RU2316797C1 - Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area - Google Patents
Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316797C1 RU2316797C1 RU2006121400/28A RU2006121400A RU2316797C1 RU 2316797 C1 RU2316797 C1 RU 2316797C1 RU 2006121400/28 A RU2006121400/28 A RU 2006121400/28A RU 2006121400 A RU2006121400 A RU 2006121400A RU 2316797 C1 RU2316797 C1 RU 2316797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- positive
- meniscus
- concavity
- lens
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве объектива тепловизионных приборов для наблюдения и опознавания объектов по тепловому излучению.The invention relates to the field of optoelectronic instrumentation and can be used as a lens of thermal imaging devices for monitoring and identifying objects by thermal radiation.
Известен объектив [1], состоящий из четырех компонентов, причем третий, четвертый установлены с возможностью ввода и вывода их из оптической схемы для изменения фокусного расстояния. Первый компонент содержит одиночные положительную и отрицательную линзы и двухсклеенную линзу, состоящую из двояковыпуклой и двояковогнутой, второй компонент содержит положительный и отрицательной мениски, обращенные вогнутостью друг к другу, третий компонент включает двояковогнутую линзу и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а четвертый компонент содержит линзу, двухсклеенную линзу, состоящую из отрицательной и положительной линз, и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету.A known lens [1], consisting of four components, the third, fourth mounted with the ability to enter and output them from the optical circuit to change the focal length. The first component contains single positive and negative lenses and a double-glued lens consisting of a biconvex and biconcave, the second component contains a positive and negative meniscus facing concavity to each other, the third component includes a biconcave lens and a positive meniscus convex to the object, and the fourth component contains a lens, a double-glued lens, consisting of a negative and a positive lens, and a positive meniscus, convex to the object.
Его недостатком является большое количество оптических элементов. В результате увеличиваются габаритные размеры и повышается поглощение падающего излучения линзами объектива.Its disadvantage is the large number of optical elements. As a result, the overall dimensions increase and the absorption of the incident radiation by the lenses increases.
Известен другой объектив [2], состоящий из четырех групп компонентов с возможностью ввода и вывода второй группы из оптической схемы для изменения фокусного расстояния.Another lens is known [2], consisting of four groups of components with the ability to input and output the second group from the optical circuit to change the focal length.
Его недостатком являются повышенные габаритные размеры и, как следствие, невозможность применения в аппаратуре, к которой предъявляются жесткие массогабаритные требования.Its disadvantage is the increased overall dimensions and, as a consequence, the impossibility of use in equipment, to which strict weight and size requirements are imposed.
Уменьшение габаритных размеров вышеуказанных объективов невозможно из-за необходимости иметь дополнительное пространство для размещения компонентов, вводимых в оптическую схему при изменении ее фокусного расстояния.Reducing the overall dimensions of the above lenses is impossible because of the need to have additional space to accommodate the components introduced into the optical circuit when changing its focal length.
Наиболее близким принятым за прототип, является линзовый объектив [3] с дискретной сменой фокусного расстояния для работы в инфракрасной области спектра с установленным по ходу лучей первым и последними неподвижными положительными компонентами и подвижным отрицательным компонентом, расположенным между ними, при этом первый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения.The closest adopted for the prototype is a lens lens [3] with a discrete change of focal length for working in the infrared region of the spectrum with the first and last fixed positive components installed along the rays and a moving negative component located between them, while the first component is made in the form positive meniscus facing concavity to the image plane.
Недостатками этого объектива являются изменение величины относительного отверстия при изменении фокусного расстояния, большие габаритные размеры, низкое качество изображения и малая разрешающая способность, которые ограничивают использование этого объектива с приемниками теплового излучения, величина термочувствительного элемента которых лежит в пределах 25-35 мкм.The disadvantages of this lens are the change in the magnitude of the relative aperture when changing the focal length, large overall dimensions, low image quality and low resolution, which limit the use of this lens with heat radiation detectors, the value of the heat-sensitive element of which lies within 25-35 microns.
Задачей данного изобретения является обеспечение более высоких технических характеристик объектива: улучшение качества изображения и уменьшение габаритных размеров.The objective of the invention is to provide higher technical characteristics of the lens: improving image quality and reducing overall dimensions.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается линзовый объектив с изменяемым фокусным расстоянием для работы в инфракрасной области спектра, содержащий два неподвижных положительных компонента и подвижный отрицательный компонент, расположенный между ними, при этом первый по ходу лучей неподвижный компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, отличающийся тем, что последний компонент выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, отрицательный компонент выполнен в виде одиночной двояковогнутой линзы, между отрицательным компонентом и последним положительным компонентом дополнительно введен положительный компонент, выполненный в виде мениска, вогнутостью обращенного к плоскости изображения, жестко связанный с апертурной диафрагмой и имеющий возможность совместного с ней перемещения вдоль оптической оси, при этом поверхность мениска, предшествующая апертурной диафрагме, выполнена асферической и в системе имеют место следующие соотношения:The problem is achieved by the fact that it is proposed a lens with a variable focal length for operation in the infrared region of the spectrum, containing two fixed positive components and a moving negative component located between them, while the first stationary component along the rays is made in the form of a meniscus facing concavity to image plane, characterized in that the last component is made in the form of a single meniscus facing concavity to the image plane, a negative component theentent is made in the form of a single biconcave lens, between the negative component and the last positive component an additional positive component is introduced, made in the form of a meniscus, with a concavity facing the image plane, rigidly connected with the aperture diaphragm and having the possibility of moving along it along the optical axis, while the surface the meniscus preceding the aperture diaphragm is made aspherical and the following relationships take place in the system:
n1=n2=n3=n4=4.0n 1 = n 2 = n 3 = n 4 = 4.0
-f'3<f'2<-1.1f'4 -f ' 3 <f' 2 <-1.1f ' 4
2.7f'3<f'1<3f'3 2.7f ' 3 <f' 1 <3f ' 3
Перемещение апертурной диафрагмы дает возможность сохранять величину относительного отверстия постоянным при изменении величины фокусного расстояния.Moving the aperture diaphragm makes it possible to keep the value of the relative aperture constant when changing the magnitude of the focal length.
Выполнение поверхности, предшествующей апертурной диафрагме в виде асферики высшего порядка дает возможность за счет введения дополнительного параметра (коэффициент асферичности преломляющей поверхности) влиять на величины остаточных аберраций высших порядков.The implementation of the surface preceding the aperture diaphragm in the form of higher-order aspherics makes it possible, due to the introduction of an additional parameter (asphericity coefficient of the refracting surface), to influence the higher-order residual aberrations.
Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The proposed invention is illustrated by the following graphic materials:
Фиг.1 - Положение компонентов дляFigure 1 - The position of the components for
а)f'=20 мм;a) f '= 20 mm;
б)f'=40 мм.b) f '= 40 mm.
Фиг.2 - поперечная сферическая аберрация при различных фокусных расстояниях;Figure 2 - transverse spherical aberration at different focal lengths;
Фиг.3 - график изменения радиуса пятна рассения по полю при различных фокусных расстояниях;Figure 3 is a graph of the variation of the radius of the spot of scattering across the field at different focal lengths;
Фиг.4 - график ЧКХ при различных фокусных расстояниях;Figure 4 is a graph of the frequency response at various focal lengths;
Оптическая схема светосильного объектива с изменяемым фокусным расстоянием представлена на фиг.1, где показаны: первый компонент 1, второй компонент 2, третий компонент 3, апертурная диафрагма 4 и последний компонент 5.The optical scheme of a fast zoom lens is shown in figure 1, which shows: the
Конструктивные параметры данного объектива приведены в таблице 1.The design parameters of this lens are shown in table 1.
Числитель дроби для f'=20 мм, знаменатель - для f'=40 мм.Fraction numerator for f '= 20 mm, denominator for f' = 40 mm.
* - асферическая поверхность, определяемая согласно уравнению:* - aspherical surface determined according to the equation:
где Z - величина отклонения профиля поверхности от эталонной сферы, ммwhere Z is the deviation of the surface profile from the reference sphere, mm
С - кривизна поверхности, мм-1;C is the curvature of the surface, mm -1 ;
Y - расстояние от оси, мм;Y is the distance from the axis, mm;
Объектив имеет следующие характеристики:The lens has the following characteristics:
На фиг.2 показаны графики осевых аберраций предлагаемого объектива. По оси абсцисс отложены значения продольных аберраций ΔS' (мм), а по оси ординат - координата y' (мм) в плоскости входного зрачка.Figure 2 shows graphs of axial aberrations of the proposed lens. The abscissa axis represents the values of the longitudinal aberrations ΔS '(mm), and the ordinate axis represents the coordinate y' (mm) in the plane of the entrance pupil.
На фиг.3 показаны графики изменения диаметра пятна рассеяния по полю для предлагаемого объектива при фокусном расстоянии 20 мм и 40 мм.Figure 3 shows graphs of changes in the diameter of the scattering spot over the field for the proposed lens with a focal length of 20 mm and 40 mm
На фиг.4 показаны графики частотно-контрастной характеристики предлагаемого объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота N мм-1, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат - коэффициент передачи контраста Т в относительных единицах.Figure 4 shows graphs of the frequency-contrast characteristics of the proposed lens. The spatial frequency N mm -1 is plotted on the abscissa axis, relative to the image plane of the lens, and on the ordinate axis, the contrast transfer coefficient T in relative units.
Из приведенных графиков, а также из анализа работы прототипа на частотах 100-130 мм-1 видно, что предлагаемая схема объектива имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения.From the above graphs, as well as from the analysis of the prototype at frequencies of 100-130 mm -1 it can be seen that the proposed lens circuit has higher performance in terms of image quality.
Данный объектив может применяться в приборах, работающих в ИК-диапазоне для задач обнаружения, различения и опознавания объектов.This lens can be used in devices operating in the infrared range for the detection, discrimination and recognition of objects.
Источники информацииInformation sources
1. Патент Российской Федерации №2063058 (аналог).1. Patent of the Russian Federation No. 2063058 (analogue).
2. US Patent №4989962 (аналог).2. US Patent No. 4989962 (analogue).
3. WO №99/59015 (прототип).3. WO No. 99/59015 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121400/28A RU2316797C1 (en) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121400/28A RU2316797C1 (en) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2316797C1 true RU2316797C1 (en) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121400/28A RU2316797C1 (en) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316797C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451312C1 (en) * | 2010-02-25 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Objective lens |
RU2463633C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Objective lens with variable focal distance for operation in two infrared spectral regions |
-
2006
- 2006-06-16 RU RU2006121400/28A patent/RU2316797C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451312C1 (en) * | 2010-02-25 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Objective lens |
RU2463633C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Objective lens with variable focal distance for operation in two infrared spectral regions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207301457U (en) | Imaging len and camera device | |
RU2541420C1 (en) | Infrared lens with two fields of view | |
RU2339983C2 (en) | Lens objective with variable focal length for operation in infrared spectrum (versions) | |
RU2348954C1 (en) | Infrared objective with variable focal distance | |
CN209842204U (en) | Small-field-of-view ultraviolet objective optical system, ultraviolet objective and ultraviolet detector | |
RU2365952C1 (en) | Infrared objective | |
RU2316797C1 (en) | Lens objective with changeable focal length for operation within ir spectrum area | |
WO2019116802A1 (en) | Particle analyzing device | |
KR20230021098A (en) | Smartphones and/or other devices with high-resolution microscopy features | |
US9983390B2 (en) | Photographic objective lens | |
RU2694557C1 (en) | Infrared system with two fields of view | |
RU134671U1 (en) | LIGHT LIGHT FOR IR IR SPECTRUM | |
RU2510059C1 (en) | Infrared objective lens with two fields of vision and remote aperture diaphragm | |
RU2624658C1 (en) | Infrared system with two vision fields | |
CN110618518B (en) | Imaging lens system and image pickup apparatus | |
US11226471B2 (en) | Camera lens assembly | |
JP6562892B2 (en) | Imaging lens and imaging apparatus | |
RU2463633C1 (en) | Objective lens with variable focal distance for operation in two infrared spectral regions | |
RU2410733C1 (en) | Double-spectrum infrared lens having aperture diaphragm in image space | |
WO2020021662A1 (en) | Microscope objective lens and microscope | |
RU2629887C1 (en) | High-speed three-lens objective for ir spectrum | |
RU2806167C1 (en) | High-aperture infrared lens | |
RU185562U1 (en) | TWO FIELDS OF VISION INFRARED SYSTEM | |
US9874728B1 (en) | Long working distance lens system, assembly, and method | |
JPH10260350A (en) | Infrared-ray image pickup device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180617 |