RU2618590C1 - Athermalised lens for ir spectrum area - Google Patents
Athermalised lens for ir spectrum area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618590C1 RU2618590C1 RU2016116106A RU2016116106A RU2618590C1 RU 2618590 C1 RU2618590 C1 RU 2618590C1 RU 2016116106 A RU2016116106 A RU 2016116106A RU 2016116106 A RU2016116106 A RU 2016116106A RU 2618590 C1 RU2618590 C1 RU 2618590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- meniscus
- components
- positive
- image plane
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 6
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
Abstract
Description
Изобретение относится к области инфракрасной (ИК) оптики и может быть использовано в тепловизорах с фотоприемными устройствами, выполненными в виде микроболометрической матрицы чувствительных элементов, которые не требуют охлаждения до криогенных температур. Спектральная область работы объектива 8-12 мкм.The invention relates to the field of infrared (IR) optics and can be used in thermal imagers with photodetectors made in the form of a microbolometric matrix of sensitive elements that do not require cooling to cryogenic temperatures. The spectral range of the lens is 8-12 microns.
В отечественной промышленности для этой спектральной области существует очень ограниченный ассортимент материалов, которые не растворяются в воде, а именно германий, селенид цинка и бескислородные стекла, в частности стекло ИКС-25, аналогом которого является стекло зарубежного производства - халькогенидное стекло IRG-26 фирмы SCHOTT.In the domestic industry, for this spectral region there is a very limited assortment of materials that are insoluble in water, namely germanium, zinc selenide and oxygen-free glasses, in particular IKS-25 glass, the analogue of which is foreign-made glass - SCHOTT IRG-26 chalcogenide glass .
Особой популярностью пользуется германий, обладающий очень высоким показателем преломления (n=4), низкой дисперсией и нетоксичностью. Однако, этот материал обладает сильной зависимостью показателя преломления от температуры (dn/dt), на порядок выше, чем у других материалов.Germanium, which has a very high refractive index (n = 4), low dispersion, and non-toxicity, is especially popular. However, this material has a strong temperature dependence of the refractive index (dn / dt), an order of magnitude higher than that of other materials.
Несмотря на это, за счет подвижек вдоль оси всего объектива или его отдельных элементов можно осуществить атермализацию (термокомпенсацию) для предотвращения деградации контраста изображения при изменении температуры. Требуемым диапазоном изменения температуры окружающей среды является диапазон от минус 50°С до 55°С.Despite this, due to movements along the axis of the entire lens or its individual elements, it is possible to carry out athermalization (thermal compensation) to prevent degradation of the image contrast when the temperature changes. The required range of changes in ambient temperature is a range from minus 50 ° C to 55 ° C.
Известен объектив для ИК-области спектра, содержащий четыре мениска, из которых второй является отрицательным, остальные - положительными, первый и четвертый мениски выполнены из германия и обращены к плоскости изображений своими вогнутыми поверхностями, второй и третий мениски выполнены из селенида цинка и обращены к плоскости изображений своими выпуклыми поверхностями. Установлены соотношения между оптическими силами менисков. Третий и четвертый мениски установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси [патент РФ №115514 от 11.01.2012 г., МПК G02B 13/14].A known infrared lens contains four menisci, the second of which is negative, the rest are positive, the first and fourth menisci are made of germanium and face the image plane with their concave surfaces, the second and third menisci are made of zinc selenide and face the plane images with their convex surfaces. Relations between the optical forces of menisci are established. The third and fourth menisci are installed with the possibility of simultaneous movement along the optical axis [RF patent No. 1155514 of January 11, 2012, IPC
Первый мениск выполнен из германия, который обладает максимальной зависимостью показателя преломления от температуры. Этот мениск имеет наибольшую оптическую силу и максимальное влияние на температурную дефокусировку изображения. Последующие элементы объектива не способны компенсировать дефокусировку, вносимую первым мениском. При работе в температурном диапазоне от минус 50°С до 55°С необходимо перемещать мениски вдоль оптической оси. Это усложняет конструкцию объектива и увеличивает его массу, что очень важно в случае применения тепловизора с таким объективом в носимом варианте или на беспилотных летательных аппаратах, где дополнительно необходим электродвигатель и источник энергии для перемещения элементов объектива.The first meniscus is made of germanium, which has a maximum temperature dependence of the refractive index. This meniscus has the greatest optical power and maximum effect on the temperature defocusing of the image. Subsequent lens elements are not able to compensate for the defocusing introduced by the first meniscus. When working in the temperature range from
