RU2442196C1 - Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием - Google Patents
Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442196C1 RU2442196C1 RU2010144813/28A RU2010144813A RU2442196C1 RU 2442196 C1 RU2442196 C1 RU 2442196C1 RU 2010144813/28 A RU2010144813/28 A RU 2010144813/28A RU 2010144813 A RU2010144813 A RU 2010144813A RU 2442196 C1 RU2442196 C1 RU 2442196C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- convex
- focal length
- concave
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Объектив может быть использован для тепловизионного прибора с плавно изменяющимся полем зрения. Объектив содержит последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы и второй двояковогнутой линзы, подвижный третий компонент в виде двояковыпуклой линзы и неподвижный последний компонент, содержащий первую положительную выпукло-вогнутую линзу и вторую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу. Фокусное расстояние f1 первого компонента выбирается в соответствии с зависимостью: f1=(oт 0,545 до 0,8)ft, где f1 - фокусное расстояние первого компонента; ft - максимальное фокусное расстояние объектива. Технический результат - уменьшение длины инфракрасного объектива относительно его максимального фокусного расстояния при сохранении достаточно высокого качества изображения. 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к ИК оптическим системам и может быть использовано в тепловизорах.
Известен инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием (см. патент США №6091551, М.кл. G02B 15/14; G02B 13/14, опубл. 18.07.2000 г., схема на фиг.6), содержащий последовательно расположенные неподвижный компонент I с фокусным расстоянием f1, состоящий из положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный компонент II с фокусным расстоянием f2, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы и второй отрицательной двояковогнутой линзы, подвижный компонент III с фокусным расстоянием f3, состоящий из отрицательной вогнуто-выпуклой линзы, далее неподвижные компонент IV с фокусным расстоянием f4, состоящий из положительной вогнуто-выпуклой линзы, и последний компонент V с фокусным расстоянием f5, состоящий из первой положительной выпукло-вогнутой линзы, второй отрицательной вогнуто-выпуклой линзы, третьей положительной вогнуто-выпуклой линзы и четвертой положительной выпукло-вогнутой линзы.
Фокусное расстояние объектива изменяется в пределах от 50 мм до 200 мм. Отношение максимального фокусного расстояния к минимальному в этом инфракрасном объективе достигает m=4. Качество изображения обеспечивается заданными пределами соотношений фокусных расстояний компонентов с максимальным фокусным расстоянием объектива ft, в частности f1>ft. В рассматриваемой конструкции объектива его длина - расстояние от первой поверхности объектива до плоскости изображения -, превышает максимальное фокусное расстояние в 1,83 раза.
Недостатком такого инфракрасного объектива являются большие габариты и число компонентов.
Указанные недостатки частично устранены в наиболее близком по технической сущности инфракрасном объективе с плавно изменяющимся фокусным расстоянием (см. патент РФ №2321873, М.кл. G02B 15/16, G02B 13/14, опубл. 10.04.2008. Бюл. №10), содержащем последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы и второй отрицательной линзы, выполненной выпукло-вогнутой, подвижный третий компонент в виде вогнуто-выпуклой линзы, неподвижный четвертый компонент в виде вогнуто-выпуклой линзы и последний компонент, состоящий из двух выпукло-вогнутых линз. Фокусное расстояние первого компонента выбрано из соотношения f1=(от 0,804 до 0,948)ft. Отношение расстояния от первой поверхности объектива до плоскости изображения к максимальному фокусному расстоянию составляет 1,35.
Недостатком данного инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием являются значительные габариты и большое число компонентов.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение длины инфракрасного объектива относительно его максимального фокусного расстояния и сокращение числа компонентов при сохранении достаточно высокого качества изображения.
Указанная цель достигается тем, что в инфракрасном объективе с плавно изменяющимся фокусным расстоянием, содержащем последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы и второй отрицательной линзы, подвижный третий компонент и неподвижный последний компонент, содержащий первую положительную выпукло-вогнутую линзу и вторую линзу, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковогнутой, третий компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, а в последнем компоненте вторая линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, при этом фокусное расстояние f1 первого компонента выбирается в зависимости от максимального фокусного расстояния следующим:
f1=(от 0,545 до 0,8)ft,
где f1 - фокусное расстояние первого компонента;
ft - максимальное фокусное расстояние объектива.
Выбор значения фокусного расстояния первого компонента меньшим, чем рекомендовано в известных ИК-объективах с плавно изменяющимся фокусным расстоянием, и изменение конструкции последнего неподвижного компонента позволили уменьшить количество компонентов в объективе (в прототипе 5 компонентов, в заявляемом объективе 4) и его габариты (отношение длины заявляемого объектива к максимальному фокусному расстоянию составляет 0,98 в отличие от 1,35 в прототипе).
Выполнение второй линзы второго компонента в виде отрицательной двояковогнутой линзы, а третьего компонента в виде положительной двояковыпуклой линзы позволило обеспечить необходимую коррекцию аберраций объектива для достижения требуемого качества изображения.
На чертеже представлена оптическая схема инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием от 50 мм до 200 мм с расположением компонентов, соответствующим максимальному фокусному расстоянию 200 мм.
Объектив содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси неподвижный первый компонент I в виде положительной выпукло-вогнутой линзы 1, подвижный второй компонент II, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы 2 и второй отрицательной двояковогнутой линзы 3, подвижный третий компонент III в виде положительной двояковыпуклой линзы 4 и неподвижный компонент IV, состоящий из первой положительной выпукло-вогнутой линзы 5 и второй отрицательной вогнуто-выпуклой линзы 6. Первая поверхность второй линзы 3 второго компонента II выполнена асферической.
Асферическая поверхность второй линзы 3 второго компонента II выполнена в соответствии с уравнением:
y2+z2=-384,5815x+27,9033x2,
где y - ось системы координат, лежащей в плоскости меридионального сечения объектива;
z - ось системы координат, лежащей в плоскости сагиттального сечения объектива;
x - ось системы координат, совпадающей с оптической осью объектива.
Фокусное расстояние первого компонента f1=109,15 мм, его отношение к максимальному фокусному расстоянию объектива ft=200 мм, составляет 0,545.
Конструктивные параметры заявляемого инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием от 50 до 200 мм для области спектра 8,0-12,0 мкм с расположением линз для фокусного расстояния 200 мм представлены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||
Компонент № | Линза № | Значение радиуса сферической поверхности, мм | Толщина по оси, мм | Материал |
I | 1 | r1=111,69 | d1=8 | Германий |
r2=160,32 | ||||
d2=68,1 | ||||
II | 2 | r3=174,58 | d3=3 | ZnSe |
r4=106,4 | ||||
d4=8 | ||||
3 | r5=-192,2907*) | d5=3 | Германий | |
r6=98,17 | ||||
d6=15,7 | ||||
III | 4 | r7=377,6 | d7=3 | Германий |
r8=-325,1 | ||||
d8=28,7 | ||||
IV | 5 | r9=170,22 | d9=3 | Германий |
r10=1527,6 | ||||
d10=7 | ||||
6 | r11=-20,32 | d11=3 | Германий | |
r12=-22,59 | ||||
*) Асферическая поверхность вида: | ||||
y2+z2=-384,5815 х+27,9033 х2. |
Объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием работает следующим образом: параллельный пучок лучей инфракрасного излучения проходит через все линзы объектива, преломляясь на каждой поверхности в соответствии с радиусами и материалами линз и фокусируется на оптической оси в фокальной плоскости. Диаметр пучка определяется диаметром апертурной диафрагмы, расположенной на первой поверхности линзы 5. Наклонные пучки лучей также проходят через все линзы объектива и фокусируются соответственно в другой точке фокальной плоскости. Изменение фокусного расстояния объектива производится путем перемещения вдоль оптической оси объектива компонентов II и III. Компоненты II и III перемещаются каждый по своему закону. Значения переменных воздушных промежутков d2, d6 и d8 для трех значений фокусных расстояний объектива приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||
Фокусное расстояние объектива, мм | d2, мм | d6, мм | d8, мм |
200 | 68,1 | 15,7 | 28,7 |
100 | 56,8 | 50,3 | 5,4 |
50 | 50,8 | 54,3 | 7,4 |
Из таблицы видно, что отношение максимального значения фокусного расстояния к минимальному m=4.
При заявляемом конструктивном исполнении длина объектива 196,5 мм и не превышает максимальное фокусное расстояние больше чем в 0,98 раза.
Расчетные значения концентрации энергии в пятне заданного диаметра 50 мкм, характеризующие качество изображения, представлены в таблице 3 для трех значений фокусных расстояний заявляемого объектива и объектива, взятого за прототип.
Таблица 3 | ||||||
Параметр | Заявляемый объектив | Объектив-прототип | ||||
Фокусное расстояние, мм | 50 | 100 | 200 | 50 | 100 | 200 |
Концентрация энергии, % | 80 | 82 | 81 | 74 | 81 | 83 |
Таким образом, выполнение инфракрасного объектива с плавно изменяющимся фокусным расстоянием в соответствии с формулой заявляемых материалов позволяет уменьшить длину инфракрасного объектива относительно его максимального фокусного расстояния при сохранении достаточно высокого качества изображения.
Claims (1)
- Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием, содержащий последовательно расположенные неподвижный первый компонент в виде положительной выпукло-вогнутой линзы, подвижный второй компонент, состоящий из первой отрицательной выпукло-вогнутой линзы и второй отрицательной линзы, подвижный третий компонент и неподвижный последний компонент, содержащий первую положительную выпукло-вогнутую линзу и вторую линзу, отличающийся тем, что во втором компоненте вторая линза выполнена двояковогнутой, третий компонент выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, в последнем компоненте вторая линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, при этом фокусное расстояние f1 первого компонента выбирается в зависимости от максимального фокусного расстояния инфракрасного объектива следующим:
f1=(oт 0,545 до 0,8)ft,
где f1 - фокусное расстояние первого компонента;
ft - максимальное фокусное расстояние объектива.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144813/28A RU2442196C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144813/28A RU2442196C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2442196C1 true RU2442196C1 (ru) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010144813/28A RU2442196C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2442196C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538067C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-01-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | Светосильный объектив с изменяемой величиной поля зрения для тепловизора (варианты) |
RU2541420C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
RU2802801C1 (ru) * | 2022-12-13 | 2023-09-04 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Объектив для коротковолнового инфракрасного диапазона спектра |
-
2010
- 2010-11-01 RU RU2010144813/28A patent/RU2442196C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538067C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-01-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | Светосильный объектив с изменяемой величиной поля зрения для тепловизора (варианты) |
RU2541420C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
RU2802801C1 (ru) * | 2022-12-13 | 2023-09-04 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Объектив для коротковолнового инфракрасного диапазона спектра |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2481602C1 (ru) | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием | |
US8147096B2 (en) | Lighting fixture zoom device, and lighting fixture comprising said zoom device | |
JP2012242766A5 (ru) | ||
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU2442196C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2451312C1 (ru) | Объектив | |
JP2021026063A (ja) | 撮像レンズ | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU104331U1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2299454C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU162318U1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU162339U1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU113375U1 (ru) | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием | |
RU2321873C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU60740U1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2310217C2 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2331909C1 (ru) | Объектив для ближней ик-области спектра | |
JP2012053260A (ja) | マクロレンズ | |
RU2545064C2 (ru) | Вариообъектив | |
RU2299455C2 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU139664U1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU70584U1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU126479U1 (ru) | Светосильный объектив | |
CN110794559B (zh) | 一种大远摄比红外连续变焦光学系统 | |
CN111856737B (zh) | 一种双光子光场计算显微物镜 |