RU2603449C1 - Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения - Google Patents
Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603449C1 RU2603449C1 RU2015141174/28A RU2015141174A RU2603449C1 RU 2603449 C1 RU2603449 C1 RU 2603449C1 RU 2015141174/28 A RU2015141174/28 A RU 2015141174/28A RU 2015141174 A RU2015141174 A RU 2015141174A RU 2603449 C1 RU2603449 C1 RU 2603449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- positive
- concave
- convex
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001931 thermography Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 101000623895 Bos taurus Mucin-15 Proteins 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N heptasodium;tungsten;nonatriacontahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W] RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Оптическая система тепловизионного прибора состоит из расположенных вдоль оптической оси неподвижного первого компонента, содержащего первую отрицательную, вторую положительную и третью отрицательную выпукло-вогнутые линзы, подвижного второго компонента, содержащего первую отрицательную, вторую положительную и третью положительную вогнуто-выпуклые линзы, неподвижного третьего компонента, содержащего первую положительную вогнуто-выпуклую линзу, вторую отрицательную выпукло-вогнутую линзу и третью положительную двояковыпуклую линзу, и фотоприемного устройства с охлаждаемой диафрагмой. Подвижный второй компонент установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт. Технический результат - увеличение фокусного расстояния при сохранении значения коэффициента телеукорочения и качества изображения. 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано при создании тепловизионных приборов различного назначения с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами.
Известна инфракрасная система с двумя полями зрения (см. патент CN 103149667 А, МПК7 G02B 13/00, опубл. 12.06.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f′max составляет 240 мм, минимальное f′min - 60 мм, длина L - 260 мм. Кратность изменения фокусного расстояния M=f′max/f′min=4 и коэффициент телеукорочения TL=L/f′max=1,08.
Также известна инфракрасная система с дискретно изменяемым фокусным расстоянием (см. патент RU 2481602 С1, МПК7 G02B 15/02, опубл. 10.05.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f′max составляет 200 мм, минимальное f′min=70 мм, длина L=215 мм. Кратность изменения фокусного расстояния М=2,86 и коэффициент телеукорочения TL=1,075.
Указанные системы имеют малое значение максимального фокусного расстояния и большое значение коэффициента телеукорочения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой оптической системе, принятой за прототип, является оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения (см. патент на полезную модель RU 149238 U1, МПК7 G02B 13/14, опубл. 27.012.2014 г.), состоящая из расположенных вдоль оптической оси неподвижного первого компонента, содержащего первую отрицательную и вторую положительную выпукло-вогнутые линзы и третью положительную вогнуто-выпуклую линзу, подвижного второго компонента, содержащего первую и вторую отрицательные вогнуто-выпуклые линзы и третью положительную двояковыпуклую линзу, неподвижного третьего компонента, содержащего первую положительную и вторую отрицательную вогнуто-выпуклые линзы, третью положительную выпукло-вогнутую линзу и четвертую положительную вогнуто-выпуклую линзу, и фотоприемного устройства. Изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного второго компонента в оптический тракт в пространстве между неподвижными первым и вторым компонентами. Оптическая система работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние объектива f′max=230 мм, в широком поле зрения - f′min=34 мм, длина L=159,7 мм, при этом коэффициент телеукорочения TL=L/f′max=0,69. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) M=f′max/f′min=6,76. Элементарное поле зрения при максимальном значении фокусного расстояния составляет γ=30/f′max=0,13 мрад (формат матрицы фотоприемного устройства 320×240 с размером элемента 30 мкм). Оптическая система имеет достаточно высокое качество изображения в узком и широком полях зрения.
Недостатком указанной оптической системы является малое значение максимального фокусного расстояния, что не обеспечивает достаточного разрешения тепловизионного прибора из-за большого элементарного поля зрения.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение фокусного расстояния при сохранении значения коэффициента телеукорочения и качества изображения.
Указанная цель достигается тем, что в оптической системе тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящей из расположенных вдоль оптической оси неподвижного первого компонента, содержащего первую отрицательную и вторую положительную выпукло-вогнутые линзы и третью отрицательную линзу, подвижного второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную и вторую вогнуто-выпуклые линзы и третью положительную линзу, неподвижного третьего компонента, содержащего первую положительную вогнуто-выпуклую линзу, вторую отрицательную и третью положительную линзы, и фотоприемного устройства, отличающаяся тем, что в неподвижном первом компоненте третья линза выполнена выпукло-вогнутой, в подвижном втором компоненте вторая линза выполнена положительной, третья линза выполнена вогнуто-выпуклой, в неподвижном третьем компоненте вторая линза выполнена выпукло-вогнутой, а третья линза выполнена двояковыпуклой.
На чертеже представлена схема оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения.
Оптическая система состоит из расположенных вдоль оптической оси неподвижного первого компонента I, содержащего первую отрицательную 1, вторую положительную 2 и третью отрицательную 3 выпукло-вогнутые линзы, подвижного второго компонента II, содержащего первую отрицательную 4, вторую положительную 5 и третью положительную 6 вогнуто-выпуклые линзы, неподвижного третьего компонента III, содержащего первую положительную вогнуто-выпуклую линзу 7, вторую отрицательную выпукло-вогнутую линзу 8 и третью положительную двояковыпуклую линзу 9, и фотоприемного устройства 10 с охлаждаемой диафрагмой 11. Подвижный второй компонент II установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт.
В таблице 1 приведены технические характеристики системы, работающей в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне спектра.
Конструктивные параметры системы приведены в таблице 2.
В таблице 3 приведены расчетные значения концентрации энергии, характеризующие качество изображения объектива.
В узком поле зрения, соответствующем максимальному фокусному расстоянию, оптическая система работает следующим образом: излучение от бесконечно удаленного объекта проходит через линзы 1-3 неподвижного первого компонента I и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 неподвижного третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, в плоскости чувствительных элементов которого формируется изображение, при этом охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 выполняет функцию апертурной диафрагмы системы.
В широком поле зрения, соответствующем минимальному фокусному расстоянию, излучение проходит через линзы 1-3 неподвижного первого I и 4-6 подвижного второго II компонентов и фокусируется в той же плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 неподвижного третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, при этом изображение формируется в той же плоскости чувствительных элементов и охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 является апертурной диафрагмой системы.
Изменение поля зрения (фокусного расстояния) оптической системы осуществляется вводом-выводом подвижного второго компонента II в оптический тракт в пространстве между неподвижными первым I и третьим III компонентами.
Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние f′max=400 мм, в широком поле зрения - f′min=130 мм, длина L=245 мм, при этом коэффициент телеукорочения TL=L/f′max=0,61. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) М=f′max/f′min=3. Элементарное поле зрения составляет γ=30/f′max=0,075 мрад (формат матрицы фотоприемного устройства 320×240 с размером элемента 30 мкм).
Таким образом, выполнение оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения в соответствии с предлагаемым техническим решением позволяет увеличить максимальное фокусное расстояние, уменьшив при этом значение элементарного поля зрения в 1,73 раза, а значение коэффициента телеукорочения в 1,13 раза, что позволяет повысить разрешение тепловизионного прибора при сохранении качества изображения.
Claims (1)
- Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящая из расположенных вдоль оптической оси неподвижного первого компонента, содержащего первую отрицательную и вторую положительную выпукло-вогнутые линзы и третью отрицательную линзу, подвижного второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную и вторую вогнуто-выпуклые линзы и третью положительную линзу, неподвижного третьего компонента, содержащего первую положительную вогнуто-выпуклую линзу, вторую отрицательную и третью положительную линзы, и фотоприемного устройства, отличающаяся тем, что в неподвижном первом компоненте третья линза выполнена выпукло-вогнутой, в подвижном втором компоненте вторая линза выполнена положительной, третья линза выполнена вогнуто-выпуклой, в неподвижном третьем компоненте вторая линза выполнена выпукло-вогнутой, а третья линза выполнена двояковыпуклой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141174/28A RU2603449C1 (ru) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141174/28A RU2603449C1 (ru) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2603449C1 true RU2603449C1 (ru) | 2016-11-27 |
Family
ID=57774603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015141174/28A RU2603449C1 (ru) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2603449C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007015896A1 (de) * | 2007-04-02 | 2008-10-09 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Teleoptik für den infraroten Spektalbereich |
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 |
RU2481602C1 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием |
RU149238U1 (ru) * | 2014-09-23 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
-
2015
- 2015-09-28 RU RU2015141174/28A patent/RU2603449C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007015896A1 (de) * | 2007-04-02 | 2008-10-09 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Teleoptik für den infraroten Spektalbereich |
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 |
RU2481602C1 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием |
RU149238U1 (ru) * | 2014-09-23 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017533004A5 (ru) | ||
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
WO2017184372A3 (en) | Flat lens imaging devices and systems | |
RU2570062C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2016105302A (ru) | Активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения | |
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
JP2014157209A5 (ru) | ||
RU2608395C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2603449C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU158920U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
Thibault et al. | Design, fabrication and test of miniature plastic panomorph lenses with 180 field of view | |
RU2592707C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора | |
RU156835U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
RU152546U1 (ru) | Устройство для формирования инфракрасного изображения | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU161895U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2624658C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2646401C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU163914U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора | |
RU2614167C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора |