RU161895U1 - Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения - Google Patents
Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения Download PDFInfo
- Publication number
- RU161895U1 RU161895U1 RU2015152784/28U RU2015152784U RU161895U1 RU 161895 U1 RU161895 U1 RU 161895U1 RU 2015152784/28 U RU2015152784/28 U RU 2015152784/28U RU 2015152784 U RU2015152784 U RU 2015152784U RU 161895 U1 RU161895 U1 RU 161895U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- lens
- convex
- concave
- lenses
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims abstract description 8
- 101000623895 Bos taurus Mucin-15 Proteins 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method 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
- G02B13/14—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
Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую и вторую выпукло-вогнутые линзы и третью линзу, второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую и третью линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства, отличающаяся тем, что в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая выполнена отрицательной и третья линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, причем вторая и третья линзы установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковыпуклой, третья линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, в третьем компоненте первая линза выполнена двояковыпуклой.
Description
Полезная модель относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использована при создании тепловизионных приборов различного назначения с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами.
Известна инфракрасная система с двумя полями зрения (см. патент CN 103149667 A, МПК7 G02B 13/00 публ. 12.06.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f′max составляет 240 мм, минимальное f′min - 60 мм, длина L - 260 мм. Кратность изменения фокусного расстояния M=f′max/f′min=4×.
Также известна инфракрасная система с дискретно изменяемым фокусным расстоянием (см. патент RU 2481602 C1, МПК7 G02B 15/02 публ. 10.05.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f′max составляет 200 мм, минимальное f′min - 70 мм, длина L - 215 мм. Кратность изменения фокусного расстояния М=2,86×.
Недостатками указанных систем являются большая длина и малая кратность изменения фокусного расстояния, кроме того, во второй описываемой системе отсутствует возможность эффективной работы с приемником, имеющим внутри охлаждаемую диафрагму.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой оптической системе, принятой за прототип, является оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения (см. патент на полезную модель RU 149238 U1, МПК7 G02B 13/14 публ. 27.012.2014 г.), состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую отрицательную и вторую положительную выпукло-вогнутые линзы и третью положительную вогнуто-выпуклую линзу, второго компонента, содержащего первую и вторую отрицательные вогнуто-выпуклые линзы и третью положительную двояковыпуклую линзу, третьего компонента, содержащего первую положительную и вторую отрицательную вогнуто-выпуклые линзы, третью положительную выпукло-вогнутую линзу и четвертую положительную вогнуто-выпуклую линзу, и фотоприемного устройства. Изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом второго компонента в оптический тракт в пространстве между первым и третьим компонентами. Оптическая система работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние объектива f′max=230 мм, в широком поле зрения - f′min=34 мм, длина L=159,7 мм. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) М=f′max/f′min=6,76×. Описываемая система имеет достаточно высокое качество изображения при минимальном фокусном расстоянии в пределах всего поля зрения, а при максимальном фокусном расстоянии высокое качество обеспечивается только для центра поля зрения. Для обеспечения работы системы при изменении температуры оптимальным является перемещение третьей линзы первого компонента. Однако в широком поле зрения выбранный способ требует большого перемещения этой линзы и при этом качество изображения значительно хуже, чем в нормальных температурных условиях. Кроме того, первый компонент системы имеет большую массу за счет наличия в нем двух линз из германия большого диаметра и толщины. При общей массе оптических элементов m=276 г, масса первого компонента составляет mI=263 г.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения эффективной работы системы при изменении температуры в двух полях зрения при сохранении габаритов, уменьшении массы и высоком качестве изображения.
Указанная цель достигается тем, что в оптической системе тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящей из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую и вторую выпукло-вогнутые линзы и третью линзу, второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую и третью линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства, в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая выполнена отрицательной и третья линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, причем вторая и третья линзы установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковыпуклой, третья линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, в третьем компоненте первая линза выполнена двояковыпуклой.
На фигуре 1 представлена схема оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения.
На фигуре 2 представлены графики функции концентрации энергии (ФКЭ) системы в узком поле зрения для температур 20, 60 и минус 50°C.
На фигуре 3 представлены графики функции концентрации энергии (ФКЭ) системы в широком поле зрения для температур 20, 60 и минус 50°C.
