RU2779657C1 - Инфракрасная система с двумя полями зрения - Google Patents
Инфракрасная система с двумя полями зрения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779657C1 RU2779657C1 RU2021119301A RU2021119301A RU2779657C1 RU 2779657 C1 RU2779657 C1 RU 2779657C1 RU 2021119301 A RU2021119301 A RU 2021119301A RU 2021119301 A RU2021119301 A RU 2021119301A RU 2779657 C1 RU2779657 C1 RU 2779657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- convex
- aspherical
- concave
- negative
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 20
- 241000218657 Picea Species 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 2
- GTLQJUQHDTWYJC-UHFFFAOYSA-N zinc;selenium(2-) Chemical compound [Zn+2].[Se-2] GTLQJUQHDTWYJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L Calcium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000001747 Pupil Anatomy 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано в тепловизорах, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения. Заявленная инфракрасная система состоит из последовательно расположенных вдоль оптической оси трех компонентов и фотоприемного устройства. Первый неподвижный компонент содержит первую положительную выпукло-вогнутую линзу, вторая поверхность которой асферическая, и вторую отрицательную выпукло-вогнутую линзу. Второй подвижный компонент содержит первую отрицательную выпукло-вогнутую линзу, вторая поверхность которой асферическая, и вторую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу, первая поверхность которой асферическая. Третий неподвижный компонент содержит двояковыпуклую линзу, вторая поверхность которой асферическая, отрицательную выпукло-вогнутую линзу и положительную вогнуто-выпуклую линзу, вторая поверхность которой также асферическая. Линзы второго компонента установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга. Технический результат - повышение углового разрешения инфракрасной системы в узком поле зрения при сохранении компактности за счет конструктивного исполнения компонентов и их взаимного расположения. 3 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано в тепловизорах, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.
Известно изобретение по патенту RU 2630195 МПК G02B 13/02, G02B 13/14, G02B 15/14, публ. 05.09.2017 г. Объектив состоит из четырех, расположенных по ходу лучей, компонентов. Первый неподвижный положительный компонент состоит из положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, вторая поверхность которого асферическая, и отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, первая поверхность которого асферическая. Второй отрицательный подвижный компонент состоит из двояковогнутой линзы, 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 положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, вторая поверхность которого асферическая, и отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, первая поверхность которого асферическая. Четвертый неподвижный положительный компонент состоит из положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к пространству предметов, вторая поверхность которой асферо-дифракционная. Между третьим и четвертым компонентами имеется промежуточное изображение.
Объектив работает в спектральном диапазоне 3,7 - 4,85 мкм и имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:4, фокусное расстояние в узком поле зрения 
фокусное расстояние в широком поле зрения 
Недостатками данного технического решения являются малое угловое разрешение, которое составляет 
для фотоприемного устройства с шагом элемента а=15 мкм, и малое относительное отверстие оптической системы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и назначению является инфракрасный объектив с двумя полями зрения по патенту US 2010/0033578, МПК H04N 5/33, G02B 15/14, публ. 11.02.2010 г., состоящий из трех компонентов: неподвижных первого и третьего и подвижного второго. Неподвижный первый компонент содержит первую отрицательную выпукло-вогнутую линзу из германия, вторую положительную двояковыпуклую линзу из селенида цинка с асферическими поверхностями, третью отрицательную выпукло-вогнутую линзу из фтористого кальция, четвертую положительную выпукло-вогнутую линзу из селенида цинка и пятую отрицательную выпукло-вогнутую линзу из германия, второй подвижный компонент содержит отрицательную вогнуто-выпуклую линзу из германия с асферическими поверхностями, третий неподвижный компонент содержит первую положительную двояковыпуклую линзу из германия с асферическими поверхностями и вторую положительную двояковыпуклую линзу из германия. Изменение поля зрения осуществляется путем перемещения подвижного компонента вдоль оптической оси в пространстве между первым и третьим компонентами. Плоскость промежуточного изображения в узком поле зрения располагается между вторым и третьем компонентами, а в широком - между первым и вторым компонентами.
Инфракрасный объектив работает в спектральном диапазоне 3,5-5 мкм и имеет следующие характеристики: относительное отверстие 1:2,7, фокусное расстояние в узком поле зрения 
фокусное расстояние в широком поле зрения 
длина оптической системы L не более 150 мм, коэффициент телеукорочения 
не более 0,83.
Недостатком данного технического решения является малое угловое разрешение, которое составляет 
для фотоприемного устройства с шагом элемента 
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение углового разрешения инфракрасной системы за счет увеличения фокусного расстояния в узком поле зрения при сохранении компактности.
Поставленная задача решается за счет того, что в инфракрасной системе с двумя полями зрения, состоящей из последовательно расположенных вдоль оптической оси первого неподвижного компонента, содержащего первую выпукло-вогнутую линзу и вторую линзу, второго подвижного компонента, содержащего отрицательную линзу, вторая поверхность которой асферическая, третьего неподвижного компонента, содержащего первую двояковыпуклую линзу, вторая поверхность которой асферическая и вторую линзу, а также фотоприемного устройства с охлаждаемой диафрагмой, в соответствии с изобретением в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая поверхность которой асферическая, а вторая линза - отрицательной выпукло-вогнутой, во втором компоненте первая линза выполнена выпукло-вогнутой и дополнительно введена отрицательная вогнуто-выпуклая линза, первая поверхность которой асферическая, при этом линзы второго компонента установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга, в третьем компоненте вторая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой и дополнительно введена положительная вогнуто-выпуклая линза, вторая поверхность которой асферическая.
На фигуре 1 представлена оптическая схема инфракрасной системы с двумя полями зрения с расположением компонентов, соответствующим фокусному расстоянию в узком поле зрения 195 мм.
На фигуре 2 представлена оптическая схема с ходом лучей в узком поле зрения.
На фигуре 3 представлена оптическая схема с ходом лучей в широком поле зрения.
Инфракрасная система с двумя полями зрения состоит из последовательно расположенных вдоль оптической оси первого неподвижного компонента (I), содержащего первую положительную выпукло-вогнутую линзу (1), вторая поверхность которой асферическая и вторую отрицательную выпукло-вогнутую линзу (2), второго подвижного компонента (II), содержащего первую отрицательную выпукло-вогнутую линзу (3), вторая поверхность которой асферическая и вторую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу (4), первая поверхность которой асферическая, при этом линзы второго компонента установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга, третьего неподвижного компонента (III), содержащего двояковыпуклую линзу (5), вторая поверхность которой асферическая, отрицательную выпукло-вогнутую линзу (6) и положительную вогнуто-выпуклую линзу (7), вторая поверхность которой асферическая, а также фотоприемного устройства (9) с охлаждаемой диафрагмой (8).
В таблице 1 приведены основные параметры заявляемой инфракрасной системы.
В таблице 2 приведены конструктивные параметры примера конкретного исполнения заявляемой инфракрасной системы.
В таблице 3 приведены значения переменных воздушных промежутков.
Инфракрасная система с двумя полями зрения работает следующим образом.
В узком поле зрения (фиг.2) излучение от бесконечно удаленного предмета падает на входную линзу (1), последовательно преломляется линзами (2-4) и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем линзами (5-7) переносится в плоскость чувствительных элементов фотоприемного устройства (9). Плоскость промежуточного изображения располагается между вторым и третьим компонентами.
В широком поле зрения (фиг.3) излучение от бесконечно удаленного предмета линзами (1-2) фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем линзами (3-7) переносится в плоскость чувствительных элементов фотоприемного устройства (9). Плоскость промежуточного изображения располагается между первым и вторым компонентами.
Выходной зрачок оптической системы совпадает с охлаждаемой диафрагмой (8) фотоприемного устройства (9). Перемещением третьей (3) и четвертой (4) линз второго компонента (II), в соответствии с приведенными в таблице 3 значениями, обеспечиваются изменения фокусного расстояния и углового поля зрения системы. Положение плоскости чувствительных элементов фотоприемного устройства (9) при изменении фокусного расстояния остается неизменным.
Оптическая система с двумя полями зрения имеет угловое разрешение, которое составляет 
для фотоприемного устройства с шагом элемента 
При фокусном расстоянии в узком поле зрения 
и длине оптической системы L=134 мм коэффициент телеукорочения TL=0,687, что обеспечивает компактность заявленной системы. Полученные результаты достигнуты за счет конструктивного исполнения компонентов и их взаимного расположения.
Таким образом, выполнение инфракрасной системы с двумя полями зрения в соответствии с предложенным техническим решением обеспечивает повышение углового разрешения инфракрасной системы в узком поле зрения при сохранении компактности.
Claims (1)
- Инфракрасная система с двумя полями зрения, состоящая из последовательно расположенных вдоль оптической оси первого неподвижного компонента, содержащего первую выпукло-вогнутую линзу и вторую линзу, второго подвижного компонента, содержащего отрицательную линзу, вторая поверхность которой асферическая, третьего неподвижного компонента, содержащего первую двояковыпуклую линзу, вторая поверхность которой асферическая, и вторую линзу, а также фотоприемного устройства с охлаждаемой диафрагмой, отличающаяся тем, что в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая поверхность которой асферическая, а вторая линза - отрицательной выпукло-вогнутой, во втором компоненте первая линза выполнена выпукло-вогнутой и дополнительно введена отрицательная вогнуто-выпуклая линза, первая поверхность которой асферическая, при этом линзы второго компонента установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга, в третьем компоненте вторая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой и дополнительно введена положительная вогнуто-выпуклая линза, вторая поверхность которой асферическая.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779657C1 true RU2779657C1 (ru) | 2022-09-13 |
Family
ID=
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 (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4659171A (en) * | 1984-05-22 | 1987-04-21 | Barr & Stroud Limited | Infrared afocal refractor telescope |
| US20100033578A1 (en) * | 2006-12-13 | 2010-02-11 | Thales | Compact dual-field ir2-ir3 imaging 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 |
| 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 |
| RU2630195C1 (ru) * | 2016-04-01 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Инфракасный телеобъектив с двумя 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 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4659171A (en) * | 1984-05-22 | 1987-04-21 | Barr & Stroud Limited | Infrared afocal refractor telescope |
| US20100033578A1 (en) * | 2006-12-13 | 2010-02-11 | Thales | Compact dual-field ir2-ir3 imaging 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 |
| 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 |
| RU2630195C1 (ru) * | 2016-04-01 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Инфракасный телеобъектив с двумя 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 |
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 |
|---|---|---|
| CN111367063B (zh) | 一种中波红外连续变焦镜头及成像装置 | |
| RU2630195C1 (ru) | Инфракасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
| AU2009286488B2 (en) | Objective lens system | |
| US8508864B2 (en) | Objective lens system | |
| RU2663313C1 (ru) | Телеобъектив с двумя полями зрения для средней ИК области спектра | |
| RU2543693C1 (ru) | Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра | |
| RU2779657C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU208293U1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU2770429C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона | |
| RU207412U1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU2722623C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
| CN210864179U (zh) | 非共轴全反射式无移动元件主动变焦中继光学系统 | |
| RU2663536C1 (ru) | Вариосистема для инфракрасной области спектра | |
| RU2816830C1 (ru) | Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
| RU2754310C1 (ru) | Инфракрасная система с тремя полями зрения | |
| RU2646405C1 (ru) | Инфракрасная зеркально-линзовая система | |
| RU201916U1 (ru) | Инфракрасная система с тремя полями зрения | |
| RU2624658C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
| RU2815752C1 (ru) | Радиационно-стойкий панкратический объектив | |
| KR102476794B1 (ko) | 적외선 줌 광학모듈 | |
| RU2675195C1 (ru) | Объектив для swir диапазона спектра | |
| CN110850566B (zh) | 一种超短无衍射面20倍中波连续变焦镜头 | |
| CN110794559B (zh) | 一种大远摄比红外连续变焦光学系统 |