RU2655622C1 - Объектив - Google Patents
Объектив Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655622C1 RU2655622C1 RU2017103559A RU2017103559A RU2655622C1 RU 2655622 C1 RU2655622 C1 RU 2655622C1 RU 2017103559 A RU2017103559 A RU 2017103559A RU 2017103559 A RU2017103559 A RU 2017103559A RU 2655622 C1 RU2655622 C1 RU 2655622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- lenses
- negative
- optical axis
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G02B9/58—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged - + + -
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Объектив может быть применен в оптико-электронных приборах, формирующих изображения объектов земной поверхности через реальную атмосферу и работающих с фотоприемными устройствами коротковолнового ИК диапазона. Объектив содержит два компонента. Первый компонент выполнен из двух линз, первая линза - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, а вторая - двояковыпуклая линза. Второй компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Двояковогнутая отрицательная линза второго компонента совместно с фотоприемным устройством имеют возможность перемещения вдоль оптической оси. Перед первой линзой первого компонента установлена апертурная диафрагма. Выполняются соотношения: ; , где Δl2k2 - величина перемещения по оптической оси второй отрицательной линзы второго компонента и фотоприемного устройства; - фокусное расстояние объектива; , - фокусные расстояния первой и второй линз второго компонента. Технический результат - увеличение поля зрения с сохранением приемлемого качества изображения и с обеспечением стабильности фокусного расстояния в коротковолновом ИК диапазоне в расширенном температурном интервале. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве приемного объектива в оптико-электронных приборах, формирующих изображения объектов земной поверхности через реальную атмосферу и работающих с фотоприемными устройствами коротковолнового ИК диапазона в аппаратуре различного назначения, например в космической аппаратуре.
Известен объектив апохромат для наблюдения и фотографирования, состоящий их шести линз (С.А. Веселков, Е.Г. Лапухин. Новые светосильные объективы-апохроматы для астрономических исследований. Вестник СибГАУ. №3(49), 2013 г., с. 17-21, рис. 1) с фокусным расстоянием f'=615 мм, относительным отверстием 1:3, линейным полем зрения 52 мм, с хорошим исправлением всех аберраций. Объектив состоит из 6 линз, скомпонованных в два компонента - трехлинзовый объектив и трехлинзовый корректор поля, которые содержат линзы 1 и 4 - двояковыпуклые, линзы 2 и 6 - двояковогнутые, линзу 3 - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, линзу 5 - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению.
Недостатком этого объектива является недостаточное линейное поле зрения (52 мм) и обеспечение коррекции в видимом диапазоне длин волн (0,486-0,656 мкм).
Наиболее близким по технической сущности является объектив (патент RU 2451312 C1, опубл. 20.05.2012) с фокусным расстоянием f'=300 мм, относительным отверстием 1:3, линейным полем зрения 16 мм, с хорошим исправлением всех аберраций в ИК диапазоне длин волн (620-850 нм), состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых по ходу лучей содержит положительную двояковыпуклую линзу, отрицательную двояковогнутую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений. Второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству изображений, склеенного из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательной двояковогнутой линзы.
Апертурная диафрагма расположена между компонентами.
Недостатком этого объектива является недостаточное линейное поле зрения (16 мм для углового поля зрения 2W=3°), а также наличие склеенного компонента, что снижает устойчивость к воздействию внешних температур.
Задачей настоящего изобретения является увеличение поля зрения с сохранением приемлемого качества изображения и с обеспечением стабильности фокусного расстояния объектива в коротковолновом ИК диапазоне в расширенном температурном интервале.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в объективе, состоящем из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых содержит положительную линзу, а второй компонент содержит отрицательную линзу, в отличие от известного содержится апертурная диафрагма, расположенная перед первой линзой первого компонента, первый компонент выполнен из двух линз, первая линза которого выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, а вторая - в виде двояковыпуклой положительной линзы, первая линза второго компонента выполнена в виде одиночной двояковыпуклой положительной линзы и второй компонент дополнен двояковогнутой отрицательной линзой, при этом двояковогнутая отрицательная линза второго компонента совместно с фотоприемным устройством имеют возможность перемещения вдоль оптической оси, а в объективе имеют место соотношения:
где - величина перемещения по оптической оси второй отрицательной линзы второго компонента и фотоприемного устройства;
Схема объектива показана на чертеже.
