RU2663313C1 - Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра - Google Patents
Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663313C1 RU2663313C1 RU2017127099A RU2017127099A RU2663313C1 RU 2663313 C1 RU2663313 C1 RU 2663313C1 RU 2017127099 A RU2017127099 A RU 2017127099A RU 2017127099 A RU2017127099 A RU 2017127099A RU 2663313 C1 RU2663313 C1 RU 2663313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- meniscus
- positive
- facing
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 3
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004476 mid-IR spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Телеобъектив содержит три компонента. Первая линза первого компонента - положительный мениск, вторая - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, за которым расположен второй компонент, установленный с возможностью ввода-вывода из оптического тракта, первая линза которого - двояковогнутая линза, а вторая – двояковыпуклая линза. В первом компоненте за вторым компонентом расположены отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, и положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Третий компонент содержит отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Технический результат - создание телеобъектива с большим значением фокусного расстояния, большой кратностью его изменения и с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения. 7 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно, к объективам для инфракрасной ИК области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.
Известна ИК система с дискретно изменяемым фокусным расстоянием, описанная в патенте RU №2481602, МПК G02B 13/14, опубл. 10.05.2013 г., в которой изменение поля зрения - фокусного расстояния осуществляется введением в оптический тракт и выведением из него подвижного компонента, при этом максимальное значение фокусного расстояния f'max=200 мм, минимальное f'min=70 мм, длина системы L=215 мм, кратность изменения фокусного расстояния М=2,86x, коэффициент телеукорочения TL=1,075. Указанная система имеет малую кратность изменения поля зрения - фокусного расстояния и большое значение коэффициента телеукорочения, а также содержит технологически сложные асферические и бинарные поверхности.
Также известна оптическая система с двумя полями зрения, описанная в патенте RU №2570062, МПК G02B 13/14, опубл. 10.12.2015 г., в которой второй подвижный компонент установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт, а неподвижный третий компонент состоит из четырех линз, максимальное значение фокусного расстояния f'max=230 мм, минимальное f'min=34 мм, М=6,76x, TL=0,7. Но у данной системы большое количество линз, наличие технологически сложных асферических поверхностей и небольшие значения фокусных расстояний.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемой оптической системе является оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения, описанная в патенте RU №2608395 МПК G02B 13/14, опубл. 18.01.2017 г., состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную и третью положительную выпукло-вогнутые линзы, второго компонента, содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую положительную двояковыпуклую и третью отрицательную вогнуто-выпуклую линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную двояковыпуклую, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы. Изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом второго компонента в оптический тракт. Вторая и третья линзы первого компонента установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Оптическая система работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения f'max=230 мм, в широком поле зрения f'min=33,5 мм, кратность изменения фокусного расстояния М=f'max / f'min =6,87x, длина системы L=161 мм. Но у данной системы небольшие значения фокусных расстояний и наличие технологически сложной асферической поверхности.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение кратности изменения фокусного расстояния при сохранении высокого качества изображения.
Технический результат - создание телеобъектива с большим значением фокусного расстояния, большой кратностью изменения фокусного расстояния, с повышенной технологичностью при высоком качестве изображения.
Это достигается тем, что в телеобъективе с двумя полями зрения для среднего ИК диапазона, состоящем из трех компонентов, причем первая линза первого компонента выполнена в виде положительного мениска, вторая - отрицательный мениск, обращенные вогнутостью к пространству изображений, за которым расположен второй компонент, установленный с возможностью ввода - вывода из оптического тракта, причем первая линза второго компонента выполнена в виде отрицательной линзы, а вторая в виде положительной линзы, кроме того в первом компоненте за вторым компонентом расположена положительная линза, в третьем компоненте расположены двояковыпуклая линза, отрицательный мениск и положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, в отличие от известного, за второй линзой первого компонента добавлена третья линза, выполненная в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображений и расположенного перед положительной линзой первого компонента, которая выполнена в виде мениска обращенного вогнутостью к пространству предметов и установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой линзы, а положительная линза выполнена двояковыпуклой, в третьем компоненте первой по ходу луча расположен отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, а второй расположена двояковыпуклая линза, при этом второй компонент во время ввода в оптический тракт расположен между второй и третьей линзами первого компонента и все линзы - сферические.
Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
фиг. 1 - оптическая схема телеобъектива с двумя полями зрения для среднего ИК диапазона;
фиг. 2 - частотно-контрастная характеристика телеобъектива в узком поле зрения;
фиг. 3 - частотно-контрастная характеристика телеобъектива в широком поле зрения;
фиг. 4 - функция концентрации энергии телеобъектива в узком поле зрения;
фиг. 5 - функция концентрации энергии телеобъектива в широком поле зрения;
фиг. 6 - астигматизм и дисторсия телеобъектива в узком поле зрения;
фиг. 7 - астигматизм и дисторсия телеобъектива в широком поле зрения.
Телеобъектив с двумя полями зрения для среднего ИК диапазона состоит из первого компонента, содержащего первый положительный мениск 1, обращенный вогнутостью к пространству изображений, вторая линза первого компонента отрицательная и выполнена в виде мениска 2, обращенного выпуклостью к пространству предметов. Далее по ходу луча может быть расположен второй компонент, установленный с возможностью ввода - вывода из оптического тракта. Во втором компоненте, первой расположена двояковогнутая линза 3, а второй - двояковыпуклая линза 4. Третья линза первого компонента, при введенном втором компоненте расположена за ним и выполнена в виде отрицательного мениска 5, обращенного выпуклостью к пространству изображений, а четвертая - линза, выполнена в виде положительного мениска 6, обращенного вогнутостью к пространству предметов. В третьем компоненте, первой расположен отрицательный мениск 7, обращенный вогнутостью к пространству изображений, второй - двояковыпуклая линза 8 и третьей - положительный мениск 9, обращенный вогнутостью к пространству изображений. Линза 6 имеет возможность перемещения вдоль оптической оси для компенсации терморасстраиваемости системы, а второй компонент установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт. Далее по ходу луча расположено входное окно 10, фильтр 11 фотоприемного устройства.
Телеобъектив с двумя полями зрения для среднего ИК диапазона в узком поле, соответствующем максимальному значению f', работает следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, проходит через линзы 1, 2, 5, 6 первого компонента и формирует промежуточное изображение, далее световой поток проходит через линзы 7, 8, 9 третьего компонента, входное окно 10, фильтр 11 фотоприемного устройства и формирует изображение на матрице чувствительных элементов фотоприемного устройства. В широком поле, соответствующем минимальному значению f', световой поток проходит через линзы 1, 2 первого компонента, линзы 3, 4 второго компонента и линзы 5, 6 первого компонента, формирует промежуточное изображение в той же плоскости, далее световой поток проходит через линзы 7, 8, 9 третьего компонента, входное окно 10, фильтр 11 фотоприемного устройства и формирует изображение на матрице чувствительных элементов фотоприемного устройства. Термооптические аберрации в телеобъективе в пределах температур от -55°С до 55°С компенсируются путем перемещения линзы 6 вдоль оптической оси.
В соответствии с предложенным решением рассчитана оптическая система, конструктивные параметры которой приведены в таблице 1.
Характеристики телеобъектива
Фокусное расстояние, мм | -550,06/-78,48 |
Относительное отверстие | 1:4 |
Линейное поле в пространстве изображений (2y'×2x'), мм | 7,68×9,6 |
Длина от первой поверхности до плоскости изображения, мм | 471,3 |
Спектральный диапазон работы, мкм | 3-5 |
Через «/» указаны значения, соответственно, для узкого и широкого полей зрения.
Таким образом, создан телеобъектив с двумя полями зрения для среднего ИК диапазона, обеспечивающий получение технического результата, а именно, максимальное фокусное расстояние которого равно f'max =550 мм, коэффициент телеукорочения равен 0,86, кратность изменения фокусного расстояния f'max / f'min =7,0, и, кроме того, имеющий высокое качество изображения и повышенную технологичность, так как содержит только сферические поверхности.
Claims (1)
- Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра, состоящий из трех компонентов, причем первая линза первого компонента выполнена в виде положительного мениска, вторая - в виде отрицательного мениска, обращенные вогнутостью к пространству изображений, за которой расположен второй компонент, установленный с возможностью ввода-вывода из оптического тракта, причем первая линза второго компонента выполнена в виде отрицательной линзы, а вторая - в виде положительной линзы, кроме того, в первом компоненте за вторым компонентом расположена положительная линза, в третьем компоненте расположены двояковыпуклая линза, отрицательный мениск и положительный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, отличающийся тем, что, за второй линзой первого компонента добавлена третья линза, выполненная в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству изображений и расположенного перед положительной линзой первого компонента, которая выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к пространству предметов, и установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте отрицательная линза выполнена в виде двояковогнутой линзы, а положительная линза выполнена двояковыпуклой, в третьем компоненте первым по ходу луча расположен отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображений, а второй расположена двояковыпуклая линза, при этом второй компонент во время ввода в оптический тракт расположен между второй и третьей линзами первого компонента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127099A RU2663313C1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127099A RU2663313C1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663313C1 true RU2663313C1 (ru) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127099A RU2663313C1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663313C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722623C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-06-02 | Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
RU200847U1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-11-13 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Проекционный объектив для средней ИК области спектра |
RU201916U1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6246516B1 (en) * | 1996-11-15 | 2001-06-12 | Carl-Zeiss-Stiftung | Modular infrared kepler telescope |
RU2481602C1 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием |
CN103149667A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-12 | 浙江大立科技股份有限公司 | 紧凑型中波红外双视场光学*** |
RU2570062C1 (ru) * | 2014-09-23 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
RU2608395C1 (ru) * | 2015-12-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
-
2017
- 2017-07-28 RU RU2017127099A patent/RU2663313C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6246516B1 (en) * | 1996-11-15 | 2001-06-12 | Carl-Zeiss-Stiftung | Modular infrared kepler telescope |
RU2481602C1 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием |
CN103149667A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-12 | 浙江大立科技股份有限公司 | 紧凑型中波红外双视场光学*** |
RU2570062C1 (ru) * | 2014-09-23 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
RU2608395C1 (ru) * | 2015-12-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722623C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-06-02 | Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
RU200847U1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-11-13 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Проекционный объектив для средней ИК области спектра |
RU201916U1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
CN107608053B (zh) | 一种透镜***、图像拍摄装置和设备 | |
KR20170016714A (ko) | 촬상렌즈 | |
RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
RU2611100C1 (ru) | Светосильный объектив | |
Teubner et al. | Optical Imaging and Photography: Introduction to Science and Technology of Optics, Sensors and Systems | |
CN101980067A (zh) | 采用双光楔调焦的红外光学*** | |
RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
CN104317040A (zh) | 非制冷高变倍比连续变焦光学*** | |
RU2578661C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2570062C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2630194C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU134671U1 (ru) | Светосильный объектив для ик-области спектра | |
RU2722623C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU170736U1 (ru) | Светосильный объектив для инфракрасной области спектра | |
RU2586273C1 (ru) | Светосильный объектив | |
CN201876608U (zh) | 一种采用双光楔调焦的红外光学*** | |
KR101554130B1 (ko) | 고해상도 광시야각 원적외선 광학계 | |
RU2403598C1 (ru) | Светосильный объектив для тепловизора | |
RU2608395C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2816830C1 (ru) | Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения |