CS252606B1

CS252606B1 - Mirror Infraobjective

Info

Publication number: CS252606B1
Application number: CS861795A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Klaboch; Antonin Baudys
Original assignee: Ladislav Klaboch; Antonin Baudys
Priority date: 1986-03-15
Filing date: 1986-03-15
Publication date: 1987-09-17
Also published as: CS179586A1

Abstract

Řešení se týká zrcadlového infraobjektivu pro snímání málorozměrných teplotních polí, sestávajícího » primárního zrcadla se středovým otvorem a souose umístěného sekundárního zrcadle, mezi nimiž je vytvořena vzduchová mezera a z čidla v obrazové rovině. Podstata řešení spočívá v tom, že ve vstupní části infraobjfektivu mezi se-- kundárním zrcadlem a předmětovou rovinou jsou v jedné rovině kolmé ne optickou osu v mezikružním prostoru v dráze průchodu záření umístěny rovnoměrně planpářalělní krycí destičky.z materiálu propustného pro viditelné i infračervené záření, Navržený infraobjektiv lze s výhodou použít pro snímání málorozměrných teplotních polí, zejména při topografii teplotních polí na uzlech leteckých motorů.The solution concerns a mirror infrared lens for sensing small-sized temperature fields, consisting of a primary mirror with a central opening and a coaxially located secondary mirror, between which an air gap is created and a sensor in the image plane. The essence of the solution lies in the fact that in the input part of the infrared lens between the secondary mirror and the object plane, in one plane perpendicular to the optical axis in the annular space in the path of radiation passage, uniformly plane-parallel cover plates are placed. made of a material permeable to visible and infrared radiation. The designed infrared lens can be advantageously used for sensing small-sized temperature fields, especially in the topography of temperature fields on aircraft engine nodes.

Description

Vynález se týká zrcadlové optické soustavy infraobjektivu, určeného pro snímání málorozměrných teplotních polí.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mirror optical system of an infrared lens for sensing small-dimensional temperature fields.

Dosud známé infraobjektivy, používající soustavu dvou nerovinných zrcadel oddělených vzduchovou mezerou, jsou nevýhodné tím, že znečiílující částice, obsažené v okolní atmosféře, vnikají mezi obě nerovinná zrcadla a znečišlují jejich optické odrazné plochy. Tomu lze zabránit překrytím čela objektivu směrem k předmětové rovině fólií z různých materiálů, např. celofánu, polyvinyletylénu apod. Nevýhodou těchto opatření je, že krycí fólie zhorěují optickou kvalitu obrazu detailů teplotních polí a také současně snižují kvalitu zaostření objektivu, což má za následek dalěí snížení kvality obrazu a to i z hlediska hloubkového rozlišení. Samy krycí fólie jsou mechanicky i tepelně citlivé a lze je obtížně čistit. Překrytí čela objektivu jedinou krycí deskou z materiálu propustného jak pro viditelnou, tak pro infračervenou oblast obvykle není možné, protože materiály, které by přicházely v úvahu (obvykle krystalické, nepř. fluorid vápenatý nebo safír) nejsou dostupné v dostatečně velkých rozměrech.The prior art lenses using an array of two non-planar mirrors separated by an air gap are disadvantageous in that the polluting particles contained in the ambient atmosphere penetrate between the two non-planar mirrors and contaminate their optical reflective surfaces. This can be avoided by covering the front of the lens towards the object plane with films of various materials such as cellophane, polyvinylethylene, etc. The disadvantage of these measures is that the cover films deteriorate the optical quality of the temperature field details and also reduce the lens focusing quality. lower image quality, even in terms of depth resolution. The cover films themselves are both mechanically and thermally sensitive and difficult to clean. Covering the objective face with a single cover plate of material permeable to both the visible and infrared regions is usually not possible, since the materials to be considered (usually crystalline, possibly calcium fluoride or sapphire) are not available in sufficiently large dimensions.

Uvedené nevýhody odstraňuje zrcadlový infraobjektiv pro snímání málorozměrných teplotních polí, sestávající z primárního zrcadla se středovým otvorem s souose umístěného sekundárního zrcadla, mezi nimiž je vytvořena vzduchová mezera a z čidla v obrazové rovině, jehož podstata je v tom, že ve vstupní části infraobjektivu mezi sekundárním zrcadlem a předmětovou rovinou jsou v jedné rovině kolmé na optickou osu v mezikružním prostoru v dráze průchodu záření umístěny rovnoměrně plsnperalelní krycí destičky z materiálu propustného pro viditelné i infračervené záření. Planparslelní krycí destičky mohou být zhotovené bu5 z fluoridu vápenatého nebo safíru, případně sirníku zinečnatého.The above mentioned disadvantages are eliminated by a mirror infrared lens for sensing small-dimensional temperature fields, consisting of a primary mirror with a central aperture with a coaxially positioned secondary mirror between which an air gap is formed and a sensor in the image plane. and the object plane uniformly plspereal cover plates of visible and infrared radiation permeable material are disposed in a plane perpendicular to the optical axis in the annular space in the path of radiation passage. The planarous cover plates may be made of either calcium fluoride or sapphire or zinc sulfide.