Объектив состоит по ходу лучей из выпукловогнутой линзы 1, обращенной выпуклостью к предмету, двояковыпуклой линзы 2, двояковыпуклой линзы 3, двояковогнутой линзы 4 и плоскопараллельной пластины 5, которая является защитным стеклом фотоприемника. При этом линза 4 и фотоприемник 5 имеют возможность перемещения вдоль оптической оси для изменения воздушного промежутка «А».
Апертурная диафрагма расположена перед линзой 1.
Конструктивные данные объектива приведены в таблице 1.
При изменении воздушного промежутка между линзами 3 и 4 в пределах ±0,93 мм осуществляется термокомпенсация положения плоскости наилучшей установки и стабильность величины фокусного расстояния объектива в диапазоне температур от -50 до +50°C.
Таким образом, параметры вариантов исполнения объектива:
- расчетная длина волны | 1,3 мкм |
- рабочий спектральный диапазон | 0,9…1,7 мкм |
- фокусное расстояние | 730 мм |
- линейное поле зрения | 80,0 мм |
- относительное отверстие | 1:4,96 |
- дисторсия | 0,22% |
- задний фокальный отрезок | 57,49 мм |
- длина по оптической оси | 916,8 мм |
- масса оптических деталей | 1,64 кг |
Принцип действия объектива заключается в следующем.
Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через объектив и изображается в плоскости наилучшей установки, в которой находится фотоприемное устройство (не показано), цифровой сигнал с которого формирует изображение.
Линза 4 второго компонента совместно с фотоприемным устройством (защитное стекло которого изображено поз. 5) установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, которое позволяет изменять воздушный промежуток «А», чем компенсируется температурный увод плоскости наилучшей установки и поддерживается стабильность величины фокусного расстояния в пределах требуемого допуска ±0,1 мм.
Для обеспечения термокомпенсации смещения ПНУ в диапазоне температур от -50 до +50°C величина перемещения второй линзы второго компонента и фотоприемного устройства равна ±0,93 мм, что не превышает величину:
где - величина перемещения по оптической оси второй отрицательной линзы второго компонента и фотоприемного устройства;
Для обеспечения стабильности величины фокусного расстояния объектива фокусные расстояния первой и второй линз второго компонента объектива должны быть разного знака, при этом должно быть выдержано следующее соотношение:
В оптическом расчете учтена толщина защитного стекла 5 фотоприемника.
Задаваясь критерием качества - величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) - и учитывая:
- толщину защитного стекла фотоприемника, равную 2,0 мм;
- спектральную эффективность по длинам волн с учетом чувствительности фотоприемника и светопропускания объектива, равную:
0,90 мкм - 0,6;
1,05 мкм - 0,8;
1,30 мкм - 1,0;
1,45 мкм - 1,0;
1,60 мкм - 0,8;
1,70 мкм - 0,7;
- пространственную частоту 20 лин/мм (частота Найквиста для фотоприемника с размером чувствительного элемента, равным 25 мкм), получаем следующие расчетные значения качественных характеристик объектива:
- для точки на оси (дифракционное качество) | КПК=82,8% |
- для точки на оси (аберрационное качество) | КПК=80,7% |
- для точки поля 25 мм | КПКМ=78,8% |
КПКС=81,2% | |
- для точки поля 40 мм | КПКМ=78,4% |
КПКС=81,2% |
Стабильность величины фокусного расстояния объектива в зависимости от изменения температуры при этом приведены в таблице 2.
Как видно из расчетов, объектив, при простоте его конструкции, обеспечивает приемлемую светосилу (1:4,96), большое линейное поле зрения (80 мм) и дифракционный уровень качества изображения для оптико-электронных приборов, использующих в качестве фотоприемников линейки или матрицы с размером пикселя ~25 мкм.
