RU2641513C2 - Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием - Google Patents
Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641513C2 RU2641513C2 RU2016114815A RU2016114815A RU2641513C2 RU 2641513 C2 RU2641513 C2 RU 2641513C2 RU 2016114815 A RU2016114815 A RU 2016114815A RU 2016114815 A RU2016114815 A RU 2016114815A RU 2641513 C2 RU2641513 C2 RU 2641513C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image plane
- meniscus
- lens
- positive meniscus
- aperture diaphragm
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
Объектив может быть использован в оптико-электронных приборах в условиях ограничения по массе и габаритам при эксплуатации. Объектив включает расположенные по ходу луча первый положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, второй мениск с возможностью его поворота на 180° и перемещения по оптической оси и третий положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений. Апертурная диафрагма расположена между третьим мениском и плоскостью изображения. Воздушный промежуток d6 между третьим мениском и апертурной диафрагмой составляет где - задний фокальный отрезок объектива. Технический результат - уменьшение габаритных размеров оптики по диаметру и длине и уменьшение веса оптических деталей с сохранением светосилы и приемлемого качества изображения. 1 ил., 2 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве объектива к оптико-электронным приборам, работающим в дальней ИК-области спектра.
Известен инфракрасный объектив с двумя фокусными расстояниями для работы в оптических системах тепловизоров (патент RU 2348954 С1, опубл. 10.03.2009), содержащий расположенные по ходу лучей первый положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, вторую двояковогнутую линзу, третий положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, и четвертый положительный компонент, выполненный в виде отрицательного и положительного менисков. Фокусное расстояние изменяется в три раза перемещением второй и третьей линзы в противоположных направлениях с двумя фиксированными положениями, при достаточно высоких значениях светосилы (1:1,1 и 1:1,5) и с применением сферических поверхностей.
Недостатком этого объектива является изменение светосилы при изменении фокусного расстояния, большое число линз из германия - пять, что снижает значение физической светосилы (с учетом светопропускания), и малый диапазон изменения фокусных расстояний - в 3 раза.
Наиболее близким по технической сущности является инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием (патент RU 2578268 С1, опубл. 27.03.2016), содержащий расположенные по ходу луча первый положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, второй мениск с возможностью его перемещения по оптической оси, апертурную диафрагму и третий положительный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, а первый и третий мениски содержат по одной асферической поверхности. Фокусное расстояние изменяется в три раза перемещением второго компонента с его разворотом на 180°.
Недостатком этого объектива является большая длина по оптической оси (~ 95 мм) и большой вес оптических деталей (~ 52 г), что не позволяет в полной мере реализовать миниатюрную конструкцию тепловизионного прибора с минимально возможным весом и с сохранением двух режимов работы: режима поиска и режима опознавания (при меньшей и большей величине фокусного расстояния соответственно), с сохранением эффективности поиска объектов по их тепловому излучению в дальней инфракрасной области спектра.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритных размеров оптики по диаметру и по оптической оси и уменьшение веса оптических деталей с сохранением светосилы и приемлемого качества изображения.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в инфракрасном объективе с переменным фокусным расстоянием, включающем расположенные по ходу луча первый положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, второй мениск с возможностью его поворота на 180° и перемещения по оптической оси и третий положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, в отличие от известного, апертурная диафрагма расположена между третьим положительным мениском и плоскостью изображения, а воздушный промежуток d6 между третьим положительным мениском и апертурной диафрагмой составляет:
где S'ƒ' об - задний фокальный отрезок объектива.
Размещение апертурной диафрагмы между третьим положительным мениском и плоскостью изображения позволяет уменьшить габаритные размеры оптики по диаметру и по оптической оси и уменьшить вес оптических деталей с сохранением светосилы и приемлемого качества изображения.
Схема объектива показана на чертеже.
Объектив содержит первый по ходу луча компонент - положительный мениск 1, обращенный вогнутостью к плоскости изображения, второй компонент - отрицательный мениск 2, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, третий компонент - положительный мениск 3, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, апертурную диафрагму 4, плоскость изображений 5. При этом у менисков 1 и 4 поверхности R2 и R5 - асферические, а мениск 2 имеет возможность установки в положениях «а» и «б», где в положении «б» он повернут на 180° и обращен выпуклостью к предмету. Все мениски выполнены из Ge.
Конструктивные данные при положении второго компонента в поз. 2а и при фокусном расстоянии объектива 15 мм приведены в таблице 1.
При перемещении второго компонента в положение «б» с его одновременным разворотом на 180° фокусное расстояние объектива становится равным 60 мм. Конструктивные данные при таком положении приведены в таблице 2.
Таким образом, параметры вариантов исполнения объектива:
расчетная длина волны | 10,6 мкм |
рабочий спектральный диапазон | 8,0…14,0 мкм |
фокусное расстояние | 15 и 60 мм |
задний фокальный отрезок | 27,2 мм |
линейное поле зрения | 9,0 мм |
относительное отверстие | 1:1,34 |
длина по оптической оси | 84 мм |
масса оптических деталей | 36 г |
Принцип действия объектива заключается в следующем.
Первый компонент 1, третий компонент 3, апертурная диафрагма 4 и плоскость изображений 5 неподвижны.
Второй компонент 2 установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси и с возможностью его разворота на 180°. Второй компонент, поворачиваясь, занимает два фиксированных положения«а» и «б», при которых изображение апертурной диафрагмы 4, установленной между третьим компонентом 3 и плоскостью изображений 5, строится в пространстве предметов компонентами 1, 2 и 3 как входной зрачок оптической системы с разным диаметром для каждого фиксированного положения второго компонента 2.
В таком случае размещение апертурной диафрагмы 4 между третьим положительным мениском 3 и плоскостью изображения 5 позволяет уменьшить габаритные размеры оптики по диаметру (с 48 мм на 46 мм, с 24 мм на 22 мм) и по оптической оси (с 95 мм на 84 мм) и уменьшить вес оптических деталей (с 52 г на 36 г) с сохранением светосилы (1:1,3) и приемлемого качества изображения.
Задаваясь критерием качества - величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) и учитывая:
- толщину защитного стекла фотоприемника, равную 1,0 мм;
- спектральную эффективность по длинам волн с учетом чувствительности фотоприемника и светопропускания объектива: 1,0 - на длине волны 8 мкм; 1,0 - на длине волны 10,6 мкм; 1,0 - на длине волны 14 мкм;
- пространственную частоту 30 лин/мм (частота Найквиста для фотоприемника с размером чувствительного элемента, равным 17 мкм),
получаем следующие расчетные значения качественных характеристик объектива.
При положении подвижной линзы, соответствующем | ƒоб.мин. = 15 мм: |
для точки на оси (дифракционное качество) | КПК = 45,1% |
для точки на оси (аберрационное качество) | КПК = 39,8% |
для точки поля 3 мм от центра | |
изображения | КПК М = 27,7% |
КПК С = 34,8% | |
для точки поля 4,5 мм от центра | |
изображения | КПК М = 36,1% |
КПК С = 22,4% | |
При положении подвижной линзы, соответствующем | ƒоб.макс. = 60 мм: |
для точки на оси (дифракционное качество) | КПК = 44,5% |
для точки на оси (аберрационное качество) | КПК = 33,4% |
для точки поля 3 мм от центра | |
изображения | КПК М = 28,8% |
КПК С = 32,4% | |
для точки поля 4,5 мм от центра | |
изображения | КПК М = 22,1% |
КПК С = 31,5% |
Как видно из расчетов, инфракрасный объектив, при простоте его конструкции, обеспечивает уменьшение габаритных размеров оптики по диаметру и по оптической оси и уменьшение веса оптических деталей с сохранением светосилы и приемлемого качества изображения для оптико-электронных приборов, использующих в качестве фотоприемников микроболометрические матрицы с размером пикселя до 17 мкм.
Claims (3)
- Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием, включающий расположенные по ходу луча первый положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, второй мениск с возможностью его поворота на 180° и перемещения по оптической оси и третий положительный мениск с одной асферической поверхностью, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, отличающийся тем, что апертурная диафрагма расположена между третьим положительным мениском и плоскостью изображения, а воздушный промежуток d6 между третьим положительным мениском и апертурной диафрагмой составляет:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114815A RU2641513C2 (ru) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114815A RU2641513C2 (ru) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016114815A RU2016114815A (ru) | 2017-10-17 |
RU2641513C2 true RU2641513C2 (ru) | 2018-01-17 |
Family
ID=60120317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016114815A RU2641513C2 (ru) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641513C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1615660A1 (ru) * | 1989-01-04 | 1990-12-23 | Предприятие П/Я В-8450 | Объектив с дискретным изменением фокусного рассто ни |
EP0463220A1 (de) * | 1989-06-06 | 1992-01-02 | Josef-Ferdinand Dipl.-Ing. Menke | Optische Anordnung von Linsen zur Erzeugung von drei Bildwinkeln durch Drehung eines Linsensystems |
US5726814A (en) * | 1994-11-26 | 1998-03-10 | Barr & Stroud Limited | Multiple field of view changing apparatus for an optical system |
RU149577U1 (ru) * | 2014-06-16 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Панкратическая оптическая система с дискретным изменением поля зрения |
RU2578268C1 (ru) * | 2014-10-30 | 2016-03-27 | Валерий Васильевич Вячин | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием |
-
2016
- 2016-04-15 RU RU2016114815A patent/RU2641513C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1615660A1 (ru) * | 1989-01-04 | 1990-12-23 | Предприятие П/Я В-8450 | Объектив с дискретным изменением фокусного рассто ни |
EP0463220A1 (de) * | 1989-06-06 | 1992-01-02 | Josef-Ferdinand Dipl.-Ing. Menke | Optische Anordnung von Linsen zur Erzeugung von drei Bildwinkeln durch Drehung eines Linsensystems |
US5726814A (en) * | 1994-11-26 | 1998-03-10 | Barr & Stroud Limited | Multiple field of view changing apparatus for an optical system |
RU149577U1 (ru) * | 2014-06-16 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Панкратическая оптическая система с дискретным изменением поля зрения |
RU2578268C1 (ru) * | 2014-10-30 | 2016-03-27 | Валерий Васильевич Вячин | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016114815A (ru) | 2017-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8379329B2 (en) | Imaging optical system, camera and personal digital assistant | |
US9995910B1 (en) | Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with high MTF | |
US10139595B1 (en) | Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with low first lens diameter to image diagonal ratio | |
CN103823294B (zh) | 具有超长焦距的连续变焦中波红外光学系统 | |
RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
RU2615162C1 (ru) | Четырехканальная зеркально-линзовая оптическая система | |
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
US10386604B1 (en) | Compact wide field of view digital camera with stray light impact suppression | |
US10545314B1 (en) | Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with low lateral chromatic aberration | |
RU2339983C2 (ru) | Линзовый объектив с изменяемым фокусным расстоянием для работы в ик-области спектра (варианты) | |
RU2365952C1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2578268C1 (ru) | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием | |
RU2641513C2 (ru) | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием | |
RU2678957C1 (ru) | Широкоугольный светосильный инфракрасный объектив | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2628372C1 (ru) | Широкоугольный объектив | |
US20160116719A1 (en) | Compact multispectral wide angle refractive optical system | |
RU2635810C1 (ru) | Фотографический объектив | |
RU2403598C1 (ru) | Светосильный объектив для тепловизора | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
RU2624658C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2586273C1 (ru) | Светосильный объектив | |
FR2897165A1 (fr) | Optique grand angle dans le spectre infrarouge | |
RU2662032C1 (ru) | Фотографический телеобъектив |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180416 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200429 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210416 |