Оптическая система состоит из расположенных вдоль оптической оси первого компонента I, содержащего первую положительную 1, вторую отрицательную 2 и третью положительную 3 выпукло-вогнутые линзы, второго компонента II, содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 4, вторую двояковыпуклую линзу 5 и третью отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 6, третьего компонента III, содержащего первую двояковыпуклую линзу 7, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 8 и третью положительную выпукло-вогнутую линзу 9, и фотоприемного устройства 10 с охлаждаемой диафрагмой 11. Линзы 2 и 3 первого компонента I установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси. Второй компонент II установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт.
В таблице 1 приведены технические характеристики системы, работающей в среднем инфракрасном диапазоне спектра.
В таблице 2 приведены конструктивные параметры системы.
В таблице 3 приведены значения перемещений Δ1 и Δ2 линз 2, 3 первого компонента I в зависимости от температуры окружающей среды для узкого и широкого полей зрения соответственно.
В узком поле зрения, соответствующем максимальному фокусному расстоянию, оптическая система работает следующим образом: излучение от бесконечно удаленного объекта проходит через линзы 1-3 первого компонента I и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, в плоскости чувствительных элементов которого формируется изображение, при этом охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 выполняет функцию апертурной диафрагмы системы.
В широком поле зрения, соответствующем минимальному фокусному расстоянию, излучение проходит через линзы 1-3 первого I и 4-6 второго II компонентов и фокусируется в той же плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, при этом изображение формируется в той же плоскости чувствительных элементов и охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 является апертурной диафрагмой системы.
Изменения поля зрения (фокусного расстояния) оптической системы осуществляется вводом-выводом второго компонента II в оптический тракт в пространстве между первым I и третьим III компонентами.
Компенсация температурной расфокусировки изображения осуществляется совместным перемещением линз 2 и 3 вдоль оптической оси в соответствии с приведенными в таблице 3 значениями.
Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние f′max=230 мм, в широком поле зрения - f′min=33,5 мм, длина L=161 мм. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) М=f′max/f′min=6,87×. Общая масса оптических элементов m=89 г, при этом масса первого компонента составляет mI=77 г.
Из графиков, приведенных на фигурах 2 и 3, следует, что в оптической системе обеспечивается высокое качество изображение в пределах всего поля зрения, как при минимальном, так и при максимальном фокусных расстояниях в диапазоне температур от минус 50 до плюс 60°C. При этом масса оптических элементов системы меньше чем в прототипе в 3 раза.
Таким образом, выполнение оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения в соответствии с предлагаемым техническим решением позволяет улучшить ее эксплуатационные возможности за счет обеспечения эффективной работы при изменении температуры, при этом существенно уменьшена масса и достигнуто высокое качество изображения в двух полях зрения.
Claims (1)
- Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую и вторую выпукло-вогнутые линзы и третью линзу, второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую и третью линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства, отличающаяся тем, что в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая выполнена отрицательной и третья линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, причем вторая и третья линзы установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковыпуклой, третья линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, в третьем компоненте первая линза выполнена двояковыпуклой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152784/28U RU161895U1 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015152784/28U RU161895U1 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU161895U1 true RU161895U1 (ru) | 2016-05-10 |
Family
ID=55960469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015152784/28U RU161895U1 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU161895U1 (ru) |
-
2015
- 2015-12-08 RU RU2015152784/28U patent/RU161895U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017533004A5 (ru) | ||
RU140705U1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
TW201612579A (en) | Small form factor telephoto camera | |
CN202204981U (zh) | 一种非致冷长波红外连续变焦镜头 | |
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
CN103852874A (zh) | 超大变倍比连续变焦红外镜头 | |
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU2570062C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
CN104914557B (zh) | 非制冷切换式双视场红外光学系统 | |
RU156006U1 (ru) | Атермализованный объектив для ик области спектра | |
RU2608395C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
JP2017097263A5 (ru) | ||
RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU161895U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
CN203773146U (zh) | 超大变倍比连续变焦红外镜头 | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
CN104991332A (zh) | 连续变焦非制冷红外热像仪 | |
RU152546U1 (ru) | Устройство для формирования инфракрасного изображения | |
RU2646401C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU158920U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
WO2014197066A3 (en) | Single element radiometric lens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MZ1K | Utility model is void |
Effective date: 20170118 |