Claims (7)
- Объектив, состоящий из двух компонентов, разделенных воздушным промежутком, первый из которых содержит положительную линзу, а второй компонент содержит отрицательную линзу, отличающийся тем, что он содержит апертурную диафрагму, расположенную перед первой линзой первого компонента, первый компонент выполнен из двух линз, первая линза которого выполнена в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, а вторая - в виде двояковыпуклой положительной линзы, первая линза второго компонента выполнена в виде одиночной двояковыпуклой положительной линзы и второй компонент дополнен двояковогнутой отрицательной линзой, при этом двояковогнутая отрицательная линза второго компонента совместно с фотоприемным устройством имеют возможность перемещения вдоль оптической оси, а в объективе имеют место соотношения:
- где Δl2k2 - величина перемещения по оптической оси второй отрицательной линзы второго компонента и фотоприемного устройства;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103559A RU2655622C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Объектив |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103559A RU2655622C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Объектив |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655622C1 true RU2655622C1 (ru) | 2018-05-29 |
Family
ID=62559907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103559A RU2655622C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Объектив |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655622C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815613C1 (ru) * | 2023-10-30 | 2024-03-19 | Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4380374A (en) * | 1981-04-16 | 1983-04-19 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Variable focal length projection lens for use on overhead projectors |
RU88821U1 (ru) * | 2008-08-13 | 2009-11-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Объектив |
RU2451312C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Объектив |
RU2574332C1 (ru) * | 2014-10-22 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Объектив с вынесенным входным зрачком |
US9523840B2 (en) * | 2014-10-27 | 2016-12-20 | Sintai Optical (Shenzhen) Co., Ltd. | Lens assembly |
-
2017
- 2017-02-02 RU RU2017103559A patent/RU2655622C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4380374A (en) * | 1981-04-16 | 1983-04-19 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Variable focal length projection lens for use on overhead projectors |
RU88821U1 (ru) * | 2008-08-13 | 2009-11-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Объектив |
RU2451312C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Объектив |
RU2574332C1 (ru) * | 2014-10-22 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Объектив с вынесенным входным зрачком |
US9523840B2 (en) * | 2014-10-27 | 2016-12-20 | Sintai Optical (Shenzhen) Co., Ltd. | Lens assembly |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815613C1 (ru) * | 2023-10-30 | 2024-03-19 | Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8867140B2 (en) | Low distortion athermalized imaging lens | |
US8839526B2 (en) | Sighting device, in particular telescopic sight, for a geodetic measuring apparatus and optical objective unit assembly for such a sighting device | |
RU2365952C1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2655622C1 (ru) | Объектив | |
CN104238077B (zh) | 线性色散物镜 | |
RU2662032C1 (ru) | Фотографический телеобъектив | |
RU2628372C1 (ru) | Широкоугольный объектив | |
KR20180073904A (ko) | 촬상 광학계 | |
RU2635810C1 (ru) | Фотографический объектив | |
RU2413261C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2639242C2 (ru) | Объектив | |
RU2635830C1 (ru) | Фотографический телеобъектив | |
RU2578268C1 (ru) | Инфракрасный объектив с переменным фокусным расстоянием | |
RU2672777C2 (ru) | Зеркально-линзовый объектив | |
KR101618866B1 (ko) | 비열화 대물 광학계 | |
RU2577082C1 (ru) | Апохроматический атермальный объектив (варианты) | |
Gebgart | Design features of some types of ultrawide-angle objectives | |
RU2445659C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2655051C1 (ru) | Оптическая система прибора наблюдения | |
RU2674303C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2675195C1 (ru) | Объектив для swir диапазона спектра | |
RU2583338C1 (ru) | Атермализованный светосильный объектив ик-диапазона | |
RU2680656C1 (ru) | Зеркально-линзовый термонерасстраиваемый объектив | |
RU2478996C1 (ru) | Трехлинзовый объектив | |
RU2690053C1 (ru) | Светосильный объектив |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200203 |