustrated by the following graphic materials:

фиг.1 - оптическая схема объектива для ПК-области спектра;figure 1 is an optical diagram of the lens for the PC region of the spectrum;

фиг.2 - графики частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) объектива;figure 2 - graphs of the frequency-contrast characteristic (TSC) of the lens;

фиг.3 - графики функции концентрации энергии (ФКЭ) в пятне;figure 3 - graphs of the function of the concentration of energy (FFE) in the spot;

фиг.4 - график дисторсии;figure 4 is a graph of distortion;

фиг.5 - график погрешности фокусного расстояния в зависимости от температуры эксплуатации.5 is a graph of the accuracy of the focal length depending on the operating temperature.

Оптическая система объектива для ПК-области спектра (фиг.1) содержит положительный мениск 1, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений и выполненный из германия, отрицательный мениск 2, обращенный выпуклой поверхностью к плоскости изображений и выполненный из селенида цинка, положительный мениск 3, обращенный выпуклой поверхностью к плоскости изображений и выполненный из селенида цинка, положительный мениск 4, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений и выполненный из германия. Оптические силы менисков удовлетворяют соотношению (3). Мениски 3 и 4 установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси. Все преломляющие поверхности менисков 1-4 являются сферическими. Поз.5 в виде плоскопараллельной пластинки дополнительно показано защитное стекло матричного приемника ПК излучения.The optical system of the lens for the PC region of the spectrum (Fig. 1) contains a positive meniscus 1 facing a concave surface to the image plane and made of germanium, a negative meniscus 2 facing a convex surface to the image plane and made of zinc selenide, a positive meniscus 3 facing a convex surface to the image plane and made of zinc selenide, a positive meniscus 4 facing a concave surface to the image plane and made of germanium. The meniscus optical forces satisfy relation (3). Menisci 3 and 4 are installed with the possibility of simultaneous movement along the optical axis. All the refracting surfaces of menisci 1-4 are spherical. Item 5 in the form of a plane-parallel plate additionally shows the protective glass of the matrix PC radiation receiver.

Осуществление устройства заключается в следующем. Мениски 1-4 фокусируют ИК излучение, идущее от каждой точки удаленных объектов в пределах углового поля, определяемого размерами матричного приемника ПК излучения и фокусным расстоянием объектива, и создают действительные изображения объектов в плоскости изображения, обеспечивая для каждой точки объекта фокусировку в пятно малого размера, сопоставимое по величине с пятном рассеяния, обусловленным дифракцией. Плоскость чувствительных элементов матричного приемника ИК излучения (на фиг.1 не показан) совмещается с плоскостью изображений объектива.The implementation of the device is as follows. Menisci 1-4 focus IR radiation coming from each point of distant objects within the angular field determined by the dimensions of the PC radiation matrix receiver and the focal length of the lens, and create real images of objects in the image plane, providing focus for each point of the object into a small spot, comparable in magnitude to the diffraction spot. The plane of the sensitive elements of the matrix receiver of infrared radiation (not shown in figure 1) is combined with the plane of the image of the lens.

Для фокусировки излучения, идущего от объектов, расположенных на конечном расстоянии от объектива, мениски 3 и 4 одновременно перемещаются вдоль оптической оси, положение остальных компонентов схемы и приемника ИК излучения остается неизменным. При этом обеспечивается сохранение качества изображения и малая погрешность изменения фокусного расстояния объектива.To focus radiation coming from objects located at a finite distance from the lens, menisci 3 and 4 simultaneously move along the optical axis, the position of the remaining components of the circuit and the IR radiation receiver remains unchanged. This ensures the preservation of image quality and a small error in changing the focal length of the lens.

При изменении температуры эксплуатации для компенсации термооптических аберраций мениски 3 и 4 одновременно перемещаются вдоль оптической оси, положение остальных компонентов схемы и приемника ПК излучения остается неизменным. При этом обеспечивается сохранение качества изображения и малая погрешность изменения фокусного расстояния объектива.When the operating temperature is changed to compensate for thermo-optical aberrations, menisci 3 and 4 simultaneously move along the optical axis, the position of the remaining components of the circuit and the PC radiation receiver remains unchanged. This ensures the preservation of image quality and a small error in changing the focal length of the lens.

