RU2543693C1 - Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра - Google Patents
Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543693C1 RU2543693C1 RU2013143708/28A RU2013143708A RU2543693C1 RU 2543693 C1 RU2543693 C1 RU 2543693C1 RU 2013143708/28 A RU2013143708/28 A RU 2013143708/28A RU 2013143708 A RU2013143708 A RU 2013143708A RU 2543693 C1 RU2543693 C1 RU 2543693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- optical
- space
- convex
- plane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Система содержит входной объектив, проекционный объектив, компенсационный элемент и расфокусирующий элемент. Входной объектив строит промежуточное действительное изображение и выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов. Проекционный объектив содержит отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов. Между входным объективом и плоскостью промежуточного действительного изображения введен с возможностью перемещения вдоль оптической оси компенсационный элемент, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов. Расфокусирующий элемент выполнен в виде плоскопараллельной пластины и установлен с возможностью ввода и вывода между компенсационным элементом и плоскостью промежуточного действительного изображения. Технический результат - уменьшение количества оптических элементов, компенсация термооптических и термобарических аберраций без изменения длины оптической системы при сохранении качества изображения за счет изменения формы линз и оптимизации аберраций. 3 ил., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано в качестве оптической системы различных приборов, например оптической системы тепловизионной камеры.
Известна оптическая система, описанная в полезной модели RU №131206, МПК G02B 13/14, опубл. 10.08.2013 г. Оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, причем, во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством. Данная система не обладает достаточным качеством изображения и имеет большое количество линз, что усложняет ее производство.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является оптическая система для тепловизионных приборов, описанная в патенте на изобретение RU №2449328, МПК G02B 3/14, G02B 23/12, опубл. 27.04.2012 г. Данная оптическая система для тепловизионных приборов содержит по ходу лучей входной объектив, строящий промежуточное действительное изображение, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу лучей положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и проекционный объектив, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу лучей отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклой линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения, положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения, положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов. Кроме того оптическая система содержит расфокусирующий элемент, установленный с возможностью ввода и вывода из оптической системы между плоскостью промежуточного действительного изображения и проекционным объективом, и выполненный в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения. Недостатками данной оптической системы являются большое количество оптических элементов, что делает ее нетехнологичной, а также отсутствие элемента, позволяющего производить компенсацию термооптических и термобарических аберраций без изменения длины оптической системы, что ограничивает ее эксплуатационные характеристики.
Задача изобретения - создание оптической тепловизионной системы для средней ИК-области с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - уменьшение количества оптических элементов, обеспечение компенсации термооптических и термобарических аберраций без изменения длины оптической системы при сохранении качества изображения за счет изменения формы линз и оптимизации аберраций.
Это достигается тем, что в оптической тепловизионной системе для средней ИК-области спектра, содержащей по ходу лучей входной объектив, строящий промежуточное действительное изображение, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу лучей положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и проекционный объектив, содержащий последовательно расположенные по ходу лучей отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу и последнюю линзу в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и расфокусирующего элемента, установленного с возможностью ввода и вывода из оптической системы, в отличие от известного проекционный объектив выполнен в виде трех линз, кроме того, введен компенсационный элемент, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, установленного между входным объективом и плоскостью промежуточного действительного изображения с возможностью перемещения вдоль оптической оси, кроме того, расфокусирующий элемент выполнен в виде плоскопараллельной пластины и установлен между компенсационным элементом и плоскостью промежуточного действительного изображения.
На фиг.1 представлена оптическая схема предложенного объектива, на фиг.2 - график функции передачи модуляции, на фиг.3 - график кривизны поля и дисторсии.
Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра (фиг.1) состоит по ходу лучей из входного объектива 1, строящего промежуточное действительное изображение, компенсационного элемента 2, проекционного объектива 3 и расфокусирующего элемента 4. Входной объектив 1 выполненен в виде положительного мениска 5 и отрицательного мениска 6, обращенных выпуклостью к пространству предметов.
Компенсационный элемент 2 выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и установленного между входным объективом 1 и плоскостью промежуточного действительного изображения. Проекционный объектив 3 содержит отрицательный мениск 7, обращенный выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу 8 и положительный мениск 9, обращенный выпуклостью к пространству предметов. Кроме того, в оптическую систему между компенсационным элементом 2 и промежуточным действительным изображением установлен с возможностью ввода и вывода из оптической системы расфокусирующий элемент 4, выполненный в виде плоскопараллельной пластины. Компенсационный элемент 2 имеет возможность перемещения вдоль оптической оси оптической тепловизионной системы.
На фигурах 2, 3 приведены графики функции передачи модуляции и графики аберраций рассчитанной оптической тепловизионной системы.
Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра работает следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, попадает на первую поверхность входного объектива 1, проходит через положительный мениск 5, отрицательный мениск 6, попадает на компенсационный элемент 2, выполненный в виде положительного мениска, и, проходя через него, формирует промежуточное изображение, далее световой поток попадает на первую поверхность проекционного объектива 3, проходит через отрицательный мениск 7, двояковыпуклую линзу 8, положительный мениск 9 и образует изображение предмета в фокальной плоскости оптической тепловизионной системы. При возникновении термооптических и термобарических аберраций в оптической тепловизионной системе они компенсируются путем перемещения компенсационного элемента 2 вдоль оптической оси. Расфокусирующий элемент 4 в виде плоскопараллельной пластины вводится в оптическую систему для размытия изображения и компенсации неоднородности постоянной составляющей сигнала фоточувствительных элементов матрицы тепловизионного прибора.
В соответствии с предложенным решением рассчитана конкретная оптическая система, конструктивные параметры которой приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||
Оптическая сила, мм | Расстояние между линзами, мм | Материал | Световой диаметр, мм |
φ5=0,011 | 11 | кремний | 75 |
φ6=-0,008 | 143 | германий | 64,1 |
φ2=0,005 | 46,65 | германий | 21 |
φ7=-0,034 | 2 | германий | 15,4 |
φ8=0,073 | 0,5 | кремний | 17,8 |
φ9=0,023 | кремний | 16,6 |
Характеристики рассчитанной оптической тепловизионной системы для средней ИК-области: фокусное расстояние f'=289,9 мм, относительное отверстие 1:4, угол поля зрения 2ω=2,43.
Предлагаемая оптическая тепловизионная система для средней ИК-области имеет высокое качество изображения, что подтверждается графиком функции передачи модуляции (фиг.2) - коэффициент передачи модуляции в спектральном диапазоне от 3,7 до 4,8 мкм на 30 ин/мм составляет не менее 0,37 для оси и не менее 0,27 для края поля зрения, графиком кривизны поля и дисторсии (фиг.3) - астигматизм не более 0,13 мм, дисторсия не более 2,1%.
Таким образом, достигнут технический результат - создана оптическая тепловизионная система для средней ИК-области с уменьшенным количеством оптических элементов, обеспечена компенсация термооптических и термобарических аберраций без изменения длины оптической системы, при этом система имеет высокое качество изображения.
Claims (1)
- Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра, содержащая по ходу лучей входной объектив, строящий промежуточное действительное изображение, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу лучей положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и проекционный объектив, содержащий последовательно расположенные по ходу лучей отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу и последнюю линзу в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и расфокусирующий элемент, установленный с возможностью ввода и вывода из оптической системы, отличающаяся тем, что проекционный объектив выполнен в виде трех линз, кроме того, введен компенсационный элемент, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, установленного между входным объективом и плоскостью промежуточного действительного изображения с возможностью перемещения вдоль оптической оси, кроме того расфокусирующий элемент выполнен в виде плоскопараллельной пластины и установлен между компенсационным элементом и плоскостью промежуточного действительного изображения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143708/28A RU2543693C1 (ru) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143708/28A RU2543693C1 (ru) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543693C1 true RU2543693C1 (ru) | 2015-03-10 |
RU2013143708A RU2013143708A (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53282300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013143708/28A RU2543693C1 (ru) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543693C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592707C1 (ru) * | 2015-07-14 | 2016-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
RU2614167C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
RU2621366C1 (ru) * | 2016-01-29 | 2017-06-02 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Компактный объектив среднего ик диапазона |
RU2662022C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-07-23 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Светосильный объектив |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007264191A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nikon Corp | 赤外光学系 |
RU2338227C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2008-11-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Комета" | Оптическая система для ик-области спектра (варианты) |
RU2449328C1 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) | Оптическая система для тепловизионных приборов |
CN102621669A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 用于红外中波探测器的小型光学系统 |
RU131206U1 (ru) * | 2013-04-03 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО "ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
-
2013
- 2013-09-30 RU RU2013143708/28A patent/RU2543693C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007264191A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nikon Corp | 赤外光学系 |
RU2338227C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2008-11-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Комета" | Оптическая система для ик-области спектра (варианты) |
RU2449328C1 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) | Оптическая система для тепловизионных приборов |
CN102621669A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 用于红外中波探测器的小型光学系统 |
RU131206U1 (ru) * | 2013-04-03 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО "ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592707C1 (ru) * | 2015-07-14 | 2016-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
RU2621366C1 (ru) * | 2016-01-29 | 2017-06-02 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Компактный объектив среднего ик диапазона |
RU2614167C1 (ru) * | 2016-03-01 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора |
RU2662022C1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-07-23 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Светосильный объектив |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013143708A (ru) | 2015-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
KR20170016714A (ko) | 촬상렌즈 | |
CN103823294B (zh) | 具有超长焦距的连续变焦中波红外光学系统 | |
RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
RU2611100C1 (ru) | Светосильный объектив | |
CN105319669B (zh) | 一种双波段红外光学系统 | |
CN101980067A (zh) | 采用双光楔调焦的红外光学系统 | |
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
RU2570062C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2578661C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2723338C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
RU2678957C1 (ru) | Широкоугольный светосильный инфракрасный объектив | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU134671U1 (ru) | Светосильный объектив для ик-области спектра | |
CN201876608U (zh) | 一种采用双光楔调焦的红外光学系统 | |
RU2403598C1 (ru) | Светосильный объектив для тепловизора | |
RU2628372C1 (ru) | Широкоугольный объектив | |
RU2586273C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2722623C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2567444C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
RU2726262C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой | |
RU208293U1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2635810C1 (ru) | Фотографический объектив |