RU2630195C1 - Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения - Google Patents
Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630195C1 RU2630195C1 RU2016112324A RU2016112324A RU2630195C1 RU 2630195 C1 RU2630195 C1 RU 2630195C1 RU 2016112324 A RU2016112324 A RU 2016112324A RU 2016112324 A RU2016112324 A RU 2016112324A RU 2630195 C1 RU2630195 C1 RU 2630195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- positive
- plane
- meniscus
- Prior art date
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 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
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
-
- 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
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в тепловизорах на основе охлаждаемых матричных приемников. Телеобъектив содержит по ходу луча четыре компонента. Первый - неподвижный, содержащий положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости предметов, и дополнительно введенный одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости предметов. Вторая поверхность первого мениска и первая поверхность второго мениска асферические. Второй – подвижная двояковогнутая линза, вторая поверхность которой асферическая. Третий - неподвижный положительный компонент, содержащий положительный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости предметов, вторая поверхность которого асферическая, и дополнительно введенный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости предметов, первая поверхность которого выполнена асферической. Четвертый - неподвижная одиночная положительная выпукло-вогнутая линза, обращенная выпуклостью к плоскости предметов, вторая поверхность которой асферо-дифракционная. Технический результат - создание компактного инфракрасного телеообъектива с двумя полями зрения и малым коэффициентом телеукорочения при высоком качестве изображения. 8 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.
Известен инфракрасный объектив по патенту US №6424460, 2002. г., МПК G02B 13/14, где на фиг. 3 изображен объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой, размещенной между последним компонентом объектива и плоскостью изображения. Объектив содержит расположенные по ходу лучей оптически связанные первый и последний положительные компоненты и расположенный между ними подвижный компонент, включающий отрицательную и положительную линзы, имеющий два фиксированных положения на оптической оси для смены полей зрения; при этом первый компонент выполнен в виде двух менисков, обращенных вогнутой стороной к плоскости изображений, последний компонент включает два положительных мениска, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, и отрицательный мениск, обращенный вогнутой стороной к плоскости изображений. Функцию апертурной диафрагмы в процессе работы объектива в комплексе с охлаждаемым матричным приемником ИК излучения выполняет охлаждаемая диафрагма приемника. Причем, две поверхности являются асферическими, на одной из них нанесен дифракционный оптический элемент (в виде голограммы). Фокусное расстояние принимает два значения: 53 и 160 мм, т.е. обеспечивается трехкратный перепад фокусного расстояния (поля зрения). Относительное отверстие имеет величину 1:2,5. Расстояние от охлаждаемой апертурной диафрагмы до плоскости изображения составляет в конкретном примере исполнения 47 мм, что составляет 0,88 от наименьшей величины фокусного расстояния. Устройство таково, что проекция апертурной диафрагмы в пространство предметов - входной зрачок - является мнимой и не совпадает с первым компонентом объектива. Это приводит к тому, что диаметр первого компонента превышает диаметр входного зрачка для наибольшего фокусного расстояния. В примере конкретного исполнения это превышение составляет 1,6 раза.
Также известен объектив для дальнего инфракрасного диапазона описанный в патенте RU №2400784 C1, МПК7 G02B 13/14, опубликованном 27.09.2010 г, содержащий десять линз, с фокусным расстоянием 210/70 мм и относительным отверстием 1:2, смена полей зрения осуществляется перемещением двух компонентов вдоль оптической оси. Но у данного объектива большое количество линз, а также наличие двух перемещаемых компонентов с величиной их перемещения для одного из компонентов более 100 мм. не позволяет использовать его в компактных объективах.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому телеобъективу является инфракрасный объектив с двумя полями зрения описанный в патенте RU №2541420, МПК G02B 13/14, опубликованном 10.02.2015 г. Объектив состоит из расположенных вдоль оптической оси по ходу луча неподвижного первого компонента, содержащего положительную выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклостью к плоскости предметов, подвижного второго компонента, содержащего отрицательную двояковогнутую линзу, неподвижного третьего компонента, содержащего положительную двояковыпуклую линзу, и четвертого неподвижного компонента, содержащего первую положительную двояковыпуклую линзу и вторую положительную выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклостью к плоскости предметов. Подвижный второй компонент расположен с возможностью перемещения вдоль оптической оси между первым и третьим компонентами. Вторая поверхность положительной выпукло-вогнутой линзы неподвижного первого компонента и первая поверхность первой положительной двояковыпуклой линзы неподвижного четвертого компонента выполнены асферо-дифракционными. Вторая поверхность положительной двояковыпуклой линзы неподвижного третьего компонента и первая поверхность отрицательной двояковогнутой линзы подвижного второго компонента выполнены асферическими. Но данный объектив имеет большую длину, которая больше величины фокусного расстояния для узкого поля зрения, при этом коэффициент телеукорочения TL вычисляется по формуле:
TL=L/f'max=1,07,
где L - расстояние от первой поверхности до плоскости изображения,
f'max - максимальное фокусное расстояние,
а также технологически сложную асферо-дифракционную поверхность на линзе из кремния.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание компактного телеобъектива для средней ИК области спектра с высоким качеством изображения.