В таблице 1 приведены величины оптических сил, материалов, расстояний между менисками и их диаметры в конкретном примере исполнения объектива для ПК-области спектра. Значения параметров приведены при нормировке фокусного расстояния f′=1.Table 1 shows the magnitudes of the optical forces, materials, distances between menisci and their diameters in a specific example of the design of the lens for the PC region of the spectrum. The parameter values are given during normalization of the focal length f ′ = 1.

Таблица 1Table 1 Параметры объектива для ИК области спектраLens options for IR Номер в соответствии с фиг.1Number in accordance with figure 1 Оптическая силаOptical power МатериалMaterial Расстояние по осиAxis distance ДиаметрDiameter 1one 0,810.81 GeGe 0,870.87 0,750.75 22 -2,20-2.20 ZnSeZnse 0,090.09 0,440.44 33 1,461.46 ZnSeZnse 0,010.01 0,520.52 4four 1,801.80 GeGe 0,190.19 0,480.48

Как следует из таблицы 1, оптические силы менисков 1-4 соотносятся между собой следующим образом: φ₁:φ₂:φ₃:φ₄=0,81:-2,2:1,46:1,8, и удовлетворяют при этом соотношению (3). Внешние мениски 1 и 4 выполнены из германия, внутренние 2 и 3 - из селенида цинка. Форма менисков соответствует схеме объектива, приведенной на фиг.1. Общая величина подвижки менисков 3 и 4 для фокусировки и термокомпенсации не превышает 1,7% от величины фокусного расстояния.As follows from table 1, the optical forces of menisci 1-4 are related as follows: φ ₁ : φ ₂ : φ ₃ : φ ₄ = 0.81: -2.2: 1.46: 1.8, and satisfy at this relation (3). External menisci 1 and 4 are made of germanium, internal 2 and 3 are made of zinc selenide. The shape of the menisci corresponds to the lens circuit shown in figure 1. The total value of the movement of menisci 3 and 4 for focusing and thermal compensation does not exceed 1.7% of the focal length.

При промышленной применимости заявляемого объектива в тепловизионном приборе, исходя из приведенных в таблице 1 значений и используя стандартную оптимизацию по методу наименьших квадратов, входящую в состав всех современных программ для оптических расчетов, устанавливаются точные значения оптических сил, радиусов преломляющих поверхностей и толщин вдоль оптической оси для конкретного значения фокусного расстояния объектива, величина которого согласована с размером чувствительной площадки ФПУ и требуемым угловым полем в пространстве предметов. Наличие только сферических преломляющих поверхностей обеспечивает промышленную реализацию на типовом оборудовании для производства и сборки объективов.With the industrial applicability of the inventive lens in a thermal imaging device, based on the values given in table 1 and using standard least squares optimization, which is part of all modern programs for optical calculations, the exact values of optical forces, radii of refractive surfaces and thicknesses along the optical axis are established for a specific value of the focal length of the lens, the value of which is consistent with the size of the sensitive area of the FPU and the required angular field in space ve items. The presence of only spherical refractive surfaces provides industrial implementation on standard equipment for the production and assembly of lenses.

Анализ примера реализации объектива для ИК-области спектра проведен для фокусного расстояния f′=80 мм, диаметра входного зрачка 60 мм, относительного отверстия 1:1,3, формата приемника 640×480, шаг 0,025 мм, (диагональ изображения 2y′=20 мм), углового поля по диагонали - 13,9°.An analysis of an example implementation of the lens for the IR spectral region was carried out for a focal length f ′ = 80 mm, an entrance pupil diameter of 60 mm, a relative aperture of 1: 1.3, a receiver format of 640 × 480, a pitch of 0.025 mm, (image diagonal 2y ′ = 20 mm), the diagonal angular field is 13.9 °.