Výhodou navrženého zrcadlového infraobjektivu je možnost snímání jemné struktury teplotních polí, protože jeho optická soustava je dokonale echromatická, aplanatická a umožňuje vycloněním v obrazové rovině podstatně redukovat hloubku zobrazovaného pole.The advantage of the proposed mirror infrared lens is the possibility of sensing the fine structure of the temperature fields, because its optical system is perfectly echromatic, aplanatic and allows by tilting in the image plane to significantly reduce the depth of the displayed field.

Při dostatečné apretuře zároveň umožňuje značný odstup čela objektivu od předmětové roviny. Protože krycí destičky jsou transparentní i na viditelné oblasti spektra, lze celý infraobjektiv s vysokou přesností zaostřit do požadované předmětové roviny. Infraobjektiv podle vynálezu je mechanicky pevný, odolný a ochranné destičky lze dobře čistit.At the same time, it allows for a considerable distance between the lens front and the object plane. Because the cover plates are transparent to visible areas of the spectrum, the entire infrared lens can be focused to the desired object plane with high precision. The infrared lens of the invention is mechanically strong, durable and the protective plates can be cleaned well.

Příklad provedení je znázorněn schematicky na připojeném výkrese, kde představuje obr, 1 uspořádání optické soustavy infraobjektivu, obr. 2 boční pohled v rovině řezu A - A z obr, 1.An exemplary embodiment is shown schematically in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is an arrangement of an optical system of an infra-objective lens; FIG. 2 is a side view in section plane A-A of FIG. 1.

Zrcadlový infraobjektiv sestává z primárního zrcadla £ se středovým otvorem a souose umístěného sekundárního zrcadly mezi nimiž je vytvořena vzduchové mezera a z čidle v obrazové rovině £. Ve vstupní části infraobjektivu mezi sekundárním zrcadlem i a předmětovou rovinou J_ je v rovině kolmé na optickou osu 6. rovnoměrně v mezikružním prostoru 2 v dráze průchodu záření umístěna sada pěti planparalelních krycích destiček 2 ^z kazivce resp. fluoridu vápenatého.The mirror infra-red lens consists of a primary mirror 6 with a central aperture and a secondary mirror coaxially positioned between which an air gap is formed and a sensor in the image plane 6. A set of five planar parallel cover plates 2 ^{from the} fluorspar resp. calcium fluoride.

Záření vychází z předmětové roviny J_, prochází krycími destičkami a dopadá ne odrazovou plochu primárního zrcadla £, odkud se odráží na sekundární zrcadlo i a dále ae soustřeňuje v obrazové rovině £, kde vytváří obraz předmětu.The radiation emanates from the object plane 7, passes through the cover plates and impinges on the reflective surface of the primary mirror 6, from where it is reflected on the secondary mirror 1 and further and concentrates in the image plane 6 where it forms an image of the object.

Infraobjektiv podle vynálezu lze s výhodou použít pro snímání málorozměrných teplotních polí při vysokých nárocích na prostorovou rozlišovací schopnost při dostatečné pracovní vzdálenosti, zejména při topografii teplotních polí ne uzlech leteckých motorů.The infrared lens according to the invention can be advantageously used for sensing small-dimensional temperature fields at high demands on spatial resolution at a sufficient working distance, especially in the topography of temperature fields at nodes of aircraft engines.

Claims

Mirror infrared lens for sensing small-dimensional temperature fields, consisting of a primary mirror with a central aperture and a co-located secondary mirror between which an air gap is formed and a sensor in the image plane, characterized in that in the infrared entrance between the secondary mirror (3); the planar parallel cover plates (5) of visible and infrared transmissive material are uniformly planarly parallel to the optical axis (6) in the annular space (7) in the radiation path of the object plane (1).

Mirror infrared lens according to claim 1, characterized in that at least three planar parallel cover plates (5) are arranged in the annular space (7) and are made of either calcium fluoride or sapphire or zinc sulfide.