RU2641513C2 - Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием - Google Patents

Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием Download PDF

Info

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
Application number
RU2016114815A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016114815A (ru
Inventor
Александр Владимирович Медведев
Александр Васильевич Гринкевич
Светлана Николаевна Князева
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод"(ПАО "РОМЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод"(ПАО "РОМЗ") filed Critical Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод"(ПАО "РОМЗ")
Priority to RU2016114815A priority Critical patent/RU2641513C2/ru
Publication of RU2016114815A publication Critical patent/RU2016114815A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641513C2 publication Critical patent/RU2641513C2/ru

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
Figure 00000007
где
Figure 00000008
- 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:
Figure 00000001
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.
Figure 00000002
Figure 00000003
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.
Figure 00000004
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)

  1. 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:
  2. Figure 00000005
  3. где
    Figure 00000006
    - задний фокальный отрезок объектива.
RU2016114815A 2016-04-15 2016-04-15 Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием RU2641513C2 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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