На фиг.2 приведены графики ЧКХ объектива для ИК-области спектра. На графике по оси абсцисс отложены значения пространственных частот (период/мм), отнесенные к плоскости изображений объектива, по оси ординат - значения коэффициентов передачи контраста. Графики ЧКХ приведены для меридионального и сагиттального сечений (обозначение соответственно Т и S) для различных точек изображения: на оси (обозначение 0 мм), на краю изображения (обозначения - 10 и 10 мм), по полю изображения (обозначение - 6 и 6 мм), а также дифракционная ЧКХ для точки на оси (обозначение DIFF.LIMIT). Наложение кривых ЧКХ для различных точек поля и их близость к дифракционной ЧКХ свидетельствуют о том, что в предлагаемом объективе сохранено высокое, дифракционно-ограниченное качество изображения, также как и наиболее близком аналоге. В качестве другого критерия, подтверждающего высокое качество изображения в предлагаемом объективе, на фиг.3 приведены графики ФКЭ для различных точек поля: на оси, по полю и на краю поля изображения (обозначения точек аналогично фиг.2), а также дифракционная ФКЭ. Из приведенных графиков следует, что для всех точек изображения в пятне диаметром 25 мкм ФКЭ имеет значения выше 0,8. Еще один критерий качества изображения - число Штреля для любой из точек поля выше 0,92 - также свидетельствует о дифракционным качестве изображения.Figure 2 shows graphs of the frequency response of the lens for the infrared region of the spectrum. On the graph along the abscissa axis the values of spatial frequencies (period / mm) are plotted relative to the plane of the image of the lens, along the ordinate axis are the values of the contrast transmission coefficients. The frequency response graphs are shown for meridional and sagittal sections (designation T and S, respectively) for different image points: on the axis (designation 0 mm), on the edge of the image (designation 10 and 10 mm), along the image field (designation 6 and 6 mm ), as well as the diffraction frequency response for a point on the axis (designation DIFF.LIMIT). The imposition of the frequency response curves for different points of the field and their proximity to the diffraction frequency response indicate that the proposed lens retained a high, diffraction-limited image quality, as well as the closest analogue. As another criterion, confirming the high quality of the image in the proposed lens, figure 3 shows the PCE graphs for various points of the field: on the axis, along the field and on the edge of the image field (point designations similar to figure 2), as well as diffractive PCE. From the above graphs it follows that for all image points in a spot with a diameter of 25 μm, the PCE has values above 0.8. Another criterion for image quality — the Strehl ratio for any of the field points above 0.92 — also indicates the diffraction quality of the image.

Из графика (фиг.4) следует, что величина дисторсии на краю поля не превышает 2,5%, что является приемлемым для объективов тепловизионных приборов.From the graph (figure 4) it follows that the magnitude of the distortion at the edge of the field does not exceed 2.5%, which is acceptable for lenses of thermal imaging devices.

Для подтверждения малого изменения фокусного расстояния объектива с учетом термокомпенсационых подвижек далее приводятся результаты соответствующих специальных расчетов. Компенсация термооптических аберраций выполняется подвижкой блока из двух менисков 3 и 4 вдоль оптической оси. В таблице 2 приведены результаты расчета указанных подвижек вдоль оптической оси для компенсации термооптических аберраций и погрешности фокусного расстояния объектива при различных температурах эксплуатации.To confirm a small change in the focal length of the lens, taking into account the thermal compensation shifts, the results of the corresponding special calculations are given below. Compensation of thermo-optical aberrations is performed by moving a block of two menisci 3 and 4 along the optical axis. Table 2 shows the results of the calculation of these shifts along the optical axis to compensate for thermo-optical aberrations and the error of the focal length of the lens at various operating temperatures.