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является атермализованный объектив для ИК-области спектра 8-12 мкм по патенту РФ №2538423 от 08.10.2013 г., МПК G02B 9/38, G02B 11/22, G02B 13/14. Объектив содержит размещенные в корпусе четыре мениска, первый из которых - положительный, выполнен из бескислородного стекла ИКС-25 и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, второй - отрицательный, выполнен из селенида цинка и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, третий - отрицательный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, четвертый - положительный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Между относительными оптическими силами менисков 1, 2, 3, 4 имеются следующие соотношения:The closest in technical essence to the claimed one - the prototype - is an athermalized lens for the IR region of the spectrum of 8-12 microns according to the patent of the Russian Federation No. 2538423 of 08/10/2013, IPC
ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4 = (0,72÷0,85):-(1,28÷1,76):-(3,00÷6,00):(0,79÷0,92),ϕ 1 : ϕ 2 : ϕ 3 : ϕ 4 = (0.72 ÷ 0.85) :-( 1.28 ÷ 1.76) :-( 3.00 ÷ 6.00) :( 0.79 ÷ 0 , 92),
где ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого менисков.where ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 , ϕ 4 are the relative optical forces of the first, second, third, and fourth menisci, respectively.
При фокусном расстоянии 75 мм и относительном отверстии 1:1,25 объектив обладает высоким качеством изображения в температурном диапазоне от минус 40°С до 50°С по всему полю зрения.With a focal length of 75 mm and a relative aperture of 1: 1.25, the lens has high image quality in the temperature range from minus 40 ° C to 50 ° C across the entire field of view.
Объектив имеет следующие недостатки.The lens has the following disadvantages.
1. Небольшое поле зрения - (4,75×6,33) градусов.1. A small field of view - (4.75 × 6.33) degrees.
2. Первая линза объектива выполнена из бескислородного стекла ИКС-25, поэтому на ее первой (внешней) поверхности невозможно нанести алмазоподобное просветляющее покрытие, обладающее высокой механической и влагопрочностью. Перед объективом необходимо устанавливать дополнительный оптический элемент - защитное стекло, выполненное из германия, что приводит к усложнению оптической схемы объектива и снижению его пропускания.2. The first lens of the lens is made of oxygen-free IKS-25 glass; therefore, it is impossible to apply a diamond-like antireflective coating on its first (external) surface, which has high mechanical and moisture resistance. An additional optical element, a protective glass made of germanium, must be installed in front of the lens, which leads to a complication of the optical design of the lens and a decrease in its transmission.
3. Недостаточный температурный диапазон работы: от минус 40°С до 50°С.3. Insufficient temperature range of operation: from minus 40 ° С to 50 ° С.
Задачей изобретения является создание атермализованного объектива, качество изображения которого не зависит от изменения температуры окружающей среды, с обеспечением следующих технических результатов: увеличение поля зрения, повышение пропускания объектива с одновременным упрощением его конструкции, расширение температурного диапазона работы от минус 50°С до 55°С.The objective of the invention is to create an athermalized lens, the image quality of which does not depend on changes in ambient temperature, providing the following technical results: increasing the field of view, increasing the transmission of the lens while simplifying its design, expanding the temperature range from
Указанные технические результаты достигаются следующим образом.The specified technical results are achieved as follows.
Атермализованный объектив для РЖ-области спектра, как и прототип, содержит закрепленные в корпусе четыре последовательно расположенные по ходу лучей компонента, из которых первый, второй и третий компоненты - мениски, обращенные вогнутыми поверхностями к плоскости изображений, причем первый мениск - положительный, а третий - отрицательный.The thermalized lens for the RZh region of the spectrum, like the prototype, contains four components sequentially located along the component rays, of which the first, second and third components are menisci facing concave surfaces to the image plane, the first meniscus being positive and the third - negative.
