RU2292066C1 - Infrared mirror-lens objective with double field of view - Google Patents
Infrared mirror-lens objective with double field of view Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292066C1 RU2292066C1 RU2005118112/28A RU2005118112A RU2292066C1 RU 2292066 C1 RU2292066 C1 RU 2292066C1 RU 2005118112/28 A RU2005118112/28 A RU 2005118112/28A RU 2005118112 A RU2005118112 A RU 2005118112A RU 2292066 C1 RU2292066 C1 RU 2292066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- mirror
- compensator
- field
- meniscus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к специальным объективам, работающим в среднем и дальнем ИК-диапазоне длин волн, и может быть использовано в тепловизионных приборах.The present invention relates to optical instrumentation, namely to special lenses operating in the middle and far infrared wavelength range, and can be used in thermal imaging devices.
Известна зеркально-линзовая оптическая система с двойным полем зрения [Европейский патент №0145845, G 02 В, 17/08, публ. 1985 г.], включающая узкопольную зеркально-линзовую оптическую подсистему, состоящую из первичного вогнутого зеркала, обращенного вогнутостью к предмету, и вторичного выпуклого контрзеркала, обращенного выпуклостью к изображению; широкоугольную линзовую оптическую подсистему; общую оптическую подсистему, совмещенную с широкоугольной оптической подсистемой. Переключение оптической системы из узкопольной в широкопольную производится выводом вторичного контрзеркала за пределы световых пучков.Known mirror lens optical system with a double field of view [European patent No. 0145845, G 02 In, 17/08, publ. 1985], including a narrow-field mirror-lens optical subsystem, consisting of a primary concave mirror facing concavity to the subject, and a secondary convex counter-mirror facing convex to the image; wide-angle lens optical subsystem; a common optical subsystem combined with a wide-angle optical subsystem. Switching the optical system from narrow-field to wide-field is carried out by the output of the secondary counter-mirror beyond the limits of light beams.
Этот объектив близок по конструкции к заявляемому, однако имеет слишком сложную конструкцию (состоит из двух зеркал и шести линз).This lens is close in design to the claimed one, but it has a too complicated design (consists of two mirrors and six lenses).
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является оптическая система с двойным полем зрения [Европейский патент №0051970, G 02 В, 17/08, публ. 1982 г.], состоящая из линзового компенсатора, выполненного в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, вогнутого первичного зеркала Манжена, выполненного в виде отрицательного мениска с отверстием в центральной части, вторичного контрзеркала, установленного с возможностью ввода и вывода его из оптической схемы, с зеркальным покрытием на выпуклой, обращенной к изображению поверхности, фокального компенсатора, выполненного из двух одиночных линз, расположенных за первичным зеркалом. Между линзовым компенсатором и вторичным контрзеркалом расположены вогнутоплоская линза, обращенная вогнутостью к предмету, и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Причем узкопольный зеркально-линзовый объектив состоит из линзового компенсатора, первичного и вторичного контрзеркала и фокального компенсатора. А широкопольный объектив включает в себя линзовый компенсатор, вогнутоплоскую линзу, положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, и фокальный компенсатор. При этом линзовый компенсатор выполнен из сульфида цинка, а вторичное контрзеркало, вогнутоплоская линза и положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, выполнены из германия.The closest analogue to the claimed technical solution is an optical system with a double field of view [European patent No. 0051970, G 02 In, 17/08, publ. 1982], consisting of a lens compensator made in the form of a negative meniscus convex to the object, a concave primary Manzhen mirror made in the form of a negative meniscus with an aperture in the central part, a secondary counter-mirror installed with the possibility of input and output from the optical circuit , with a mirror coating on a convex, facing the image surface, focal compensator made of two single lenses located behind the primary mirror. Between the lens compensator and the secondary counter-mirror, there is a concave plane lens, facing concavity to the subject, and a positive meniscus, convex toward the subject. Moreover, a narrow-field mirror-lens lens consists of a lens compensator, a primary and secondary counter-mirror, and a focal compensator. A wide-field lens includes a lens compensator, a concave plane lens, a positive meniscus convex to the subject, and a focal compensator. In this case, the lens compensator is made of zinc sulfide, and the secondary counter-mirror, concave flat lens and positive meniscus, convex to the object, are made of germanium.
При выведенном вторичном контрзеркале работает широкопольный линзовый объектив, а при введенном в оптическую схему вторичном контрзеркале работает узкопольный зеркально-линзовый объектив.When the secondary counter-mirror is pulled out, a wide-field lens works, and when a secondary counter-mirror is inserted into the optical circuit, a narrow-field mirror-lens lens works.
Характеристики узкопольного объектива:Narrow-field lens specifications:
Объектив с двойным полем зрения рассчитан для ИК-диапазона длин волн.A double field of view lens is designed for the IR wavelength range.
Данный объектив имеет малое поле зрения узкопольного объектива 2,38°×3,22° при относительном отверстии 1:2.This lens has a small field of view of a narrow-field lens 2.38 ° × 3.22 ° with a relative aperture of 1: 2.
Задачей заявляемого изобретения является создание зеркально-линзового объектива с двойным полем зрения с повышенными эксплуатационными характеристиками.The task of the invention is the creation of a mirror-lens lens with a double field of view with enhanced performance.
Технический результат - увеличение угла поля зрения узкопольного канала объектива, при сохранении высокого качества изображения.The technical result is an increase in the angle of view of the narrow-field channel of the lens, while maintaining high image quality.
Это достигается тем, что в инфракрасном зеркально-линзовом объективе с двойным полем зрения, состоящем по ходу лучей из линзового компенсатора - мениска, обращенного выпуклостью к предмету, вогнутого первичного зеркала Манжена, выполненного в виде отрицательного мениска с отверстием в центральной части, вторичного контрзеркала, установленного с возможностью ввода и вывода его из оптической схемы, обращенного выпуклой зеркальной поверхностью к изображению, фокального компенсатора и установленными перед линзовым компенсатором первой линзой, обращенной вогнутостью к предмету, а за ней перед контрзеркалом второй линзой - положительной, в котором, в отличие от известного, линзовый компенсатор выполнен положительным с отверстием в центральной части, фокальный компенсатор выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и установлен в отверстии первичного зеркала, расположенная перед линзовым компенсатором первая линза выполнена в виде отрицательного мениска, а вторая выполнена двояковыпуклой и расположена в отверстии линзового компенсатора.This is achieved by the fact that in the infrared mirror-lens lens with a double field of view, consisting along the rays of the lens compensator - the meniscus convex to the object, the concave primary Mangin mirror, made in the form of a negative meniscus with an aperture in the central part, a secondary counter-mirror, installed with the possibility of input and output from the optical circuit, the convex mirror surface facing the image, the focal compensator and installed in front of the lens compensator of the first l inza turned concavity to the object, and behind it in front of the counter-mirror the second lens is positive, in which, in contrast to the known lens compensator is made positive with a hole in the central part, the focal compensator is made in the form of a positive meniscus, convex to the object, and installed in the hole of the primary mirror, located in front of the lens compensator, the first lens is made in the form of a negative meniscus, and the second is biconvex and is located in the hole of the lens compensator.
Кроме того, оба радиуса двояковыпуклой линзы могут быть равны по абсолютной величине, показатель преломления материала зеркала Манжена и показатель преломления материала отрицательного мениска, установленного по ходу лучей перед двояковыпуклой линзой, могут иметь величину менее 4, кроме того, линзовый компенсатор - положительный мениск с отверстием в центре и отрицательный мениск, расположенный перед контрзеркалом, могут быть выполнены из селенида цинка.In addition, both radii of the biconvex lens can be equal in absolute value, the refractive index of the material of the Mangin mirror and the refractive index of the negative meniscus material installed along the rays in front of the biconvex lens can be less than 4, in addition, the lens compensator is a positive meniscus with a hole in the center, the negative meniscus located in front of the counter-mirror can be made of zinc selenide.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива.The drawing shows an optical diagram of the proposed lens.