Таблица 2table 2 Величины термокомпенсационных подвижек и погрешность фокусного расстояния объектива при различных температурах эксплуатацииValues of thermal compensation shifts and the error of the focal length of the lens at various operating temperatures Температура, °CTemperature ° C -50-fifty -40-40 -30-thirty -20-twenty -10-10 00 1010 20twenty 30thirty 4040 50fifty Подвижка, ммAdvance mm -0,81-0.81 -0,29-0.29 -0,58-0.58 -0,46-0.46 -0,35-0.35 -0,23-0.23 -0,12-0.12 00 0,120.12 0,240.24 0,350.35 f′, ммf ′, mm 78,7078.70 78,8878.88 79,1079.10 79,2679.26 79,4679.46 79,6679.66 79,8779.87 80,0880.08 80,3080.30 80,5280.52 80,7580.75 Отн. погр. %Rel burial % -1,72-1.72 -1,49-1.49 -1,23-1.23 -1,02-1.02 -0,77-0.77 -0,52-0.52 -0,26-0.26 00 0,270.27 0,550.55 0,830.83

Относительная погрешность фокусного расстояния в температурном диапазоне от -50 до +50°C не превышает 1,72%, носит линейный характер, представленный на фиг.5 в зависимости от температуры эксплуатации, и при необходимости может быть учтена при вводе углов в электронном блоке.The relative error of the focal length in the temperature range from -50 to + 50 ° C does not exceed 1.72%, it is linear in nature, shown in Fig. 5 depending on the operating temperature, and, if necessary, can be taken into account when entering angles in the electronic unit.

Расчеты показывают, что погрешность фокусного расстояния при фокусировке на близкие расстояния до 5 м подвижками менисков 3 и 4 не превышает 1,2%, в то время как подвижкой второй линзы - более 2%, подвижками блока из менисков 2-4 - более 6%. Таким образом, подвижка менисков 3 и 4 для фокусировки на близкие расстояния и термокомпенсации вызывает наименьшее изменение фокусного расстояниями в предлагаемом объективе в сравнении с подвижками другими элементами объектива.Calculations show that the accuracy of the focal length when focusing at close distances up to 5 m by the movements of menisci 3 and 4 does not exceed 1.2%, while by the movement of the second lens - more than 2%, by movements of the block from menisci 2-4 - more than 6% . Thus, the movement of the menisci 3 and 4 for focusing at close distances and thermal compensation causes the smallest change in focal lengths in the proposed lens in comparison with movements of other lens elements.

Приведенные оценки качества изображения подтверждают промышленную применимость предлагаемого объектива в тепловизионных приборах, построенных на современных приемниках ИК излучения.The above estimates of image quality confirm the industrial applicability of the proposed lens in thermal imaging devices built on modern infrared detectors.

Таким образом, техническая реализация предлагаемого объектива для ИК-области спектра, обладающего совокупностью указанных отличительных признаков, позволяет обеспечить его сопряжение с современными матричными фотоприемными устройствами, не требующих охлаждения до криогенных температур, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 14 мкм, и получить малогабаритный тепловизионный прибор с высокими техническими и потребительскими характеристиками.Thus, the technical implementation of the proposed lens for the infrared region of the spectrum, having a combination of these distinguishing features, allows it to be paired with modern matrix photodetectors that do not require cooling to cryogenic temperatures, sensitive in the spectral range from 8 to 14 microns, and obtain a small thermal imaging device with high technical and consumer characteristics.

ЛитератураLiterature

1. Патент RU 2365952 C1, 2009.1. Patent RU 2365952 C1, 2009.

2. Патент RU 105750 U1, 2011.2. Patent RU 105750 U1, 2011.

Claims (1)

Объектив для ИК-области спектра, содержащий четыре мениска, из которых второй является отрицательным, остальные - положительными, первый и четвертый мениски выполнены из германия и обращены к плоскости изображений своими вогнутыми поверхностями, второй и третий мениски выполнены из селенида цинка и обращены к плоскости изображений своими выпуклыми поверхностями, между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения:An infrared lens containing four menisci, the second of which is negative, the rest are positive, the first and fourth menisci are made of germanium and face the image plane with their concave surfaces, the second and third menisci are made of zinc selenide and face the image plane their convex surfaces, between the optical forces of the menisci, the following relationships hold:

,

, где φ₁, φ₂, φ₃, φ₄ - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвертого менисков соответственно,where φ ₁ , φ ₂ , φ ₃ , φ ₄ are the relative optical powers of the first, second, third and fourth menisci, respectively, при этом третий и четвертый мениски установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси.

while the third and fourth menisci are installed with the possibility of simultaneous movement along the optical axis.