RU2517760C1 - Объектив коллиматора - Google Patents
Объектив коллиматора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517760C1 RU2517760C1 RU2012154842/28A RU2012154842A RU2517760C1 RU 2517760 C1 RU2517760 C1 RU 2517760C1 RU 2012154842/28 A RU2012154842/28 A RU 2012154842/28A RU 2012154842 A RU2012154842 A RU 2012154842A RU 2517760 C1 RU2517760 C1 RU 2517760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- mirror
- plane
- objects
- image
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам коллиматора, работающим в среднем ИК-диапазоне длин волн (для спектрального диапазона от 3 до 5 мкм), и может быть использовано в тепловизионных коллиматорах или в приемных тепловизионных объективах (в обратном ходе лучей) в различных приборах. Объектив коллиматора состоит из трех компонентов, причем первый компонент по ходу лучей выполнен в виде зеркала, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие и расположен он между первым компонентом и плоскостью предметов, и третьего мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между первым компонентом и изображением, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка, а в первом компоненте зеркальное покрытие нанесено на выпуклую поверхность зеркала. Кроме того, радиус сферической оптической отражающей поверхности зеркала первого компонента по модулю равен радиусу выпуклой поверхности третьего компонента. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение фокусного расстояния при упрощенной конструкции, повышенной технологичности и высоком качестве изображения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам коллиматоров, работающим в среднем ИК-диапазоне длин волн (для спектрального диапазона от 3 до 5 мкм), и может быть использовано в тепловизионных коллиматорах или в приемных тепловизионных объективах (в обратном ходе лучей) в различных приборах.
Известна катодиоптрическая система телефотообъектива (патент США №3632190; МПК G02B 17/08; НКИ 350/201; опубл. 1972 г.). Данный объектив может работать в качестве объектива коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей. Лучи идут из плоскости установки, в которой находится тест-объект. В обратном ходе лучей объектив состоит из трех компонентов: первого, выполненного в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, причем периферийная кольцевая зона его выпуклой поверхности имеет зеркальное внутреннее покрытие, а в центральной части отрицательного мениска к нему со стороны изображения последовательно приклеена выпукло-плоская линза и к ней - плоско-вогнутая линза; второго - положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, расположенного за первым компонентом со стороны изображения и имеющего зеркальное внутреннее покрытие со стороны изображения, и третьего - положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного по ходу лучей за вторым компонентом (т.е. со стороны изображения). Однако данный объектив имеет низкое относительное отверстие 1:7 и сложную конструкцию (состоит из пяти линз).
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является катодиоптрическая система (патент США №4264136; МПК G02B 17/08; НКИ 350/444; опубл. 1981 г.). Данный объектив может работать в качестве объектива коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей. При этом лучи идут из плоскости установки, в которой находится тест-объект. При этом объектив, состоящий по ходу лучей из линзового компенсатора, выполненного последовательно из одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линз и трех компонентов, первый из которых - положительный мениск -, обращенный выпуклостью к плоскости предметов и расположенный за двояковогнутой линзой компенсатора со стороны изображения с зеркальным внутренним покрытием вогнутой поверхности со стороны изображения, второй выполнен в виде отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие, и третий - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению и расположенный между первым компонентом и изображением. Все линзы объектива выполнены из оптического стекла. Однако данный объектив имеет недостаточные относительное отверстие 1:4,5; небольшое фокусное расстояние, равное 100 мм, сложную конструкцию (состоит из пяти линз) и недостаточную технологичность, так как два компонента - первый и второй - выполнены в виде менисков с внутренним отражением.
Задача изобретения - создание объектива коллиматора с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение фокусного расстояния при упрощении конструкции и повышении технологичности при высоком качестве изображения.
Это достигается тем, что в объективе коллиматора, состоящем из трех компонентов, причем первый компонент по ходу лучей выполнен в виде зеркала, обращенного выпуклостью к плоскости предметов. Второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие и расположен он между первым компонентом и плоскостью предметов. Третий компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между первым компонентом и изображением. В отличие от известного, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка, а в первом компоненте зеркальное покрытие нанесено на первую выпуклую поверхность зеркала. При этом радиус сферической оптической отражающей поверхности зеркала первого компонента по модулю равен радиусу выпуклой поверхности третьего компонента.
На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива коллиматора.
Объектив коллиматора состоит по ходу лучей из выпуклого зеркала 1 с внешним отражением, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, одиночного отрицательного мениска 2 с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов и расположенного между зеркалом 1 и плоскостью предметов, причем выпуклая поверхность мениска 2 имеет зеркальное внутреннее покрытие, и одиночного положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между зеркалом 1 и изображением. Апертурная диафрагма совпадает с вогнутой поверхностью мениска 2, но может находиться и в другом месте.
Объектив коллиматора работает следующим образом: световой поток, исходящий из плоскости тест-объекта (не показан), проходит через отверстие в центре мениска 2, попадает на выпуклую поверхность зеркала 1, отражается от этой выпуклой поверхности зеркала 1 и идет, расходясь в обратную сторону (в сторону предмета), и попадает на мениск 2, проходит через мениск 2 и отражается от его внутренней выпуклой поверхности и идет опять в обратную сторону (в сторону изображения), попадает на положительный мениск 3, проходит сквозь него и коллимирует в бесконечность.
В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный объектив коллиматора, исправленный в спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.
Конструктивные параметры объектива коллиматора приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||
Радиусы, мм | Толщины, мм | Материал | Показатель преломления для λ=4 мкм | Световой диаметр, мм |
R1=227 | 23 | |||
d1=-70 | 1 | |||
R2=201,4 | 51,7 | |||
d2=-5,3 | ZnSe | 2,4331 | ||
R3=241 | 52,4 | |||
d3=5,3 | ZnSe | 2,4331 | ||
R4=201,4 | 51,7 | |||
d,=86 | 1 | |||
R5=-294,4 | 60 | |||
d5=5,3 | ZnSe | 2,4331 | ||
R6=-227 | 60 | |||
1 |
Характеристики рассчитанного объектива:
фокусное расстояние, f' | 260 мм |
относительное отверстие | 1:4,3 |
угол поля зрения | 1 град 6 мин |
передний фокальный отрезок | -91,47 мм |
диаметр выходного зрачка | 60 мм |
В таблице 2 приведены аберрации для длины волны 4 мкм предложенного объектива коллиматора в обратном ходе лучей при относительном отверстии 1:4,3 и угловом поле в пространстве предметов 2W=1 град 6 мин.
Предлагаемый объектив имеет повышенное относительное отверстие 1:4,3; увеличенное фокусное расстояние 260 мм, упрощенную конструкцию (состоит из трех одиночных элементов) и повышенную технологичность, так как первый компонент объектива выполнен в виде зеркала с внешним отражением. Предлагаемый объектив коллиматора имеет высокое качество изображения, что следует из таблицы 2.
Таблица 2 | |
Вид аберрации | Значение аберраций не более |
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси | 0,00077 мм |
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении | -0,005 мм |
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении | -0,0013 мм |
Меридиональный астигматический отрезок |
-0,0405 мм |
Сагиттальный астигматический отрезок |
-0,0136 мм |
Дисторсия | 0,0098% |
Таким образом, достигнут технический результат - создан объектив коллиматора с повышенным относительным отверстием и увеличенным фокусным расстоянием при упрощенной конструкции и повышенной технологичности при высоком качестве изображения.
Claims (2)
1. Объектив, состоящий из трех компонентов, причем первый компонент по ходу лучей выполнен в виде зеркала, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность выполнена с зеркальным внутренним покрытием и расположен он между первым компонентом и плоскостью предметов, и третьего компонента, выполненного в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между первым компонентом и изображением, отличающийся тем, что второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка, а в первом компоненте зеркальное покрытие нанесено на выпуклую поверхность зеркала.
2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что радиус оптической отражающей поверхности зеркала первого компонента по модулю равен радиусу выпуклой поверхности третьего компонента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154842/28A RU2517760C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Объектив коллиматора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154842/28A RU2517760C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Объектив коллиматора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2517760C1 true RU2517760C1 (ru) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154842/28A RU2517760C1 (ru) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Объектив коллиматора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517760C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168743U1 (ru) * | 2015-09-29 | 2017-02-17 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Коллиматор |
RU2667135C1 (ru) * | 2017-10-06 | 2018-09-14 | Андрей Евгеньевич Спирин | Часы-фонарик |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3632190A (en) * | 1968-09-24 | 1972-01-04 | Nippon Kogaku Kk | Catadioptric telephoto objective lens system |
DE2929678A1 (de) * | 1979-07-21 | 1981-02-05 | Erwin Wiedemann | Lichtstarkes katadioptrisches objektiv |
US4264136A (en) * | 1978-08-25 | 1981-04-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Catadioptric lens system |
RU2112257C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1998-05-27 | Александр Владимирович Медведев | Светосильный зеркально-линзовый объектив |
RU2288493C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-11-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Инфракрасный зеркально-линзовый объектив |
-
2012
- 2012-12-19 RU RU2012154842/28A patent/RU2517760C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3632190A (en) * | 1968-09-24 | 1972-01-04 | Nippon Kogaku Kk | Catadioptric telephoto objective lens system |
US4264136A (en) * | 1978-08-25 | 1981-04-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Catadioptric lens system |
DE2929678A1 (de) * | 1979-07-21 | 1981-02-05 | Erwin Wiedemann | Lichtstarkes katadioptrisches objektiv |
RU2112257C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1998-05-27 | Александр Владимирович Медведев | Светосильный зеркально-линзовый объектив |
RU2288493C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-11-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Инфракрасный зеркально-линзовый объектив |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168743U1 (ru) * | 2015-09-29 | 2017-02-17 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Коллиматор |
RU2667135C1 (ru) * | 2017-10-06 | 2018-09-14 | Андрей Евгеньевич Спирин | Часы-фонарик |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2386155C1 (ru) | Светосильный объектив | |
CN106537193B (zh) | 带有用于矫正可改变的球面像差的矫正单元的显微镜 | |
RU2411555C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2451312C1 (ru) | Объектив | |
RU2517760C1 (ru) | Объектив коллиматора | |
JP2013029654A5 (ru) | ||
RU2348059C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2396581C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU162318U1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU163268U1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU162339U1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU2384868C1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU2316795C1 (ru) | Двухлинзовый объектив | |
RU77457U1 (ru) | Объектив | |
RU2445659C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2281537C1 (ru) | Трехлинзовый телеобъектив | |
RU2331909C1 (ru) | Объектив для ближней ик-области спектра | |
RU142867U1 (ru) | Объектив | |
KR20080082068A (ko) | 헤드마운트 디스플레이의 광학시스템 | |
RU2281536C1 (ru) | Инфракрасный объектив с вынесенным входным зрачком | |
RU2358300C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2302651C1 (ru) | Телеобъектив | |
EP3118663A1 (en) | An optical component for an optical instrument, and methods of use for enhancing an image intensity or spatial resolution | |
RU2820282C1 (ru) | Объектив с вынесенным входным зрачком для ближней ИК-области спектра (варианты) | |
RU2346312C1 (ru) | Светосильный объектив |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20191121 |