Инфракрасный зеркально-линзовый объектив с двойным полем зрения включает линзовый компенсатор, выполненный в виде положительного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, с отверстием в центральной части, вогнутое первичное зеркало Манжена 2, выполненное в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, на выпуклой поверхности которого нанесено зеркальное покрытие, с отверстием в центральной части, вторичное контрзеркало 3 с зеркальным покрытием на выпуклой поверхности, обращенное выпуклостью к изображению и установленное с возможностью ввода и вывода его из хода лучей, фокальный компенсатор, выполненный в виде положительного мениска 4, обращенного выпуклостью к предмету и установленного в отверстии первичного зеркала Манжена 2. Перед линзовым компенсатором - положительным мениском 1 расположен отрицательный мениск 5, обращенный вогнутостью к предмету, а за ним, перед контрзеркалом 3 - двояковыпуклая линза 6 в центральном отверстии линзового компенсатора - положительного мениска 1.The infrared mirror-lens lens with a double field of view includes a lens compensator made in the form of a positive meniscus 1 convex to the object, with a hole in the central part, a concave primary Mangin 2 mirror made in the form of a negative meniscus convex to the image, on a convex the surface of which is coated with a mirror, with a hole in the central part, a secondary counter-mirror 3 with a mirror coating on a convex surface, convex to the image and the focal compensator made with the ability to input and output it from the path of the rays, made in the form of a positive meniscus 4, convex to the object and installed in the hole of the primary mirror of Manzhen 2. In front of the lens compensator - positive meniscus 1, there is a negative meniscus 5, facing concavity to the object and behind it, in front of the counter-mirror 3 - a biconvex lens 6 in the central hole of the lens compensator - positive meniscus 1.
Объектив работает следующим образом. Для первого узкопольного канала световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, проходит через линзовый компенсатор 1, выполненный в виде положительного мениска, затем через вогнутое первичное зеркало Манжена 2, отразившись от его второй зеркальной поверхности, попадает на выпуклое вторичное контрзеркало 3, отразившись от которого проходит через фокальный компенсатор - положительный мениск 4, обращенный выпуклостью к предмету, и образует его изображение в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан). Для второго широкопольного канала световой поток от предмета, расположенного в бесконечности, проходит через отрицательный мениск 5, обращенный вогнутостью к предмету, двояковыпуклую линзу 6, положительный мениск 4, обращенный выпуклостью к предмету, и образует изображение предмета в плоскости наилучшей установки, в которой установлен приемник оптического излучения (не показан). Переключение инфракрасного зеркально-линзового объектива с двойным полем зрения с большего фокусного расстояния на меньшее осуществляется выводом из световых пучков вторичного контрзеркала 3. При переключении каналов плоскость изображения не сдвигается и положительный мениск 4 - общий для двух каналов также не сдвигается.The lens works as follows. For the first narrow-field channel, the light flux from an object located at infinity passes through the lens compensator 1, made in the form of a positive meniscus, then through the concave primary mirror of Manzhen 2, reflected from its second mirror surface, enters the convex secondary counter-mirror 3, reflecting from which passes through the focal compensator - the positive meniscus 4, convex to the object, and forms its image in the plane of the best setting in which the optical receiver is installed radiation (not shown). For the second wide-field channel, the light flux from an object located at infinity passes through a negative meniscus 5, facing concavity to the subject, a biconvex lens 6, a positive meniscus 4, convex toward the subject, and forms an image of the subject in the plane of the best installation in which the receiver is installed optical radiation (not shown). Switching the infrared mirror lens with a double field of view from a larger focal length to a smaller one is carried out by outputting the secondary counter-mirror 3 from the light beams. When switching channels, the image plane does not shift and the positive meniscus 4, which is common for the two channels, does not shift either.
В соответствии с предложенным решением рассчитан зеркально-линзовый объектив с двойным полем зрения для дальнего ИК-диапазона длин волн от 8 до 12,5 мкм.In accordance with the proposed solution, a mirror-lens lens with a double field of view for the far infrared wavelength range from 8 to 12.5 microns was calculated.
Конструктивные параметры объектива приведены в таблицах 1 и 2. Характеристики рассчитанного объектива:The design parameters of the lens are shown in tables 1 and 2. Characteristics of the calculated lens:
Как видно из табл.1 и 2, радиусы R11 и R12 двояковыпуклой линзы 6 равны по абсолютной величине; показатель преломления материала зеркала Манжена 2 и отрицательного мениска 5 - 2,4067; что меньше 4, и, кроме того, они выполнены из селенида цинка; линзовый компенсатор 1 и положительный мениск 4 выполнены также из селенида цинка.As can be seen from tables 1 and 2, the radii R 11 and R 12 of the biconvex lens 6 are equal in absolute value; the refractive index of the material of the Mangin 2 mirror and the negative meniscus 5 is 2.4067; less than 4, and, in addition, they are made of zinc selenide; the lens compensator 1 and the positive meniscus 4 are also made of zinc selenide.
Конструктивные параметры узкопольного канала объектива для f'1=180,24 ммTable 1
The design parameters of the narrow-field channel of the lens for f ' 1 = 180.24 mm
Конструктивные параметры широкопольного канала объектива для f'2=74,55 ммtable 2
The design parameters of the wide-field channel of the lens for f ' 2 = 74.55 mm
В таблице 3 приведены аберрации рассчитанного объектива для f'1=180,24 мм и для f'2=74,55 мм для λ=10 мкм.Table 3
Table 3 shows the aberrations of the calculated lens for f ' 1 = 180.24 mm and for f' 2 = 74.55 mm for λ = 10 μm.
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан инфракрасный зеркально-линзовый объектив с двойным полем зрения с повышенным углом поля зрения узкопольного канала 2W=7°, при относительном отверстии узкопольного объектива 1:2; с полем зрения широкопольного канала 2W=17°, при относительном отверстии, широкопольного канала 1:2,4; при высоком качестве изображения, работающий в дальнем ИК-диапазоне спектра от 8 до 12,5 мкм. Объектив более технологичен, так как отсутствуют асферические поверхности, из дефицитного германия выполнена только одна линза и термокомпенсация обоих каналов производится одновременно за счет изменения удаления приемника оптического излучения от последнего по ходу лучей компонента объектива.Thus, as a result of the proposed solution, the technical result is obtained: an infrared mirror-lens lens with a double field of view is created with an increased field of view angle of the narrow-field channel 2W = 7 °, with a relative aperture of the narrow-field lens 1: 2; with the field of view of the wide-field channel 2W = 17 °, with a relative aperture, wide-field channel 1: 2.4; with high image quality, operating in the far infrared range of the spectrum from 8 to 12.5 microns. The lens is more technologically advanced because there are no aspherical surfaces, only one lens is made from deficient germanium, and the thermal compensation of both channels is performed simultaneously by changing the distance of the optical radiation receiver from the last component of the lens along the rays.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118112/28A RU2292066C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Infrared mirror-lens objective with double field of view |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118112/28A RU2292066C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Infrared mirror-lens objective with double field of view |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2292066C1 true RU2292066C1 (en) | 2007-01-20 |
Family
ID=37774764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005118112/28A RU2292066C1 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Infrared mirror-lens objective with double field of view |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2292066C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11320638B2 (en) | 2018-08-29 | 2022-05-03 | Viettel Group | Catadioptric system for mid-wave thermal imaging equipment |
-
2005
- 2005-06-15 RU RU2005118112/28A patent/RU2292066C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11320638B2 (en) | 2018-08-29 | 2022-05-03 | Viettel Group | Catadioptric system for mid-wave thermal imaging equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4124798A (en) | Optical viewing apparatus | |
| US9651763B2 (en) | Co-aperture broadband infrared optical system | |
| US4475793A (en) | Integrated optical beam expander | |
| CN111367066A (en) | Coaxial four-reflection optical system | |
| US2817270A (en) | Telescope objective systems | |
| CN111367042B (en) | Large-caliber long-focus infrared bicolor optical lens and imaging device | |
| IL175236A (en) | Single optical element and its use | |
| RU2386155C1 (en) | Large-aperture lens | |
| KR101675402B1 (en) | Optical system for photographing simultaneously dual band infrared image using multiple optical fields | |
| RU2411555C1 (en) | Large-aperture lens | |
| CN109656007A (en) | Varifocal optical system and imaging device | |
| US4097141A (en) | Optical objectives using apertured retrodirective reflectors | |
| GB2030315A (en) | Catadioptric Infra-red Lenses | |
| RU2348059C1 (en) | Large-aperture lens | |
| RU2292066C1 (en) | Infrared mirror-lens objective with double field of view | |
| US4266849A (en) | Optical objectives | |
| GB2433608A (en) | Ancillary optical system for imaging optics in the infrared spectral region | |
| US4801183A (en) | Infra-red optical systems | |
| CN114236798A (en) | Catadioptric afocal optical system | |
| RU2331909C1 (en) | Objective lens for closer infrared spectrum | |
| RU2517760C1 (en) | Collimator lens | |
| RU2288493C1 (en) | Ir mirror-lens objective | |
| RU2650055C1 (en) | Catadioptric telescope | |
| RU2281536C1 (en) | Infrared lens with remote entrance pupil | |
| CN114236796B (en) | Visible light-medium wave infrared afocal optical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110616 |