В отличие от прототипа в предлагаемом объективе первый мениск имеет асферическую вогнутую поверхность с коэффициентом асферичности в пределах от 0,2 до 0,4 и выполнен из германия, второй мениск - положительный, выполнен из бескислородного стекла ИКС-25 или халькогенидного стекла IRG-26, третий мениск выполнен из селенида цинка, а четвертый компонент - положительная двояковыпуклая линза, выполненная из бескислородного стекла ИКС-25 или халькогенидного стекла IRG-26, при этом между относительными оптическими силами компонентов имеют место следующие соотношения: ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4=(0,005÷0,06):(1,2÷2,0):-(1,2÷2,2):(0,9÷1,7),Unlike the prototype, in the proposed lens, the first meniscus has an aspherical concave surface with an aspheric coefficient ranging from 0.2 to 0.4 and is made of germanium, the second meniscus is positive, made of oxygen-free IKS-25 glass or IRG-26 chalcogenide glass, the third meniscus is made of zinc selenide, and the fourth component is a positive biconvex lens made of oxygen-free glass IKS-25 or chalcogenide glass IRG-26, while the following are observed between the relative optical forces of the components e ratios: ϕ 1 : ϕ 2 : ϕ 3 : ϕ 4 = (0.005 ÷ 0.06) :( 1.2 ÷ 2.0) :-( 1.2 ÷ 2.2) :( 0.9 ÷ 1 , 7)
где ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 - относительные оптические силы соответственно первого, второго, третьего и четвертого компонентов.where ϕ 1 , ϕ 2, ϕ 3 , ϕ 4 are the relative optical forces of the first, second, third, and fourth components, respectively.
В качестве материала корпуса объектива могут быть использованы алюминиевый сплав, сталь.As the material of the lens body can be used aluminum alloy, steel.
Пример конкретной реализации атермализованного объектива показан на чертежах.An example of a specific implementation of an athermalized lens is shown in the drawings.
На фиг. 1 приведена оптическая схема объектива, на фиг. 2 приведена функция рассеяния точки по трем конфигурациям: 20°С, -50°С и +55°С, на фиг. 3 приведена функция концентраций энергии и контраст изображения по трем конфигурациям: 20°С, -50°С и +55°С.In FIG. 1 is an optical diagram of a lens; FIG. 2 shows the function of scattering the point in three configurations: 20 ° C, -50 ° C and + 55 ° C, in FIG. Figure 3 shows the function of energy concentrations and image contrast in three configurations: 20 ° С, -50 ° С and + 55 ° С.
Атермализованный объектив для ИК-области спектра содержит закрепленные в корпусе четыре последовательно установленные оптически связанные компонента: мениски 1, 2, 3 и линзу 4. Мениск 1 - положительный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений 5, причем его вторая поверхность выполнена асферической с коэффициентом асферичности K=0,2÷0,4. Мениск 2 - положительный, выполнен из халькогенидного стекла IRG-26 и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений 5. Мениск 3 - отрицательный, выполнен из селенида цинка (ZnSe) и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений 5. Линза 4 - положительная двояковыпуклая линза, выполненная из халькогенидного стекла IRG-26. Между относительными оптическими силами ϕ1, ϕ2, ϕ3, ϕ4 соответственно компонентов 1, 2, 3, 4 имеются следующие соотношения: ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4=(0,005÷0,06):(1,2÷2,0):-(1,2÷2,2):(0,9÷1,7).The thermalized lens for the infrared region of the spectrum contains four optically connected components sequentially mounted in the housing:
Пучки лучей от предмета последовательно проходят через компоненты 1, 2, 3, 4 и строят изображение в плоскости изображения 5.Beams of rays from an object sequentially pass through
Характеристики объектива приведены в таблицах 1, 2. Входной зрачок объектива расположен на его первой поверхности.The characteristics of the lens are shown in tables 1, 2. The entrance pupil of the lens is located on its first surface.
При расчете объектива учитывались следующие факторы: температурный коэффициент расширения (ТСЕ) оптических материалов, влияющий на толщину линзовых элементов; температурный коэффициент расширения (ТСЕ) корпуса объектива, влияющий на воздушные промежутки между компонентами; изменение показателей преломления материала линзовых элементов; изменение прогибов линзовых элементов (кривизны их поверхностей) под воздействием температуры.When calculating the lens, the following factors were taken into account: the temperature coefficient of expansion (TCE) of optical materials, which affects the thickness of the lens elements; temperature coefficient of expansion (TCE) of the lens body, affecting the air gaps between the components; changing the refractive indices of the material of the lens elements; a change in the deflection of the lens elements (the curvature of their surfaces) under the influence of temperature.
Основные оптические характеристики применяемых оптических материалов, а именно показатели преломления в области 8-12 мкм при давлении в одну атмосферу и температуре 20°С, -50°С и 55°С, даны в таблице 3. В этой же таблице приведен температурный коэффициент расширения для оптических материалов и корпуса объектива (ТСЕ=22⋅10-6). Девятая поверхность - плоскость изображения.The main optical characteristics of the optical materials used, namely the refractive indices in the region of 8-12 μm at a pressure of one atmosphere and a temperature of 20 ° C, -50 ° C and 55 ° C, are given in table 3. The temperature coefficient of expansion is shown in the same table for optical materials and the lens body (ТСО = 22⋅10 -6 ). The ninth surface is the image plane.
В таблице 4 дано изменение кривизны (CRVT) поверхностей менисков, их толщины и воздушных промежутков (THIC) в зависимости от температуры (TEMP) при давлении (PRES) одна атмосфера. На это указывает литера Т (Thermal Pick Up) для конфигураций -50°С и 55°С (Config 2, Config 3).Table 4 shows the change in the curvature (CRVT) of the meniscus surfaces, their thickness and air gaps (THIC) as a function of temperature (TEMP) at a pressure (PRES) of one atmosphere. This is indicated by the letter T (Thermal Pick Up) for configurations of -50 ° C and 55 ° C (
Расчет производится автоматически программой ZEMAX за счет встроенной подпрограммы термооптического анализа с последующей оптимизацией параметров объектива методом мультиконфигураций.The calculation is performed automatically by the ZEMAX program due to the built-in subroutine of thermooptical analysis, followed by optimization of the lens parameters using the multi-configuration method.
В рассчитанном объективе коэффициент асферичности К вогнутой поверхности мениска 1 равен 0,225, а соотношения между относительными оптическими силами компонентов равны: ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4 = 0,01:1,51:-1,36:1,156, где: ϕ1=f'/f'1, ϕ2=f'/f'2, ϕ3=f'/f'3, ϕ4=f'/f'4;In the calculated lens, the asphericity coefficient K of the concave surface of the
f' - эквивалентное фокусное расстояние объектива;f 'is the equivalent focal length of the lens;
f'1, f'2, f'3, f'4 - фокусные расстояния соответственно компонентов 1, 2, 3, 4. При расчете использовались косые пучки лучей от предмета, т.е. одновременно в меридиональной и сагиттальных плоскостях. В качестве материала корпуса взят традиционно используемый алюминиевый сплав с температурным коэффициентом расширения ТСЕ=22x10-6.f ' 1 , f' 2 , f ' 3 , f' 4 are the focal lengths of the
При изменении температуры полная длина объектива (от первой поверхности до плоскости изображения) изменяется от 44,44 до 44,55 мм, а фокусное расстояние - в пределах 60 мкм, т.е. практически постоянно.When the temperature changes, the total length of the lens (from the first surface to the image plane) changes from 44.44 to 44.55 mm, and the focal length is within 60 μm, i.e. almost constantly.
Для расчета предлагаемого объектива в температурном диапазоне от минус 50°С до 55°С использован метод мультиконфигураций, предусмотренный в программе ZEMAX с использованием опции "Thermal Pick Up". С учетом этой опции проведена одновременная оптимизация новых (по отношению к номинальной конфигурации) значений параметров схемы объектива для значений температуры от минус 50°С до 55°С. При оптимизации использованы коэффициенты линейного расширения материалов для ИК-области спектра (ТСЕ) и коэффициенты изменения показателя преломления с температурой (dn/dt) материалов линз, представленные в таблице 5.To calculate the proposed lens in the temperature range from
Рассмотрим характеристики качества изображения объектива: функцию рассеяния точки, которая наглядно демонстрирует топологию пятен рассеяния в геометрическом приближении (фиг. 2), контраст изображения и функцию концентрации энергии, позволяющую определить дифракционный кружок рассеяния (фиг. 3).Consider the characteristics of the image quality of the lens: the point scattering function, which clearly demonstrates the topology of scattering spots in the geometric approximation (Fig. 2), the image contrast and the energy concentration function, which allows to determine the scattering diffraction circle (Fig. 3).
На фиг. 2 в первой колонке дана топология кружков рассеяния для 20°С, во второй колонке - для минус 50°С, а в третьей - для 55°С. В первой строке даны кружки рассеяния для осевой точки поля зрения, во второй - для зоны, в третьей - для края поля зрения, т.е. по диагонали размером 13,36х17,7 градусов. Размер квадрата составляет 100 мкм. Кроме того, на каждое пятно рассеяния впечатан дифракционный (безаберрационный) кружок Эйри, составляющий в диаметре 32 мкм для относительного отверстия 1:1,25. В этом кружке сосредоточено 83,4% энергии. Над каждым пятном рассеяния указан его размер в микрометрах (26,6; 30,5 и др.), соответствующий 80% концентрации энергии.In FIG. 2, the first column gives the topology of the scattering circles for 20 ° С, in the second column, for
На фиг. 3 справа дан контраст изображения на частоте 20 мм-1, а слева - функция концентрации энергии при радиусе пятна рассеяния 30 мкм для всего температурного диапазона. Значения температур напечатаны в поле соответствующих графиков. Как видно из фиг. 3, качество изображения объектива высокое, близкое к дифракционному. Размер элемента (пикселя) матрицы Q составляет: Q=17x17 мкм, а по диагонали соответственно 24 мкм. Для инфракрасных объективов необходимо, чтобы в размере пикселя матрицы значение концентрации энергии составляло не менее 80%. Для тепловизоров, формирующих изображение, необходимо, чтобы значение контраста изображения синусоидальной миры на частоте Найквиста ν=1/2Q=20 мм-1 было не менее 0,6. Из фиг. 3 видно, что контраст изображения для осевой точки поля зрения равен 0,65, а для края поля зрения 0,63.In FIG. Figure 3 on the right shows the image contrast at a frequency of 20 mm -1 , and on the left, the function of the energy concentration at a radius of the scattering spot of 30 μm for the entire temperature range. The temperature values are printed in the field of the corresponding graphs. As can be seen from FIG. 3, the image quality of the lens is high, close to diffraction. The size of the element (pixel) of the matrix Q is: Q = 17x17 μm, and 24 μm along the diagonal. For infrared lenses, the energy density should be at least 80% in the matrix pixel size. For imaging cameras, it is necessary that the value of the image contrast of the sinusoidal world at the Nyquist frequency ν = 1 / 2Q = 20 mm -1 be at least 0.6. From FIG. Figure 3 shows that the image contrast for the axial point of the field of view is 0.65, and for the edge of the field of view 0.63.
Графики фиг. 3 подтверждают, что предлагаемый объектив имеет дифракционное качество изображения во всем диапазоне температур: от минус 50°С до 55°С.The graphs of FIG. 3 confirm that the proposed lens has diffractive image quality in the entire temperature range: from minus 50 ° C to 55 ° C.
При этом в объективе увеличено более чем в 2,8 раза поле зрения (в объективе 13,36x17,7 градусов, в прототипе - 4,75x6,33 градусов), а также повышено пропускание и упрощена конструкция за счет выполнения мениска 1 из германия, исключающего необходимость устанавливать перед объективом защитное стекло.At the same time, the field of view is increased by more than 2.8 times (in the lens 13.36x17.7 degrees, in the prototype 4.75x6.33 degrees), transmission is also increased and the design is simplified due to the execution of
В настоящее время максимальный размер матрицы (UL 04 272 ULIS, Франция) с форматом 480×640 с размером элемента 17×17 мкм составляет порядка 12 мм по диагонали. Если фокусное расстояние предлагаемого объектива пересчитать на фокус 75 мм, как у прототипа, то требуемая диагональ матрицы составит 25 мм, что при современном уровне развития технологии недостижимо. Но даже в этом случае предлагаемый объектив будет обладать хорошим качеством изображения с небольшим падением контраста по краю диагонали поля зрения.Currently, the maximum matrix size (UL 04 272 ULIS, France) with a format of 480 × 640 with an element size of 17 × 17 μm is about 12 mm diagonally. If the focal length of the proposed lens is converted to a focus of 75 mm, as in the prototype, then the required diagonal of the matrix is 25 mm, which is unattainable with the current level of technology development. But even in this case, the proposed lens will have good image quality with a slight drop in contrast along the edge of the diagonal of the field of view.
