RU66557U1 - LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM - Google Patents

Abstract

Использование: в области оптического приборостроения, а именно в тепловизионных приборах, приемники которых чувствительны в инфракрасной (ИК) области спектра, в частности в диапазоне спектра 8-14 мкм.Usage: in the field of optical instrumentation, namely in thermal imaging devices, the receivers of which are sensitive in the infrared (IR) region of the spectrum, in particular in the spectrum range of 8-14 microns.

Задача: увеличение светосилы при высоком качестве изображения по всему полю, увеличение заднего отрезка и сохранение качества изображения при значительных перепадах температур.Objective: increase the aperture ratio with high image quality throughout the field, increase the back section and maintain image quality at significant temperature differences.

Сущность: в светосильном объективе для инфракрасной области спектра, состоящем из первой линзовой группы с отрицательной оптической силой φ_I, выполненной из мениска с положительной оптической силой φ₁ с выпуклой поверхностью, обращенной к предмету, мениска с отрицательной оптической силой φ₂ с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, и второй линзовой группы с положительной оптической силой φ_II, выполненной из двух менисков с положительными оптическими силами φ₃, φ₄, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, оптические силы линз первой I и второй II групп удовлетворяют условиям:Essence: in a fast lens for the infrared region of the spectrum, consisting of the first lens group with negative optical power φ _I , made of a meniscus with positive optical power φ ₁ with a convex surface facing the object, a meniscus with negative optical power φ ₂ with a concave surface, facing the object, and the second lens group with positive optical power φ _II made of two menisci with positive optical forces φ ₃ , φ ₄ facing convex surfaces to each other, optical systems The lenses of the first I and second II groups satisfy the conditions:

|φ_I/φ_II|<0,25;| φ _I / φ _II | <0.25;

φ₃,<φ₄;φ ₃ , <φ ₄ ;

(φ₄-φ₃)/φ₄=0,1÷0,3;(φ ₄ -φ ₃ ) / φ ₄ = 0.1 ÷ 0.3;

0,4<|φ₁/φ₂|<0,9,0.4 <| φ ₁ / φ ₂ | <0.9,

а расстояние (d) между группами линз удовлетворяет условию:and the distance (d) between the groups of lenses satisfies the condition:

0,25<d/f'<0,6,0.25 <d / f '<0.6,

где f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива.where f 'is the equivalent focal length of the lens.

1 н.п. ф-лы, 1 илл.1 n.p. f-ly, 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована в тепловизионных приборах, приемники которых чувствительны в инфракрасной (ЯК) области спектра, в частности в диапазоне спектра 8-14 мкм.The proposed utility model relates to the field of optical instrumentation and can be used in thermal imaging devices, the receivers of which are sensitive in the infrared (YAK) region of the spectrum, in particular in the spectrum range of 8-14 μm.

Системы, работающие в области спектра 8-14 мкм, позволяют наблюдать объекты, температура излучения которых составляет -50÷+50°С, что соответствует излучению в диапазоне 8-14 мкм.Systems operating in the spectrum region of 8-14 microns allow observing objects whose radiation temperature is -50 ÷ + 50 ° С, which corresponds to radiation in the range of 8-14 microns.

К объективам, работающим в диапазоне спектра 8-14 мкм, предъявляются следующие требования:The following requirements are imposed on lenses operating in the spectrum range of 8-14 microns:

1. Сверхвысокое относительное отверстие, составляющее1. Ultrahigh relative aperture constituting

D:F=1:0.75÷1:1.D: F = 1: 0.75 ÷ 1: 1.

Это требование обусловлено тем, что яркость излучающих естественных объектов низка, а чувствительность используемых современных приемников (болометрических матриц)-мала.This requirement is due to the fact that the brightness of emitting natural objects is low, and the sensitivity of modern receivers (bolometric matrices) is small.

2. Высокое, близкое к дифракционному, качество изображения. Размер элемента матрицы составляет Q=25×25 мкм. Для ИК тепловизионных приборов необходимо, чтобы в размере пикселя величина концентрации энергии η составляла не менее 75%, при том, что безаберрационная идеальная система дает η=89÷90%.2. High, close to diffractive, image quality. The size of the matrix element is Q = 25 × 25 μm. For infrared thermal imaging devices, it is necessary that in the pixel size the energy concentration η be at least 75%, while the non-aberrational ideal system gives η = 89 ÷ 90%.

Для тепловизоров, формирующих изображение объектов конечных размеров, необходимо чтобы значение контраста изображения синусоидальной миры на частоте Найквиста υ=1/2Q=20 лин/мм было не менее 0,6.For thermal imagers that form an image of objects of finite sizes, it is necessary that the contrast value of the image of the sinusoidal world at the Nyquist frequency υ = 1 / 2Q = 20 lin / mm be at least 0.6.

3. Характеристики качество изображения должны быть постоянны по всему полю изображения объектива. Особенно это 3. Characteristics of image quality should be consistent across the entire image field of the lens. Especially this

требование важно для приборов обнаружения и слежения за удаленными объектами малых размеров. Это требование предполагает также:The requirement is important for devices for detecting and tracking remote objects of small sizes. This requirement also implies:

- отсутствие виньетирования полевых лучей;- lack of vignetting of field rays;

- близкий к телецентрическому ход главных лучей.- close to the telecentric course of the main rays.

Выполнение перечисленных требований обеспечивает постоянство энергетических характеристик объектива по всему полю изображения.The fulfillment of these requirements ensures the constancy of the energy characteristics of the lens throughout the image field.

4. Минимальное количество линзовых элементов.4. The minimum number of lens elements.

Материал, применяемый обычно в ИК объективах, - оптический германий - имеет большой удельный вес, равный 5.33 г/см³. Кроме того, германий - достаточно дорогой материал. Минимизация количества линзовых элементов позволяет снизить вес объектива и его стоимость.The material commonly used in IR lenses - optical germanium - has a large specific gravity of 5.33 g / cm ³ . In addition, germanium is a rather expensive material. Minimizing the number of lens elements reduces the weight of the lens and its cost.

5. Габаритные параметры включают в себя требование, определяемое конструкцией приемника, чтобы задний фокальный отрезок S'_f' удовлетворял условию S'_f'≥10 мм, что для малых значений фокусного расстояния f' объективов составляет S'_f'≥0,5÷1,0 f'5. Overall parameters include the requirement, determined by the design of the receiver, for the rear focal length S '_{f' to} satisfy the condition S '_f' ≥10 mm, which for small focal lengths f 'of the lenses is S' _{f '} ≥0.5 ÷ 1,0 f '

Кроме того, желательно, чтобы длина объектива не превышала 2÷2,5 f'.In addition, it is desirable that the length of the lens does not exceed 2 ÷ 2.5 f '.

6. Важной проблемой создания ИК объективов с использованием германия является значительное изменение его показателя преломления при изменении температуры. Это вызывает ухудшение качества изображения. Конструкция оптической схемы, а также выбор оптических сил линзовых компонентов должны минимизировать влияние изменения температуры на качество изображения.6. An important problem in creating IR lenses using germanium is a significant change in its refractive index with temperature. This causes image quality deterioration. The design of the optical scheme, as well as the choice of the optical powers of the lens components should minimize the effect of temperature changes on image quality.

Создание оптической системы светосильного объектива для ИК тепловизоров становится актуальной задачей.The creation of an optical system of a fast lens for IR thermal imagers is becoming an urgent task.

Известны конструкции оптических схем объективов, удовлетворяющие вышеперечисленным требованиям и состоящие из 2-3 линз, но при этом относительное отверстие невысокое (D:F<1:1), а для достижения удовлетворительного качества изображения используются асферические поверхности, в том числе и высших порядков, что приводит к повышению стоимости таких систем и увеличению рассеянного света, There are known designs of optical lens circuits that satisfy the above requirements and consist of 2-3 lenses, but the relative aperture is low (D: F <1: 1), and aspherical surfaces, including higher orders, are used to achieve satisfactory image quality, which leads to an increase in the cost of such systems and an increase in stray light,

свойственного технологии изготовления асферических поверхностей [1, 2]. В объективах со сферическими поверхностями линз, в целях обеспечения требуемого уровня качества изображения обычно приходится снижать относительное отверстие или вводить виньетирования для полевых точек поля [3, 4].inherent manufacturing technology of aspherical surfaces [1, 2]. In lenses with spherical lens surfaces, in order to ensure the required level of image quality, it is usually necessary to reduce the relative aperture or introduce vignetting for field field points [3, 4].

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является светосильный ИК объектив [5], состоящий из четырех менисковых линз, сформированных в две группы. Первая линзовая группа с отрицательной оптической силой φ_I состоит из мениска с положительной оптической силой φ₁ с выпуклой поверхностью, обращенной к предмету, и мениска с отрицательной оптической силой φ₂ с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, вторая линзовая группа с оптической силой φ_II выполнена из двух менисков с положительными оптическими силами φ₃, φ₄, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу.Closest to the claimed technical solution is a fast IR lens [5], consisting of four meniscus lenses formed in two groups. The first lens group with negative optical power φ _I consists of a meniscus with positive optical power φ ₁ with a convex surface facing the object, and the meniscus with negative optical power φ ₂ with a concave surface facing the object, the second lens group with optical power φ _II made of two menisci with positive optical forces φ ₃ , φ ₄ facing convex surfaces to each other.

Оптические силы групп удовлетворяют условям:The optical powers of the groups satisfy the conditions:

0,36<|φ_I/φ_II|<0,75,0.36 <| φ _I / φ _II | <0.75,

1,45<|f'₁/f'|<1,9,1.45 <| f ' ₁ / f' | <1.9,

где f'₁ - фокусное расстояние первого менискаwhere f ' ₁ is the focal length of the first meniscus

f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива.f 'is the equivalent focal length of the lens.

К недостаткам указанного объектива можно отнести:The disadvantages of this lens include:

1. невысокое относительное отверстие (D:F=1:1)1. low relative aperture (D: F = 1: 1)

2. непостоянство качества изображения по полю, обусловленное, прежде всего, наличием виньетирования полевых пучков и отсутствием телецентрического хода лучей в пространстве изображений.2. inconstancy of image quality over the field, caused, first of all, by the presence of field beam vignetting and the absence of a telecentric path of rays in the image space.

3. снижение качества изображения при низких температурах.3. reduced image quality at low temperatures.

4. задний отрезок S'_F' не превышает 0,5 f'.4. The posterior segment S '_F' does not exceed 0.5 f '.

Основной задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение относительного отверстия при обеспечении высокого качества изображения по всему полю, увеличение The main task to which the proposed utility model is directed is to increase the relative aperture while ensuring high image quality throughout the field, increase

заднего отрезка и сохранение качества изображения при значительных перепадах температур.back segment and preservation of image quality at significant temperature differences.

Для решения поставленной задачи предлагается светосильный объектив для инфракрасной области спектра, который, как и прототип, состоит из двух линзовых групп. Первая линзовая группа с отрицательной оптической силой φ_I выполнена из мениска с положительной оптической силой φ₁ с выпуклой поверхностью, обращенной к предмету, и мениска с отрицательной оптической силой φ₂ с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, вторая линзовая группа с положительной оптической силой φ_II выполнена из двух менисков с положительными оптическими силами φ₃, φ₄, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу.To solve this problem, a fast lens for the infrared region of the spectrum is proposed, which, like the prototype, consists of two lens groups. The first lens group with negative optical power φ _{I is} made of a meniscus with positive optical power φ ₁ with a convex surface facing the object, and the meniscus with negative optical power φ ₂ with a concave surface facing the object, the second lens group with positive optical power φ _{II is} made of two menisci with positive optical forces φ ₃ , φ ₄ facing convex surfaces to each other.

В отличие от прототипа в предлагаемом светосильном объективе для инфракрасной области спектра оптические силы линз первой I и второй II групп удовлетворяют условиям:In contrast to the prototype in the proposed aperture lens for the infrared region of the spectrum, the optical powers of the lenses of the first I and second II groups satisfy the conditions:

|(φ_I/φ_II|<0,25;| (φ _I / φ _II | <0.25;

φ₃<φ₄;φ ₃ <φ ₄ ;

(φ₄-φ₃)/φ₄=0,1÷0,3;(φ ₄ -φ ₃ ) / φ ₄ = 0.1 ÷ 0.3;

0,4<|φ₁/φ₂|<0,9;0.4 <| φ ₁ / φ ₂ | <0.9;

а расстояние (d) между I и II группами линз удовлетворяет условию:and the distance (d) between the I and II groups of lenses satisfies the condition:

0,25<d/f'<0,6,0.25 <d / f '<0.6,

где f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива.where f 'is the equivalent focal length of the lens.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что полученные соотношения оптических сил линз позволили обеспечить коррекцию осевых и полевых аберраций. Это дало возможность увеличить относительное отверстие до D:F=1:0,75 при достаточно большом угловом поле 2β=25÷30° при отсутствии виньетирования, при этом среднеквадратическая волновая аберрация по всему полю RMS≤0.2λ.The essence of the proposed utility model is that the obtained ratios of the optical forces of the lenses made it possible to correct the axial and field aberrations. This made it possible to increase the relative aperture to D: F = 1: 0.75 with a sufficiently large angular field of 2β = 25 ÷ 30 ° in the absence of vignetting, while the mean-square wave aberration over the entire field RMS≤0.2λ.

При этом соотношение оптических сил первого и второго менисков позволили скомпенсировать сферическую аберрацию высших порядков, а Moreover, the ratio of the optical powers of the first and second menisci made it possible to compensate for higher order spherical aberration, and

третьего и четвертого менисков - полевые аберрации третьего и высшего порядков.third and fourth menisci - field aberrations of the third and higher orders.

Кроме того, полученное соотношение оптических сил I и II групп линз позволило скомпенсировать кривизну изображения, а совместно с выбранным вторым воздушным промежутком d - обеспечить задний отрезок S'_F' более 0,5 f', где f' - фокусное расстояние объектива.In addition, the obtained ratio of the optical powers of the I and II groups of lenses made it possible to compensate for the curvature of the image, and together with the selected second air gap d, it was possible to provide the rear segment S '_{F' of} more than 0.5 f ', where f' is the focal length of the lens.

Другим достоинством предлагаемого объектива является то, что выходной зрачок расположен вблизи переднего фокуса, что обеспечивает близкий к телецентрическому ход главных лучей в пространстве изображений и тем самым равномерную освещенность в изображении объекта по всему полю.Another advantage of the proposed lens is that the exit pupil is located near the front focus, which ensures close to telecentric main rays in the image space and thereby uniform illumination in the image of the object throughout the field.

Важным достоинством предлагаемого объектива является то, что выбранные оптические силы линз обеспечивают незначительное изменение качества изображения в зависимости от изменения температур в интервале -40÷+50°.An important advantage of the proposed lens is that the selected optical power of the lenses provides a slight change in image quality depending on temperature changes in the range of -40 ÷ + 50 °.

Таким образом, предлагаемый светосильный объектив для инфракрасной области спектра, состоящий из четырех линз, выполненных из одного материала - германия, работает в диапазоне спектра 8-12.5 мкм, и обеспечивает:Thus, the proposed fast lens for the infrared region of the spectrum, consisting of four lenses made of the same material - Germany, operates in the spectrum range of 8-12.5 microns, and provides:

- относительное отверстие D:F=1:0,75;- relative aperture D: F = 1: 0.75;

- угловое поле зрения 2β=25÷30°;- angular field of view 2β = 25 ÷ 30 °;

- телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений и отсутствие виньетирования полевых лучей;- the telecentric course of the main rays in the space of images and the absence of vignetting of the field rays;

- дифракционно-ограниченное качество изображений:- diffraction-limited image quality:

RMS в центре поля <0.08 λRMS in the center of the field <0.08 λ

RMS на краю поля <0.20 λRMS at field edge <0.20 λ

- задний отрезок S'_F' более 0,5÷0,6 f'- back section S '_F' more than 0.5 ÷ 0.6 f '

- незначительное, не более 7%, изменение качества изображения при изменении температуры от - 40 до +50°С.- slight, not more than 7%, change in image quality when the temperature changes from - 40 to + 50 ° C.

Таким образом, предлагаемый объектив при одинаковом с прототипом количестве линз обеспечивает существенно лучшие параметры объектива (относительное отверстие, угловое поле, задний фокальный отрезок) при высоком качестве изображения.Thus, the proposed lens with the same number of lenses as the prototype provides significantly better lens parameters (relative aperture, angular field, rear focal length) with high image quality.

Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 - представлена оптическая схема объектива, и Приложением, в котором приведены конструктивные параметры и оптические характеристики конкретного образца.The essence of the claimed utility model is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows the optical scheme of the lens, and the Appendix, which shows the design parameters and optical characteristics of a particular sample.

Светосильный объектив для инфракрасной области спектра состоит из четырех менисковых линз 1, 2, 3 и 4, первая из которых 1 выполнена положительной и обращена выпуклостью к предмету, вторая 2 - отрицательная и обращена вогнутостью к предмету, третья 3 и четвертая 4 линзы выполнены с положительными оптическими силами и обращены выпуклостями друг к другу, кроме того, 3 линза установлена на расстоянии d от 2 линзы, при этом выполняются следующие соотношения:The fast aperture lens for the infrared region of the spectrum consists of four meniscus lenses 1, 2, 3 and 4, the first of which 1 is positive and convex to the object, the second 2 is negative and concave to the object, the third 3 and fourth 4 lenses are positive by optical forces and are convex to each other, in addition, 3 lenses are installed at a distance d from 2 lenses, and the following relationships are true:

|φ_I/φ_II|<0,25;| φ _I / φ _II | <0.25;

φ₃,<φ₄; (φ₄-φ₃)/φ₄=0,1÷0,3;φ ₃ , <φ ₄ ; (φ ₄ -φ ₃ ) / φ ₄ = 0.1 ÷ 0.3;

0,4<|φ₁/φ₂|<0,9;0.4 <| φ ₁ / φ ₂ | <0.9;

0,25<d/f'<0,6,0.25 <d / f '<0.6,

где φ₁, φ₂, φ₃, φ₄ - оптические силы менисков 1, 2, 3 и 4,where φ ₁ , φ ₂ , φ ₃ , φ ₄ are the optical forces of menisci 1, 2, 3 and 4,

φ_I - оптическая сила первой группы линз, состоящей из менисков 1 и 2;φ _I - the optical power of the first group of lenses, consisting of menisci 1 and 2;

φ_II - оптическая сила второй группы линз, состоящей из менисков 3 и 4.φ _II - the optical power of the second group of lenses, consisting of menisci 3 and 4.

d - расстояние между первой и второй группами линз.d is the distance between the first and second groups of lenses.

Апертурная диафрагма 5, расположенная на первой поверхности первого мениска (являясь одновременно входным зрачком), находится вблизи переднего фокуса объектива - F, обеспечивая тем самым близкий к телецентрическому ход главных лучей в пространстве изображений.Aperture diaphragm 5, located on the first surface of the first meniscus (being both the entrance pupil), is located near the front focus of the lens - F, thereby providing close to telecentric main rays in the image space.

Работа объектива осуществляется следующим образом.The lens is as follows.

Параллельный пучок излучения от удаленного объекта фокусируется в заднем фокусе мениска 1, отрицательный мениск 2 A parallel beam of radiation from a distant object is focused in the back focus of meniscus 1, negative meniscus 2

переносит его в пространство объекта мениска 3, и далее мениски 3 и 4 перепроектируют его в плоскость изображения, совпадающую с задним фокусом F' всего объектива.transfers it to the space of the meniscus object 3, and then menisci 3 and 4 redesign it into the image plane coinciding with the back focus F 'of the entire lens.

Сведения, подтверждающие полученные технические результаты при числовых значениях, допускаемых заявленным диапазоном, приведены в нижеследующей таблице.Information confirming the obtained technical results at numerical values allowed by the declared range are given in the table below.

Заявленные соотношенияDeclared Ratios 1one 22 33 4four |φ_I/φ_II|<0,25| φ _I / φ _II | <0.25 0.170.17 0.130.13 0.020.02 0.020.02 φ₃<φ₄ φ ₃ <φ ₄ φ₃=0.69φ ₃ = 0.69 φ₃=0.58φ ₃ = 0.58 φ₃=0.48φ ₃ = 0.48 φ₃=0.49 φ ₃ = 0.49 φ₄=0.75φ ₄ = 0.75 φ₄=0.70φ ₄ = 0.70 φ₄=0.55φ ₄ = 0.55 φ₄=0.56φ ₄ = 0.56 (φ₄-φ₃)/φ₄=0,1÷0,3(φ ₄ -φ ₃ ) / φ ₄ = 0.1 ÷ 0.3 0.10.1 0.160.16 0.300.30 0.160.16 0,4<|φ₁/φ₂|<0,90.4 <| φ ₁ / φ ₂ | <0.9 0.510.51 0.590.59 0.860.86 0.900.90 0,25<d/f'<0,60.25 <d / f '<0.6 0.320.32 0.420.42 0.510.51 0.510.51 Параметры объектива.Lens options. f' ммf 'mm 22.922.9 22.822.8 18.018.0 18.018.0 D:f'D: f ' 1:0.751: 0.75 1:0.751: 0.75 1:0.751: 0.75 1:0.751: 0.75 2β град2β hail 25.225.2 25.225.2 31.031.0 31.031.0 Контраст при υ=20 мм^-1 Contrast at υ = 20 mm ^-1 0.710.71 0.730.73 0.730.73 0.780.78 RMS (в центре поля)RMS (center field) 0.08λ0.08λ 0.07λ0.07λ 0.05λ0.05λ 0.03λ0.03λ

В Приложениях 1÷4 приведены конструктивные параметры и характеристики качества изображения указанных примеров.Appendices 1 ÷ 4 show the design parameters and image quality characteristics of these examples.

Таким образом, в предлагаемом объективе достигнуто увеличение светосилы при высоком качестве изображения по всему полю, увеличение заднего отрезка и сохранение качества изображения при значительных перепадах температур.Thus, in the proposed lens achieved an increase in aperture ratio with high image quality throughout the field, an increase in the rear segment and preservation of image quality at significant temperature differences.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1ANNEX 1

ИК ОБЪЕКТИВIR LENS Фокусное расстояние, мм:Focal Length, mm: F'=22.8783F '= 22.8783 Диафрагменное число:Aperture Number: F'/D=0.7501F '/ D = 0.7501 Диаметр входного зрачка, мм:Diameter of the entrance pupil, mm: Dp=30.5000Dp = 30.5000 Положение входного зрачка, мм:The position of the entrance pupil, mm: Sp=0.0000Sp = 0.0000 Диаметр выходного зрачка, мм:Diameter of exit pupil, mm: D'p=169.5969D'p = 169.5969 Положение выходного зрачка, мм:The position of the exit pupil, mm: S'p=127.2317S'p = 127.2317 Линейная величина изображения, мм:The linear value of the image, mm: 2у'=10.00002y '= 10.0000 Угловое поле зрения,:Angular field of view: 2β=25.2000°2β = 25.2000 ° Длина системы, мм:System Length, mm: L=51.0200L = 51.0200 Спектральные характеристикиSpectral characteristics Длины волн, мкмWavelengths, microns Отн-ные весаRelative weights 8.00008.0000 0.10000.1000 9.00009.0000 0.50000.5000 10.000010.0000 1.0000 главная1.0000 home 11.000011.0000 0.50000.5000 12.500012.5000 0.10000.1000 Конструктивные параметры оптической системыDesign parameters of the optical system № пов.No. Радиусы кривизныRadii of curvature Расстояния по осиAxis distances Световые высотыLight heights Стрелки прогибаDeflection arrows Опт. средыWholesale environment АДHELL 51.050051.0500 3.00003.0000 15.250015.2500 2.33102.3310 ГерманийGermanium 22 84.720084.7200 9.45009.4500 14.900014.9000 1.32051.3205   33 -28.7100-28.7100 2.50002.5000 14.100014.1000 3.70093.7009 ГерманийGermanium 4four -57.4100-57.4100 7.40007.4000 15.600015.6000 2.16012.1601   55 -53.9500-53.9500 4.00004.0000 19.500019.5000 3.64743.6474 ГерманийGermanium 66 -36.9000-36.9000 2.90002.9000 20.250020.2500 6.05286.0528   77 32.280032.2800 3.50003.5000 18.900018.9000 6.11156.1115 ГерманийGermanium 88 45.810045.8100 16.350016.3500 18.200018.2000 3.77053.7705   99 плоскостьplane 1.00001.0000 6.06546.0654 0.00000.0000 ГерманийGermanium 1010 плоскостьplane 0.92000.9200 5.88935.8893 0.00000.0000   11eleven плоскостьplane -0.0258-0.0258 5.05585.0558 0.00000.0000   Изобр.Fig. плоскостьplane 0.00000.0000 5.03485.0348 0.00000.0000  

ПРИЛОЖЕНИЕ 2APPENDIX 2

ИК ОБЪЕКТИВIR LENS Фокусное расстояние, мм:Focal Length, mm: F'=22.8089F '= 22.8089 Диафрагменное число:Aperture Number: F'/D=0.7491F '/ D = 0.7491 Диаметр входного зрачка, мм:Diameter of the entrance pupil, mm: Dp=30.4500Dp = 30.4500 Положение входного зрачка, мм:The position of the entrance pupil, mm: Sp=0.0000Sp = 0.0000 Диаметр выходного зрачка, мм:Diameter of exit pupil, mm: D'p=257.4374D'p = 257.4374 Положение выходного зрачка, мм:The position of the exit pupil, mm: S'p=192.8422S'p = 192.8422 Линейная величина изображения, мм:The linear value of the image, mm: 2у'=10.00002y '= 10.0000 Угловое поле зрения,:Angular field of view: 2β=25.2000°2β = 25.2000 ° Длина системы, мм:System Length, mm: L=55.3450L = 55.3450 Спектральные характеристикиSpectral characteristics Длины волн, мкмWavelengths, microns Отн-ные весаRelative weights 8.00008.0000 0.10000.1000 9.00009.0000 0.50000.5000 10.000010.0000 1.0000 главная1.0000 home 11.000011.0000 0.50000.5000 12.500012.5000 0.10000.1000 Конструктивные параметры оптической системыDesign parameters of the optical system № пов.No. Радиусы кривизныRadii of curvature Расстояния по осиAxis distances Световые высотыLight heights Стрелки прогибаDeflection arrows Опт. средыWholesale environment АДHELL 57.020057.0200 5.00005.0000 15.225015.2250 2.07022.0702 ГерманийGermanium 22 107.4000107.4000 7.00007.0000 14.650014.6500 1.00391.0039   33 -33.8800-33.8800 2.50002.5000 14.050014.0500 3.05063.0506 ГерманийGermanium 4four -72.1100-72.1100 9.65009.6500 15.200015.2000 1.62021.6202   55 -66.2200-66.2200 6.00006.0000 19.600019.6000 2.96712.9671 ГерманийGermanium 66 -45.1900-45.1900 0.95000.9500 21.000021.0000 5.17585.1758   77 36.310036.3100 6.00006.0000 19.850019.8500 5.90625.9062 ГерманийGermanium 88 50.580050.5800 16.325016.3250 18.100018.1000 3.34943.3494   99 плоскостьplane 1.00001.0000 6.05046.0504 0.00000.0000 ГерманийGermanium 1010 плоскостьplane 0.92000.9200 5.87735.8773 0.00000.0000   Изобр.Fig. плоскостьplane 0.00000.0000 5.05105.0510 0.00000.0000  

ПРИЛОЖЕНИЕ 3APPENDIX 3

ИК ОБЪЕКТИВIR LENS Фокусное расстояние, мм:Focal Length, mm: F'=17.9967F '= 17.9967 Диафрагменное число:Aperture Number: F'/D=0.7499F '/ D = 0.7499 Диаметр входного зрачка, мм:Diameter of the entrance pupil, mm: Dp=24.000Dp = 24.000 Положение входного зрачка, мм:The position of the entrance pupil, mm: Sp=7.3891Sp = 7.3891 Диаметр выходного зрачка, мм:Diameter of exit pupil, mm: D'p=51.9461D'p = 51.9461 Положение выходного зрачка, мм:The position of the exit pupil, mm: S'p=-38.9287S'p = -38.9287 Линейная величина изображения, мм:The linear value of the image, mm: 2у'=10.00002y '= 10.0000 Угловое поле зрения,:Angular field of view: 2β=31.0000°2β = 31.0000 ° Длина системы, мм:System Length, mm: L=43.5500L = 43.5500 Спектральные характеристикиSpectral characteristics Длины волн, мкмWavelengths, microns Отн-ные весаRelative weights 8.00008.0000 0.10000.1000 9.00009.0000 0.50000.5000 10.000010.0000 1.0000 главная1.0000 home 11.000011.0000 0.50000.5000 12.500012.5000 0.10000.1000 Конструктивные параметры оптической системыDesign parameters of the optical system № пов.No. Радиусы кривизныRadii of curvature Расстояния по осиAxis distances Световые высотыLight heights Стрелки прогибаDeflection arrows Опт. средыWholesale environment 1one 40.830040.8300 3.00003.0000 11.428311.4283 1.63201.6320 ГерманийGermanium 22 54.950054.9500 4.50004.5000 10.729410.7294 1.05771.0577   33 -22.4900-22.4900 3.00003.0000 10.104610.1046 2.39782.3978 ГерманийGermanium АДHELL -30.5500-30.5500 9.13259.1325 10.974510.9745 2.03932.0393   55 -67.6100-67.6100 4.00004.0000 13.970313.9703 1.45911.4591 ГерманийGermanium 66 -43.9500-43.9500 0.50000.5000 14.661614.6616 2.51762.5176   77 24.830024.8300 4.00004.0000 13.850513.8505 4.22194.2219 ГерманийGermanium 88 29.240029.2400 13.500013.5000 12.514312.5143 2.81332.8133   99 плоскостьplane 1.00001.0000 5.54385.5438 0.00000.0000 ГерманийGermanium 1010 плоскостьplane 0.92000.9200 5.40605.4060 0.00000.0000   Изобр.Fig. плоскостьplane 0.00000.0000 4.80594.8059 0.00000.0000  

ПРИЛОЖЕНИЕ 4APPENDIX 4

ИК ОБЪЕКТИВIR LENS Фокусное расстояние, мм:Focal Length, mm: F'=18.0007F '= 18.0007 Диафрагменное число:Aperture Number: F'/D=0.7500F '/ D = 0.7500 Диаметр входного зрачка, мм:Diameter of the entrance pupil, mm: Dp=24.0000Dp = 24.0000 Положение входного зрачка, мм:The position of the entrance pupil, mm: Sp=23.9961Sp = 23.9961 Диаметр выходного зрачка, мм:Diameter of exit pupil, mm: D'p=18.8881D'p = 18.8881 Положение выходного зрачка, мм:The position of the exit pupil, mm: S'p=-14.1698S'p = -14.1698 Линейная величина изображения, мм:The linear value of the image, mm: 2у'=10.00002y '= 10.0000 Угловое поле зрения,:Angular field of view: 2β=31.0000°2β = 31.0000 ° Длина системы, мм:System Length, mm: L=44.600L = 44.600 Спектральные характеристикиSpectral characteristics Длины волн, мкмWavelengths, microns Отн-ные весаRelative weights 8.00008.0000 0.10000.1000 9.00009.0000 0.50000.5000 10.000010.0000 1.0000 главная1.0000 home 11.000011.0000 0.50000.5000 12.500012.5000 0.10000.1000

Конструктивные параметры оптической системыDesign parameters of the optical system № пов.No. Радиусы кривизныRadii of curvature Расстояния по осиAxis distances Световые высотыLight heights Стрелки прогибаDeflection arrows Опт. средыWholesale environment 1one 40.053440.0534 4.00004.0000 13.304613.3046 2.27432.2743 ГерманийGermanium 22 54.029854.0298 5.00005.0000 12.259712.2597 1.40931.4093   33 -24.3034-24.3034 4.00004.0000 11.943011.9430 3.13693.1369 ГерманийGermanium 4four -34.3757-34.3757 9.17879.1787 13.262513.2625 2.66142.6614   55 -76.5057-76.5057 4.00004.0000 12.653712.6537 1.05371.0537 ГерманийGermanium 66 -47.0303-47.0303 0.50000.5000 13.012501/13/25 1.83601.8360   77 22.399522.3995 3.00003.0000 10.545210.5452 2.63752.6375 ГерманийGermanium АДHELL 26.521726.5217 13.000013.0000 9.44409.4440 1.73841.7384   99 плоскостьplane 1.00001.0000 5.28445.2844 0.00000.0000 ГерманийGermanium 1010 плоскостьplane 0.91820.9182 5.19755.1975 0.00000.0000   Изобр.Fig. плоскостьplane 0.00000.0000 4.85834.8583 0.00000.0000  

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. США. патент №6292293, МПК: G02В 1/00, 2001 г.1. USA. Patent No. 6292293, IPC: G02B 1/00, 2001

2. США. патент №6236501, МПК: G02В 1/00, 2002 г.2. USA. Patent No. 6236501, IPC: G02B 1/00, 2002

3. Российская Федерация, патент №2187135, МПК: G02В 13/34, 2002 г.3. Russian Federation patent No. 2187135, IPC: G02B 13/34, 2002

4. Российская Федерация, патент №2183340, МПК: G02В 13/34, 2002 г.4. Russian Federation patent No. 2183340, IPC: G02B 13/34, 2002

5. Япония, патент №7072385, МПК: G02В 13/34, 2003 г. - прототип.5. Japan, patent No. 7072385, IPC: G02B 13/34, 2003 - prototype.

Claims (1)

Светосильный объектив для инфракрасной области спектра, состоящий из первой линзовой группы с отрицательной оптической силой φ_I, выполненной из мениска с положительной оптической силой φ_I с выпуклой поверхностью, обращенной к предмету, мениска с отрицательной оптической силой φ₂ с вогнутой поверхностью, обращенной к предмету, и второй линзовой группы с положительной оптической силой φ_II, выполненной из двух менисков с положительными оптическими силами φ₃, φ₄, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, отличающийся тем, что оптические силы линз первой I и второй II групп удовлетворяют условиям:Fast lens for the infrared region of the spectrum, consisting of the first lens group with negative optical power φ _I made of a meniscus with positive optical power φ _I with a convex surface facing the object, a meniscus with negative optical power φ ₂ with a concave surface facing the object , and the second lens group with positive optical power φ _II made of two menisci with positive optical forces φ ₃ , φ ₄ facing convex surfaces to each other, characterized in that the optical The strength of the lenses of the first I and second II groups satisfy the conditions: |φ_I/φ_II|<0,25;| φ _I / φ _II | <0.25; φ₃,< φ₄;φ ₃ , <φ ₄ ; (φ₄-φ₃)/ φ₄=0,1÷0,3;(φ ₄ -φ ₃ ) / φ ₄ = 0.1 ÷ 0.3; 0,4<|φ₁/φ₂<0,9,0.4 <| φ ₁ / φ ₂ <0.9, а расстояние (d) между группами линз удовлетворяет условию:and the distance (d) between the groups of lenses satisfies the condition: 0,25<d/f'<0,6,0.25 <d / f '<0.6, где f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива.

where f 'is the equivalent focal length of the lens.