Технический результат - создание компактного инфракрасного телеобъектива с двумя полями зрения, малым коэффициентом телеукорочения, при высоком качестве изображения.
Это достигается тем, что в инфракрасном телеобъективе с двумя полями зрения, содержащем по ходу луча четыре компонента, первый из которых неподвижный, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, второй компонент - подвижный отрицательный, выполнен из двояковогнутой линзы и расположен между первым и третьим компонентами, третий - неподвижный положительный компонент, содержащий положительную линзу, вторая поверхность которой асферическая, и четвертый - неподвижный положительный компонент, включающий одиночную положительную выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклостью к плоскости предметов, в отличие от известного в первом компоненте за положительным мениском добавлена вторая одиночная линза в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем вторая поверхность первой линзы и первая поверхность второй линзы в первом компоненте асферические, во втором компоненте вторая поверхность также асферическая, в третьем компоненте положительная линза выполнена в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, и добавлена вторая - отрицательная, выполненная в виде мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем первая поверхность второго мениска в третьем компоненте выполнена асферической, кроме того, в четвертом компоненте, выполненном в виде одиночной линзы, вторая поверхность асферо-дифракционная.
Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
- фиг. 1 - оптическая схема инфракрасного телеобъектива с двумя полями зрения с узким полем зрения;
- фиг. 2 - оптическая схема инфракрасного телеобъектива с двумя полями зрения с широким полем зрения;
- фиг. 3 - частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) инфракрасного телеобъектива в узком поле зрения;
- фиг. 4 - ЧКХ инфракрасного телеобъектива в широком поле зрения;
- фиг. 5 - функция концентрации энергии (ФКЭ) инфракрасного телеобъектива в узком поле зрения;
- фиг. 6 - ФКЭ инфракрасного телеобъектива в широком поле зрения;
- фиг. 7 - астигматизм и дисторсия инфракрасного телеобъектива в узком поле зрения;
- фиг. 8 - астигматизм и дисторсия инфракрасного телеобъектива в широком поле зрения.
Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения (фиг. 1, фиг. 2) состоит из четырех, расположенных по ходу луча, компонентов. Первый неподвижный положительный компонент состоит из одиночных положительной выпукло-вогнутой линзы 1, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, вторая поверхность которой асферическая, и отрицательного мениска 2, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, первая поверхность которого асферическая. Второй отрицательный подвижный компонент состоит из двояковогнутой линзы 3, вторая поверхность которой асферическая, и имеет два фиксированных положения на оптической оси между первым и третьим неподвижными компонентами для переключения полей зрения. Третий неподвижный положительный компонент состоит из одиночных положительного мениска 4, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, вторая поверхность которого асферическая, и отрицательного мениска 5, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, первая поверхность которого асферическая. Четвертый неподвижный положительный компонент состоит из положительной выпукло-вогнутой линзы 6, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, вторая поверхность которой асферо-дифракционная. Между третьим и четвертым компонентами имеется промежуточное изображение.
В оптической схеме инфракрасного телеобъектива с узким полем зрения (фиг. 1) второй компонент в виде двояковогнутой линзы 3 находится в первом фиксированном положении и расположен перед третьим компонентом.
В оптической схеме инфракрасного телеобъектива с широким полем зрения (фиг. 2) второй компонент в виде двояковогнутой линзы 3 находится во втором фиксированном положении и расположен за первым компонентом
Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения работает следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета, проходит через линзы 1-6 объектива, входное окно 7, фильтр 8 фотоприемного устройства и формирует изображение на матрице чувствительных элементов фотоприемного устройства (на фиг. не показан). Смена полей зрения (фокусного расстояния) осуществляется перемещением линзы 3 вдоль оптической оси.
В соответствии с предложенным решением рассчитан объектив, конструктивные параметры которого приведены в таблице 1.
Характеристики объектива
Фокусное расстояние, мм | -183,3/-61 |
Относительное отверстие | 1:4 |
Линейное поле в пространстве изображений (2у'×2х'), мм2 | 7,68×9,6 |
Спектральный диапазон, мкм | 3,7-4,85 |
Длина от первой поверхности до плоскости изображения, мм | 115 |
Через «/» указаны значения, соответственно, для узкого и широкого полей зрения.
Таким образом, создан компактный инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения, коэффициент телеукорочения которого равен 0,63, при высоком качестве изображения, что подтверждается графиками (фиг. 3-8), при этом асферо-дифракционная поверхность выполнена только одна и на линзе из германия, что повышает технологичность системы, а диаметр первого компонента не превышает диаметр входного зрачка объектива.
Claims (1)
- Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения, содержащий по ходу луча четыре компонента, первый из которых неподвижный, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, второй компонент - подвижный отрицательный, выполнен из двояковогнутой линзы и расположен между первым и третьим компонентами, третий - неподвижный положительный компонент, содержащий положительную линзу, вторая поверхность которой асферическая, и четвертый - неподвижный положительный компонент, включающий одиночную положительную выпукло-вогнутую линзу, обращенную выпуклостью к плоскости предметов, отличающийся тем, что в первом компоненте за положительным мениском добавлена вторая одиночная линза в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем вторая поверхность первой линзы и первая поверхность второй линзы в первом компоненте асферические, во втором компоненте вторая поверхность также асферическая, в третьем компоненте положительная линза выполнена в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, и добавлена вторая - отрицательная, выполненная в виде мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем первая поверхность второго мениска в третьем компоненте выполнена асферической, кроме того, в четвертом компоненте, выполненном в виде одиночной линзы, вторая поверхность асферо-дифракционная.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016112324A RU2630195C1 (ru) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016112324A RU2630195C1 (ru) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2630195C1 true RU2630195C1 (ru) | 2017-09-05 |
Family
ID=59797872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016112324A RU2630195C1 (ru) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630195C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185562U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2018-12-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2694557C1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-07-16 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2726262C1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой |
RU201916U1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
RU2754310C1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-09-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
RU2770429C1 (ru) * | 2021-03-23 | 2022-04-18 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2779657C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-09-13 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091551A (en) * | 1997-01-30 | 2000-07-18 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Infrared zoom lens system |
RU2400784C1 (ru) * | 2009-08-21 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой |
US20120092779A1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system with long focal length and optical apparatus having the same |
RU2538067C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-01-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | Светосильный объектив с изменяемой величиной поля зрения для тепловизора (варианты) |
RU2541420C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
-
2016
- 2016-04-01 RU RU2016112324A patent/RU2630195C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091551A (en) * | 1997-01-30 | 2000-07-18 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Infrared zoom lens system |
RU2400784C1 (ru) * | 2009-08-21 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой |
US20120092779A1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system with long focal length and optical apparatus having the same |
RU2538067C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-01-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | Светосильный объектив с изменяемой величиной поля зрения для тепловизора (варианты) |
RU2541420C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185562U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2018-12-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2694557C1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-07-16 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2726262C1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-07-10 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой |
RU201916U1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-01-21 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
RU2754310C1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-09-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с тремя полями зрения |
RU2770429C1 (ru) * | 2021-03-23 | 2022-04-18 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2779657C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-09-13 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Инфракрасная система с двумя полями зрения |
RU2816830C1 (ru) * | 2023-11-24 | 2024-04-05 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
US8379329B2 (en) | Imaging optical system, camera and personal digital assistant | |
CN103823294B (zh) | 具有超长焦距的连续变焦中波红外光学系统 | |
RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
CN101980067A (zh) | 采用双光楔调焦的红外光学系统 | |
RU2570062C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
RU2578661C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
RU2630194C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
US20160116719A1 (en) | Compact multispectral wide angle refractive optical system | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU134671U1 (ru) | Светосильный объектив для ик-области спектра | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU2722623C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2628372C1 (ru) | Широкоугольный объектив | |
RU2816830C1 (ru) | Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
RU2403598C1 (ru) | Светосильный объектив для тепловизора | |
KR20220016046A (ko) | 폴디드 매크로-텔레 카메라 렌즈 설계 | |
RU2578268C1 (ru) | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием | |
RU2624658C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2542790C1 (ru) | Инфракрасная система | |
RU2646401C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2663536C1 (ru) | Вариосистема для инфракрасной области спектра |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20200327 |