Проведенные расчеты показали, что заявленные технические результаты достигаются во всех диапазонах соотношений ϕ1:ϕ2:ϕ3:ϕ4=(0,005÷0,06):(1,2÷2,0):-(1,2÷2,2):(0,9÷1,7) и значений коэффициента асферичности K=0,2÷0,4. Аналогичные технические результаты достигаются при использовании в объективе бескислородного стекла ИКС-25.The calculations showed that the claimed technical results are achieved in all ranges of ratios ϕ 1 : ϕ 2 : ϕ 3 : ϕ 4 = (0.005 ÷ 0.06) :( 1.2 ÷ 2.0) :-( 1.2 ÷ 2 , 2) :( 0.9 ÷ 1.7) and the asphericity coefficient K = 0.2 ÷ 0.4. Similar technical results are achieved when using the oxygen-free glass IKS-25.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение обеспечивает увеличение поля зрения, повышение пропускания и упрощение конструкции, а также расширение температурного диапазона работы объектива.Thus, in comparison with the prototype of the present invention provides an increase in the field of view, increase transmission and simplify the design, as well as expanding the temperature range of the lens.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116106A RU2618590C1 (en) | 2016-04-25 | 2016-04-25 | Athermalised lens for ir spectrum area |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116106A RU2618590C1 (en) | 2016-04-25 | 2016-04-25 | Athermalised lens for ir spectrum area |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2618590C1 true RU2618590C1 (en) | 2017-05-04 |
Family
ID=58697663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016116106A RU2618590C1 (en) | 2016-04-25 | 2016-04-25 | Athermalised lens for ir spectrum area |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2618590C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113589498A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-02 | 苏州东方克洛托光电技术有限公司 | Long-wave infrared athermalization optical system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352434A1 (en) * | 1986-03-06 | 1987-11-15 | Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР | Projection lens |
| RU2153691C2 (en) * | 1997-12-23 | 2000-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
| US20110216398A1 (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-08 | Minoru Ando | Infrared zooming lens |
| RU140705U1 (en) * | 2013-12-11 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Швабе - Приборы" | LENS FOR IR SPECTRUM |
| RU2538423C1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" | Athermalised lens for infrared spectral region |
-
2016
- 2016-04-25 RU RU2016116106A patent/RU2618590C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352434A1 (en) * | 1986-03-06 | 1987-11-15 | Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР | Projection lens |
| RU2153691C2 (en) * | 1997-12-23 | 2000-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Fast lens |
| US20110216398A1 (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-08 | Minoru Ando | Infrared zooming lens |
| RU2538423C1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Приборы" | Athermalised lens for infrared spectral region |
| RU140705U1 (en) * | 2013-12-11 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Швабе - Приборы" | LENS FOR IR SPECTRUM |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113589498A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-02 | 苏州东方克洛托光电技术有限公司 | Long-wave infrared athermalization optical system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3669226B1 (en) | Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form | |
| RU2538423C1 (en) | Athermalised lens for infrared spectral region | |
| CN112180572B (en) | Refrigeration type medium wave infrared athermal optical lens | |
| CN104049343A (en) | Compact type double-view-field medium wave infrared athermalization lens | |
| RU2613483C1 (en) | Athermalised lens for infrared spectrum | |
| CN102033316B (en) | Long-wave long-focus uncooled thermalization-free infrared optical system | |
| RU2365952C1 (en) | Infrared objective | |
| RU2642173C1 (en) | Athermalised wideangle lens for ir spectral region | |
| RU2629890C1 (en) | Infrared lens with passive thermalization | |
| RU2604112C2 (en) | Objective lens for infrared spectrum | |
| RU2594957C1 (en) | Athermalised lens for infrared spectrum | |
| RU2618590C1 (en) | Athermalised lens for ir spectrum area | |
| RU193226U1 (en) | ATHERMALIZED LENS FOR THE INFRARED SPECTRUM | |
| CN109343201A (en) | The low distortion wide-angle long wave uncooled ir optical system of PASSIVE OPTICAL athermal | |
| EP3015902A1 (en) | Compact multispectral wide angle refractive optical system | |
| CN103439786A (en) | Middle-infrared band heat-shock resistant athermal optical system of large field of view | |
| RU2620202C1 (en) | Lens for infrared spectral area | |
| RU2629887C1 (en) | High-speed three-lens objective for ir spectrum | |
| RU2629888C1 (en) | High-aperture lens for infrared spectrum region | |
| CN107883816A (en) | A kind of Imaging Seeker optical system | |
| RU2594955C1 (en) | Telescopic lens for infrared spectrum | |
| RU2586394C1 (en) | Objective lens for infrared spectrum | |
| RU2645446C1 (en) | Three-linear americanized camera lens for the ir-region of the spectrum | |
| RU2643707C1 (en) | Infrared three-lens objective | |
| RU2650743C1 (en) | Wide-angle infrared lens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180220 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |