RU2277717C1

RU2277717C1 - Projecting objective for infrared spectrum

Info

Publication number: RU2277717C1
Application number: RU2004136633/28A
Authority: RU
Inventors: Петр Федорович Юхимец (RU); Петр Федорович Юхимец; Людмила Ивановна Гришина (RU); Людмила Ивановна Гришина; Сергей Николаевич Бездидько (RU); Сергей Николаевич Бездидько
Original assignee: Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-10

Abstract

FIELD: optics, engineering of infrared devices.

SUBSTANCE: projecting objective contains two groups of single lenses, between which at an angle of 45 degrees to optical axis deflecting mirror is positioned. First group consists of negative meniscus, and second group - of two positive lenses, the last one of which - meniscus, directed by concave portion towards the object. Negative meniscus in first group is directed by concave portion towards the object, while first positive lens of second group - meniscus, directed by concave portion to object and its concave portion is made aspheric. Objective has zooming close to minus one, external input pupil and small dimensions of optical system with good quality of image of point on axis and by field.

EFFECT: increased efficiency.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в проекционных объективах с вынесенным входным зрачком и увеличением, близким к минус единице, работающих в ИК-области спектра, например в тепловизионных приборах.The invention relates to the field of optoelectronic technology and can be used in projection lenses with a remote entrance pupil and an increase close to minus one, operating in the infrared region of the spectrum, for example, in thermal imaging devices.

Известны конструкции светосильных проекционных объективов с увеличением, близким к минус единице, описанных, например, в заявке Японии №45-30788 (82), НКИ 104 А-412, опубликованной 05.10.70 г., и патенте США №3507560, МПК G 02 B 9/36, опубликованном 21.04.70 г. Они имеют большое количество линз и работают в видимом диапазоне спектра.Known designs for fast projection lenses with magnification close to minus one are described, for example, in Japanese application No. 45-30788 (82), NKI 104 A-412, published 05.10.70, and US patent No. 3507560, IPC G 02 B 9/36, published April 21, 1970. They have a large number of lenses and operate in the visible range of the spectrum.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив с изломом оптической оси и увеличением, близким к минус единице (патент ФРГ №2140897, МПК G 02 B 13/24, опубликованный 13.12.1973 г.). Он выполнен из двух групп одиночных линз, между которыми расположено зеркало, отклоняющее оптическую ось на 90 градусов: первая группа - двояковыпуклая линза, отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к предмету, и положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предмету; вторая группа - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к предмету, отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предмету, и двояковыпуклая линза. Объектив содержит большое количество оптических элементов и имеет малый угол поля зрения 2w=16".The closest analogue to the claimed technical solution is a lens with a fracture of the optical axis and an increase close to minus one (FRG patent No. 2140897, IPC G 02 B 13/24, published on December 13, 1973). It is made of two groups of single lenses, between which there is a mirror deflecting the optical axis by 90 degrees: the first group is a biconvex lens, a negative meniscus with a convex surface facing the object, and a positive meniscus with a concave surface facing the object; the second group is a positive meniscus facing a convex surface to an object, a negative meniscus facing a concave surface to an object, and a biconvex lens. The lens contains a large number of optical elements and has a small field of view angle of 2w = 16 ".

Задачей изобретения является создание светосильного проекционного объектива для ИК-области с увеличением, близким к минус единице, вынесенным входным зрачком и небольшими габаритами оптической схемы при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю.The objective of the invention is to create a fast projection lens for the infrared region with an increase close to minus one, taken out by the entrance pupil and small dimensions of the optical scheme with good image quality of the point on the axis and field.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного проекционного объектива для инфракрасной области спектра, содержащего две группы одиночных линз, между которыми под углом 45 градусов к оптической оси расположено отклоняющее зеркало, причем первая из групп состоит из двух положительных линз, вторая из которых - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, в отличие от известного отрицательный мениск в первой группе обращен вогнутостью к предмету, а первая положительная линза второй группы - мениск, обращенный вогнутостью к предмету и его вогнутая поверхность выполнена асферической.The technical result due to this task is achieved by creating a fast projection lens for the infrared region of the spectrum containing two groups of single lenses, between which a deflecting mirror is located at an angle of 45 degrees to the optical axis, the first of which consists of two positive lenses, the second of which the meniscus facing concavity to the subject, in contrast to the known meniscus, the negative meniscus in the first group faces the concavity to the subject, and the first positive lens of the second group is the menis to, facing concavity to the object and its concave surface is made aspherical.

Конструктивное исполнение светосильного объектива показано на фиг.1, на фиг.2 - то же без отклоняющего зеркала, на фиг.3 - графики аберраций проекционного объектива.The design of the fast lens is shown in figure 1, figure 2 is the same without a deflecting mirror, figure 3 is a graph of aberrations of the projection lens.

Объектив (фиг.1) состоит из отрицательного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, положительного мениска 2, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, причем его вогнутая поверхность является асферической, положительного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, и отклоняющего зеркала 4.The lens (Fig. 1) consists of a negative meniscus 1 facing a concave surface to an object, a positive meniscus 2 facing a concave surface to an object, and its concave surface being aspherical, a positive meniscus 3 facing a concave surface to an object, and a deflecting mirror 4.

Объектив работает следующим образом. Изображение предмета, расположенного на расстоянии 4 мм от объектива, проецируется в плоскость наилучшего изображения, расположенную на расстоянии S'=44 мм от последней поверхности объектива, в которой расположен приемник оптического изображения (не показан). Отклоняющее зеркало 4 позволяет уменьшить габариты системы. Асферическая поверхность на линзе 2 объектива позволяет получить хорошее качество изображения при меньшем количестве линз и небольших габаритах оптических деталей.The lens works as follows. The image of an object located at a distance of 4 mm from the lens is projected into the plane of the best image located at a distance S '= 44 mm from the last surface of the lens in which the optical image receiver (not shown) is located. The deflecting mirror 4 allows to reduce the size of the system. The aspherical surface on the lens 2 of the lens allows you to get a good image quality with fewer lenses and small dimensions of the optical parts.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив с конструктивными данными, приведенными в таблице.As a specific example of the invention, a lens with design data shown in the table is designed.

Основные характеристики объективаThe main characteristics of the lens

Расчетная длина волныEstimated Wavelength 10,6 мкм10.6 μm Рабочий спектральный диапазонWorking spectral range 8,66- 12,2 мкм8.66-12.2 microns Фокусное расстояние F'Focal Length F ' 45,5 мм45.5 mm Относительное отверстиеRelative hole 1:0,51: 0.5 Задний фокальный отрезок S'Rear focal length S ' 44,0 мм44.0 mm УвеличениеIncrease -1крат-1krat Линейное поле в пространстве предметовLinear field in the space of objects 12,8 мм12.8 mm

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата, т.е. создан светосильный проекционный объектив для работы в ИК-области спектра с увеличением, близким к минус единице, вынесенным входным зрачком Sвх.зр.=-217,77 мм, с малыми габаритами L=97,49 мм, при хорошем качестве изображения, а также уменьшена трудоемкость при изготовлении и сборке прибора.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained, i.e. A high-speed projection lens was created for working in the infrared region of the spectrum with an increase close to minus one, taken out by the entrance pupil Sin.ex. = - 217.77 mm, with small dimensions L = 97.49 mm, with good image quality, and the complexity of the manufacture and assembly of the device is reduced.

Claims

A projection lens for the infrared region of the spectrum containing two groups of single lenses between which a deflecting mirror is located at an angle of 45 degrees to the optical axis, the first group consisting of a negative meniscus and the second group of two positive lenses, the last of which is a meniscus facing concavity to the object, characterized in that the negative meniscus in the first group is turned concavity to the object, and the first positive lens of the second group is the meniscus facing concavity to the object, and its concave the surface is aspherical.