RU2567126C1

RU2567126C1 - Infrared imaging device

Info

Publication number: RU2567126C1
Application number: RU2014152290/28A
Authority: RU
Inventors: Виллен Арнольдович Балоев; Владимир Петрович Иванов; Сергей Владимирович Рагинов; Ирина Анатольевна Скочилова; Дина Нургазизовна Шарифуллина
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-11-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device consists of a lens, a radiation detector array with a cooled diaphragm, an information processing unit, a positioning unit, a stabilisation unit and a calibration unit. The lens consists of, arranged in series along an optical axis, a first and a second lens group, a flat mirror, a stabilising lens and a third lens group. An intermediate image is formed between the flat mirror and the stabilising lens. The information processing unit, controlled by the calibration unit, corrects the inhomogeneity of parameters of photosensitive cells of the detector array and outputs the corrected image on a monitor screen. The positioning unit moves the first lens of the second group along the optical axis to switch viewing fields of the device. The stabilisation unit moves the stabilising lens perpendicular to the optical axis to stabilise the axis of sight and calibrates the device without losing the image of the object.

EFFECT: high reliability and accuracy of detecting a target and determining coordinates of said target.

2 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано при создании тепловизионных приборов с охлаждаемыми матричными приемниками излучения.The invention relates to infrared optical systems and can be used to create thermal imaging devices with cooled matrix radiation detectors.

Известна оптическая система для тепловизионных приборов (см. патент RU 2449328 Α1, ΜΠΚ⁷ G02B 13/14, 23/12, опубл. 27.04.2012 г.), содержащая входной и проекционный объективы, между которыми формируется промежуточное изображение, и матричный приемник излучения с охлаждаемой диафрагмой. Система имеет следующие характеристики: спектральный диапазон работы 3…5 мкм, фокусное расстояние 60 мм, относительное отверстие 1:3, угловое поле зрения 5,76°×4,32°. Система снабжена расфокусирующим элементом, установленным с возможностью ввода-вывода его в оптический тракт. С помощью этого элемента осуществляется необходимая при работе инфракрасных систем коррекция неоднородности параметров фоточувствительных элементов приемника излучения (калибровка).Known optical system for thermal imaging devices (see. Patent RU 2449328 Α1, ΜΠΚ ⁷ G02B 13/14, 23/12, publ. 27.04.2012 g) comprising an input and projection lenses, between which the intermediate image is formed, and the matrix radiation receiver with a cooled diaphragm. The system has the following characteristics: a spectral range of 3 ... 5 μm, a focal length of 60 mm, a relative aperture of 1: 3, an angular field of view of 5.76 ° × 4.32 °. The system is equipped with a defocusing element installed with the possibility of input-output it into the optical path. With the help of this element, the correction of the heterogeneity of the parameters of the photosensitive elements of the radiation receiver (calibration) is necessary for the operation of infrared systems.

Недостатками системы являются работа в одном поле зрения, малое относительное отверстие, потеря изображения объекта (цели) при калибровке в результате полной его расфокусировки.The disadvantages of the system are work in one field of view, a small relative aperture, loss of image of an object (target) during calibration as a result of its complete defocusing.

Также известна инфракрасная система (см. патент RU 2378788 C2, МПК⁷ G02B 26/10, Η04Ν 5/33, опубл. 10.01.2010 г.), содержащая входной и проекционный объективы, между которыми формируется промежуточное изображение, два плоских зеркала и матричный приемник излучения с охлаждаемой диафрагмой. В систему введена система эталонного излучения, предназначенная для калибровки и содержащая источник эталонного излучения, конденсор и плоское зеркало, установленное с возможностью ввода-вывода в оптический тракт. Система имеет следующие характеристики: спектральный диапазон работы 7,5…11 мкм, фокусное расстояние 102 мм, относительное отверстие 1:1,1.An infrared system is also known (see patent RU 2378788 C2, IPC ⁷ G02B 26/10, Η04Ν 5/33, published January 10, 2010) containing an input and projection lenses between which an intermediate image is formed, two flat mirrors and a matrix radiation detector with a cooled diaphragm. A reference radiation system designed for calibration and containing a reference radiation source, a condenser and a flat mirror installed with the possibility of input-output into the optical path is introduced into the system. The system has the following characteristics: a spectral range of 7.5 ... 11 microns, a focal length of 102 mm, a relative aperture of 1: 1.1.

Недостатками этой системы являются работа в одном поле зрения, потеря изображения объекта при калибровке в результате перекрывания потока излучения от объекта.The disadvantages of this system are the work in one field of view, the loss of the image of the object during calibration as a result of blocking the radiation flux from the object.

Наиболее близким по технической сущности и по количеству совпадающих признаков к заявляемому устройству является оптическое многофокальное устройство формирования изображения с ИК-калибровкой (см. патент FR 2928462 Α1, МПК⁷ G02B 13/14, 15/16, H04N 5/235 публ. 11.09.2009 г.), состоящее из инфракрасного объектива с переменным фокусным расстоянием, матричного приемника излучения с охлаждаемой диафрагмой, блока обработки информации, блока позиционирования и блока калибровки, управляющего блоками обработки информации и позиционирования. Объектив содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси первую группу линз, состоящую из первой положительной выпукло-вогнутой линзы и второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы, вторую группу линз, состоящую из первой отрицательной двояковогнутой линзы (вариатора) и второй положительной двояковыпуклой линзы (компенсатора), одна из поверхностей которой выполнена асферической, плоское зеркало, установленное под углом к оптической оси, и третью группу линз, состоящую из первой положительной вогнуто-выпуклой линзы, второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы и третьей положительной выпукло-вогнутой линзы. Фокусное расстояние объектива может изменяться как дискретно, так и плавно за счет перемещения вариатора и компенсатора под управлением блока позиционирования, причем компенсатор служит для устранения сдвига плоскости изображения при изменении фокусного расстояния. Максимальное фокусное расстояние объектива f′_max=135 мм, минимальное - f′_min=25 мм, кратность изменения M=f′_max/f′_min=5,4. Между компенсатором и плоским зеркалом формируется плоскость промежуточного изображения, перенос которого в плоскость чувствительных элементов осуществляется третьей группой линз. Объектив предназначен для работы в спектральном диапазоне 3…5 мкм, с относительным отверстием 1:3 (диаметр входного зрачка при максимальном фокусном расстоянии 45 мм). Формат матрицы приемника излучения 384×288 элементов с шагом 15 мкм (линейное поле зрения при этом 5,76×4,32 мм). Апертурная диафрагма объектива совмещена с охлаждаемой диафрагмой приемника излучения, расположенной на расстоянии 10 мм от плоскости фоточувствительных элементов.The closest in technical essence and in the number of matching features to the claimed device is an optical multifocal imaging device with IR calibration (see patent FR 2928462 No. 1, IPC ⁷ G02B 13/14, 15/16, H04N 5/235 publ. 11.09. 2009), consisting of an infrared lens with a variable focal length, a matrix radiation detector with a cooled diaphragm, an information processing unit, a positioning unit and a calibration unit that controls information processing and positioning units. The lens contains a first group of lenses consistently arranged along the optical axis, consisting of a first positive convex-concave lens and a second negative convex-concave lens, a second group of lenses, consisting of a first negative biconcave lens (variator) and a second positive biconvex lens (compensator), one the surfaces of which are aspherical, a flat mirror mounted at an angle to the optical axis, and a third group of lenses, consisting of the first positive concave-convex lens, the second a negative convex-concave lens and a third positive convex-concave lens. The focal length of the lens can vary both discretely and smoothly due to the movement of the variator and the compensator under the control of the positioning unit, and the compensator serves to eliminate the shift of the image plane when changing the focal length. The maximum focal length of the lens is f ′ _max = 135 mm, the minimum is f ′ _min = 25 mm, and the multiplicity of change is M = f ′ _max / f ′ _min = 5.4. Between the compensator and the flat mirror, a plane of the intermediate image is formed, the transfer of which to the plane of the sensitive elements is carried out by the third group of lenses. The lens is designed to operate in the spectral range of 3 ... 5 μm, with a relative aperture of 1: 3 (the diameter of the entrance pupil at a maximum focal length of 45 mm). The matrix format of the radiation receiver is 384 × 288 elements in increments of 15 μm (the linear field of view is 5.76 × 4.32 mm). The aperture diaphragm of the lens is combined with a cooled diaphragm of the radiation receiver located at a distance of 10 mm from the plane of the photosensitive elements.

В описанном устройстве предусмотрена калибровка, которая осуществляется с помощью второй группы линз, установленных в положении, обеспечивающем полную расфокусировку изображения от бесконечно удаленного объекта. В блоке обработки информации вычисляются корректирующие поправки для каждого элемента матричного приемника излучения. В режиме визуализации, при котором излучение фокусируется с формированием изображения в плоскости фоточувствительных элементов приемника излучения, сигнал от каждого элемента изменяется с учетом корректирующих поправок. Скорректированное изображение поступает на устройство отображения (монитор).The described device provides calibration, which is carried out using the second group of lenses installed in a position that provides full defocusing of the image from an infinitely distant object. In the information processing unit, correction corrections are calculated for each element of the matrix radiation receiver. In the visualization mode, in which the radiation is focused with the formation of an image in the plane of the photosensitive elements of the radiation receiver, the signal from each element is changed taking into account corrective corrections. The corrected image is sent to the display device (monitor).

Недостатками описанного устройства являются небольшая величина максимального фокусного расстояния, малое относительное отверстие и небольшое линейное поле зрения, а также потеря изображения цели при калибровке в результате полной его расфокусировки и отсутствие компенсации ухода (стабилизации) оси визирования при изменении фокусного расстояния и температуры, что влияет на точность обнаружения цели и определения ее координат.The disadvantages of the described device are the small maximum focal length, a small relative aperture and a small linear field of view, as well as the loss of the target image during calibration as a result of its complete defocusing and the lack of compensation for the axis of sight (stabilization) when changing the focal length and temperature, which affects accuracy of target detection and determination of its coordinates.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и точности обнаружения цели и определения ее координат за счет увеличения фокусного расстояния, относительного отверстия и линейного поля зрения, а также обеспечения сохранения изображения объекта при калибровке и стабилизации оси визирования.The problem to which the invention is directed is to increase the reliability and accuracy of target detection and determining its coordinates by increasing the focal length, relative aperture and linear field of view, as well as ensuring the preservation of the image of the object during calibration and stabilization of the axis of sight.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве формирования инфракрасного изображения, состоящем из объектива, содержащего последовательно расположенные вдоль оптической оси первую группу линз из первой положительной и второй отрицательной выпукло-вогнутых линз, вторую группу линз из первой отрицательной двояковогнутой линзы, установленной с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и второй положительной двояковыпуклой асферической линзы, плоское зеркало, установленное под углом к оптической оси, и третью группу линз из первой положительной, второй отрицательной выпукло-вогнутой и третьей положительной линз, при этом первая и вторая группы линз формируют промежуточное изображение в пространстве за плоским зеркалом, матричного приемника излучения с охлаждаемой диафрагмой, блока обработки информации, блока позиционирования, управляющего первой линзой второй группы, и блока калибровки, управляющего блоком обработки информации, введен блок стабилизации, управляемый блоком калибровки, блок позиционирования управляется блоком обработки информации, в объективе первая линза второй группы выполнена асферической, в пространстве между плоскостью промежуточного изображения и первой линзой третьей группы дополнительно введена стабилизирующая положительная вогнуто-выпуклая линза, установленная с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси и управляемая блоком стабилизации, а в третьей группе линз первая линза выполнена выпукло-вогнутой, вторая линза выполнена асферической, третья линза выполнена двояковыпуклой.The problem is solved due to the fact that in the device for forming an infrared image, consisting of a lens containing in series successively the first group of lenses from the first positive and second negative convex-concave lenses, the second group of lenses from the first negative biconcave lens, installed with the possibility displacement along the optical axis, and the second positive biconvex aspherical lens, a flat mirror mounted at an angle to the optical axis, and the third group lenses from the first positive, second negative convex-concave and third positive lenses, while the first and second groups of lenses form an intermediate image in space behind a flat mirror, a matrix radiation detector with a cooled diaphragm, an information processing unit, a positioning unit controlling the first lens of the second group , and the calibration unit controlling the information processing unit, the stabilization unit controlled by the calibration unit is introduced, the positioning unit is controlled by the information processing unit ii, in the lens, the first lens of the second group is aspherical, in the space between the plane of the intermediate image and the first lens of the third group, a stabilizing positive concave-convex lens is added, mounted to move perpendicular to the optical axis and controlled by the stabilization unit, and in the third group of lenses the first lens made convex-concave, the second lens is aspherical, the third lens is biconvex.

На фигуре 1 представлена схема устройства формирования инфракрасного изображения.The figure 1 presents a diagram of a device for forming an infrared image.

На фигуре 2 представлена оптическая схема объектива устройства формирования инфракрасного изображения с ходом лучей, соответствующим узкому полю зрения (а) и соответствующим широкому полю зрения (б).The figure 2 presents the optical diagram of the lens of the device for forming an infrared image with the path of the rays corresponding to a narrow field of view (a) and corresponding to a wide field of view (b).

Устройство состоит из объектива, содержащего последовательно расположенные вдоль оптической оси первую группу линз I из первой положительной выпукло-вогнутой линзы 1 и второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы 2, вторую группу линз II из первой отрицательной двояковогнутой линзы 3, первая поверхность которой выполнена асферической, установленной с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и второй положительной двояковыпуклой линзы 4, одна из поверхностей которой выполнена асферической, установленной стационарно на оптической оси, плоское зеркало 5, установленное под углом к оптической оси, стабилизирующую положительную вогнуто-выпуклую линзу 6, установленную с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси, третью группу линз III из первой положительной выпукло-вогнутой линзы 7, второй отрицательной выпукло-вогнутой линзы 8, первая поверхность которой выполнена асферической, и третьей двояковыпуклой линзы 9, матричного приемника излучения 10 с охлаждаемой диафрагмой 11, соединенного с блоком обработки информации 12, блока позиционирования 13, осуществляющего перемещение линзы 3 вдоль оптической оси, блока стабилизации 14, осуществляющего перемещение стабилизирующей линзы 6 перпендикулярно оптической оси, и блока калибровки 15. В пространстве между плоским зеркалом 5 и стабилизирующей линзой 6 формируется промежуточное изображение, которое стабилизирующей линзой 6 и линзами 7-9 третьей группы III переносится в плоскость фоточувствительных элементов приемника излучения 10, при этом апертурная диафрагма объектива совмещена с его охлаждаемой диафрагмой 11 и расположена на расстоянии ≈20 мм от плоскости фоточувствительных элементов. Блок калибровки 15 управляет блоками обработки информации 12 и стабилизации 14. Блок обработки информации 12 управляет блоком позиционирования 13. Дополнительно показано плоское зеркало 16, установленное между стабилизирующей линзой 6 и первой линзой 7 третьей группы III и изменяющее направление оптической оси с целью обеспечения компактности устройства, и монитор 17, на экране которого наблюдается сформированное изображение, присоединенный к выходу блока обработки информации 12.The device consists of a lens containing in series the first group of lenses I from the first positive convex-concave lens 1 and the second negative convex-concave lens 2, the second group of lenses II from the first negative biconcave lens 3, the first surface of which is aspherical, mounted with the possibility of movement along the optical axis, and the second positive biconvex lens 4, one of the surfaces of which is made aspherical, mounted stationary on the optical si, a flat mirror 5, mounted at an angle to the optical axis, stabilizing the positive concave-convex lens 6, mounted to move perpendicular to the optical axis, the third group of lenses III from the first positive convex-concave lens 7, the second negative convex-concave lens 8, the first surface of which is made of an aspherical, and third biconvex lens 9, a matrix radiation detector 10 with a cooled diaphragm 11 connected to the information processing unit 12, the positioning unit 13, its movement of the lens 3 along the optical axis, the stabilization unit 14, which moves the stabilizing lens 6 perpendicular to the optical axis, and the calibration unit 15. An intermediate image is formed in the space between the flat mirror 5 and the stabilizing lens 6, which is the stabilizing lens 6 and the third lenses 7-9 of group III is transferred to the plane of the photosensitive elements of the radiation receiver 10, while the aperture lens aperture is combined with its cooled aperture 11 and is located at a distance of ≈20 mm from the plane speed of photosensitive elements. The calibration unit 15 controls the information processing units 12 and stabilization 14. The information processing unit 12 controls the positioning unit 13. In addition, a flat mirror 16 is mounted between the stabilizing lens 6 and the first lens 7 of the third group III and changing the direction of the optical axis in order to ensure compactness of the device, and a monitor 17, on the screen of which a formed image is observed, connected to the output of the information processing unit 12.

Блок обработки информации 12 и блок калибровки 15 могут быть выполнены на основе микропроцессоров типа цифрового сигнального процессора TMS320 DM642 или подобного и микросхем памяти, обеспечивающих осуществление связей с блоками позиционирования 13 и стабилизации 14, электронную обработку сигнала и вывод его на экран монитора 17. В блок калибровки 15 также может входить датчик температур, данные с которого учитываются при стабилизации оси визирования. Блок позиционирования 13 может быть выполнен в виде шагового двигателя, осуществляющего перемещение линзы 3 вдоль оптической оси. Блок стабилизации 14 может быть выполнен в виде двух шаговых двигателей, осуществляющих перемещение стабилизирующей линзы 6 в двух взаимно-перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оптической оси.The information processing unit 12 and the calibration unit 15 can be made on the basis of microprocessors such as a digital signal processor TMS320 DM642 or the like and memory chips that provide communications with the positioning units 13 and stabilization 14, electronic signal processing and its output to the monitor screen 17. In the block calibration 15 may also include a temperature sensor, the data from which are taken into account when stabilizing the axis of sight. The positioning unit 13 can be made in the form of a stepper motor, moving the lens 3 along the optical axis. The stabilization unit 14 can be made in the form of two stepper motors moving the stabilizing lens 6 in two mutually perpendicular directions in a plane perpendicular to the optical axis.

Конструктивные параметры объектива приведены в таблице 1.The design parameters of the lens are shown in table 1.

В таблице 2 приведены значения переменных воздушных промежутков для двух полей зрения объектива.Table 2 shows the values of the variable air gaps for the two fields of view of the lens.

При сравнении характеристик объектива, приведенных в таблице 3, с аналогичными характеристиками прототипа видно, что относительное отверстие увеличено в 1,34 раза, максимальное фокусное расстояние - в 2,4 раза, а линейное поле зрения - в 1,7 раза. Это достигается выбором формы линз 7, 8, 9 третьей группы III, введением асферических поверхностей на линзах 3, 8 второй II и третьей групп III и выбором положения апертурной диафрагмы объектива относительно плоскости фоточувствительных элементов.When comparing the characteristics of the lens shown in table 3 with the similar characteristics of the prototype, it is seen that the relative aperture is increased 1.34 times, the maximum focal length is 2.4 times, and the linear field of view is 1.7 times. This is achieved by choosing the shape of the lenses 7, 8, 9 of the third group III, introducing aspherical surfaces on the lenses 3, 8 of the second II and third groups III and choosing the position of the aperture diaphragm of the lens relative to the plane of the photosensitive elements.

Введение стабилизирующей линзы 6, управляемой блоком стабилизации 14, позволяет выполнить калибровку устройства с сохранением изображения объекта, в связи с тем что она осуществляется смещением изображения относительно исходного положения на определенное количество элементов вверх-вниз и вправо-влево. Кроме того, перемещение стабилизирующей линзы 6 позволяет компенсировать уход оси визирования в пределах ±0,7 мрад в узком поле зрения с сохранением качества изображения, что обеспечивает ее стабилизацию при работе устройства.The introduction of a stabilizing lens 6, controlled by the stabilization unit 14, allows you to calibrate the device while maintaining the image of the object, due to the fact that it is carried out by shifting the image relative to the starting position by a certain number of elements up-down and left-right. In addition, the movement of the stabilizing lens 6 allows you to compensate for the departure of the axis of sight within ± 0.7 mrad in a narrow field of view while maintaining image quality, which ensures its stabilization during operation of the device.

Устройство для формирования инфракрасного изображения работает следующим образом. Инфракрасное излучение от бесконечно удаленного объекта попадает в объектив, где проходит через линзы 1-4 первой I и второй II линзовых групп, отражается от плоского зеркала 5 и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзу 6, отражается от плоского зеркала 16, проходит через линзы 7-9 третьей группы линз III и фокусируется в плоскости фоточувствительных элементов матричного приемника излучения 10, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации 12.A device for forming an infrared image operates as follows. Infrared radiation from an infinitely distant object enters the lens, where it passes through lenses 1-4 of the first I and second II lens groups, is reflected from a flat mirror 5 and focused in the plane of the intermediate image, then passes through lens 6, is reflected from a flat mirror 16, passes through the lenses 7-9 of the third group of lenses III and focuses in the plane of the photosensitive elements of the matrix radiation detector 10, the output signals from which are fed to the information processing unit 12.

При перемещении линзы 3, управляемой блоком позиционирования 13, вдоль оптической оси происходит переключение полей зрения. Перемещение осуществляется в соответствии с приведенными в таблице 2 значениями переменных воздушных промежутков, при этом положение плоскости промежуточного изображения остается неизменным. Диаметр пучка излучения определяется диаметром охлаждаемой диафрагмы 11.When moving the lens 3, controlled by the positioning unit 13, along the optical axis, the field of view switches. The movement is carried out in accordance with the values of the variable air gaps given in table 2, while the position of the plane of the intermediate image remains unchanged. The diameter of the radiation beam is determined by the diameter of the cooled diaphragm 11.

Функции калибровки и стабилизации оси визирования выполняются стабилизирующей линзой 6, управляемой блоком стабилизации 14. В блок стабилизации 14 поступают команды от блока калибровки 15, в соответствии с которыми осуществляется перемещение линзы 6 перпендикулярно оптической оси.The calibration and stabilization functions of the axis of sight are performed by a stabilizing lens 6 controlled by the stabilization unit 14. The stabilization unit 14 receives commands from the calibration unit 15, in accordance with which the lens 6 is moved perpendicular to the optical axis.

При калибровке в плоскости фоточувствительных элементов приемника излучения 10 происходит смещение изображения относительно исходного положения на определенное количество элементов вверх-вниз и вправо-влево. Выходные сигналы с матричного приемника излучения 10 поступают в блок обработки информации 12, где вычисляются корректирующие поправки для каждого элемента. Функция калибровки может осуществляться как в узком поле зрения, так и в широком.When calibrating in the plane of the photosensitive elements of the radiation receiver 10, the image is shifted relative to the starting position by a certain number of elements up-down and left-right. The output signals from the radiation matrix detector 10 enter the information processing unit 12, where the correction corrections for each element are calculated. The calibration function can be carried out both in a narrow field of view and in a wide one.

Для стабилизации оси визирования линза 6 смещается на величину, необходимую для компенсации ухода оси, вызванного изменениями температуры окружающей среды, как в узком поле зрения, так и в широком. Эту функцию можно также использовать для согласования оси визирования устройства при его работе в составе другого изделия.To stabilize the axis of sight, lens 6 is shifted by the amount necessary to compensate for the axis drift caused by changes in ambient temperature, both in a narrow field of view and in a wide field. This function can also be used to coordinate the axis of sight of the device when it is part of another product.

Блок обработки информации 12 служит для управления блоком позиционирования 13, вычисления корректирующих поправок под управлением блока калибровки 15, учета их при формировании изображения и вывода скорректированного изображения на экран монитора 17.The information processing unit 12 is used to control the positioning unit 13, calculate corrective corrections under the control of the calibration unit 15, take them into account when forming the image, and display the corrected image on the monitor screen 17.

Таким образом, выполнение устройства для формирования инфракрасного изображения в соответствии с предлагаемым техническим решением позволяет увеличить фокусное расстояние, относительное отверстие и линейное поле зрение объектива, что одновременно с возможностью осуществления калибровки без потери изображения и стабилизации оси визирования обеспечивает повышение надежности и точности обнаружения объекта и определения его координат.Thus, the implementation of the device for forming an infrared image in accordance with the proposed technical solution allows to increase the focal length, relative aperture and linear field of view of the lens, which simultaneously with the possibility of calibration without image loss and stabilization of the axis of sight provides increased reliability and accuracy of object detection and determination its coordinates.

Claims

An infrared image forming apparatus consisting of a lens comprising a first group of lenses from a first positive and a second negative convex-concave lens, a second group of lenses from a first negative biconcave lens mounted to move along the optical axis, and a second positive biconvex, sequentially arranged along the optical axis aspherical lens, a flat mirror mounted at an angle to the optical axis, and a third group of lenses from the first positive, the second negative convex-concave and third positive lenses, while the first and second groups of lenses form an intermediate image in space behind a flat mirror, a matrix radiation detector with a cooled diaphragm, an information processing unit, a positioning unit controlling the first lens of the second group, and a calibration unit controlling information processing unit, characterized in that the stabilization unit is introduced, controlled by the calibration unit, the positioning unit is controlled by the information processing unit, the first lens in the lens and the second group is made aspherical, in the space between the plane of the intermediate image and the first lens of the third group, a stabilizing positive concave-convex lens is added, mounted with the ability to move perpendicular to the optical axis and controlled by the stabilization unit, and in the third group of lenses the first lens is made convex-concave, the second lens is aspherical; the third lens is biconvex.