RU2815752C1 - Радиационно-стойкий панкратический объектив - Google Patents
Радиационно-стойкий панкратический объектив Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815752C1 RU2815752C1 RU2024100336A RU2024100336A RU2815752C1 RU 2815752 C1 RU2815752 C1 RU 2815752C1 RU 2024100336 A RU2024100336 A RU 2024100336A RU 2024100336 A RU2024100336 A RU 2024100336A RU 2815752 C1 RU2815752 C1 RU 2815752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- positive
- negative
- convex
- concave
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 52
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а именно к системам с переменным фокусным расстоянием, применяемым в различных оптических приборах, работающих в условиях повышенного радиационного фона. Объектив состоит из четырех последовательно расположенных компонентов: первого - положительного, второго - отрицательного, третьего - отрицательного и четвертого - положительного. Первый компонент 1 содержит две склейки и три одиночные линзы и исполняет роль подвижного фокусирующего блока. Второй компонент 2 подвижный и содержит одну склейку и две одиночные линзы. Третий компонент 3 подвижен и состоит из одной склейки. Четвертый компонент 4 неподвижный и содержит три склейки и три одиночные линзы. Апертурная диафрагма 5 расположена между третьим и четвертым компонентами. Обеспечивается перепад фокусных расстояний от 12 до 120 мм с сохранением положения плоскости изображений, высокое качество оптического изображения, а также возможность работы в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5×106 рад/ч. Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров объектива с сохранением высокого качества изображения и возможность работы в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5×106 рад/ч. з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а именно, к системам с переменным фокусным расстоянием, применяемым в различных оптических приборах, работающих в условиях повышенного радиационного фона.
Известны конструкции панкратических объективов (далее -объектив), диапазон изменений фокусных расстояний которых равен или превышает десятикратное значение, имеющие относительно небольшие габариты с двумя подвижными компонентами с сохранением высокого качества оптического изображения.
Среди наиболее удачных конструкций следует упомянуть объектив с переменным фокусным расстоянием [патент SU 1327039 А1, от 05.02.1986, опубл. 30.07.1987 Бюл. №28]. Объектив состоит из четырех компонентов, содержащих 20 линз. Второй и третий компоненты подвижные и осуществляют смену фокусного расстояния, четвертый компонент неподвижный, первый компонент имеет возможность перемещения вдоль оптической оси по направлению к предмету и осуществляет фокусировку на предмет, находящийся на конечном расстоянии 0,02 м в режиме макросъемки. Диапазон изменения фокусных расстояний объектива от 13,78 до 137,5 мм, относительное отверстие 1:1.8, линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=16,6 мм, длина оптической системы 250 мм, масса 3 кг.
К недостаткам объектива можно отнести относительно большую длину системы в сравнении с максимальным значением фокусного расстояния, а также отсутствие возможности работы в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5x106 рад/ч.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является объектив с переменным фокусным расстоянием [патент SU 1167566 А, от 04.01.1984, опубл. 15.07.1985 Бюл. № 26]. Объектив состоит из четырех компонентов, содержащих 18 линз. Первый и четвертый компоненты неподвижны, второй и третий компоненты выполнены с возможностью перемещения вдоль оси, осуществляя смену фокусного расстояния, при этом первый компонент выполнен из отрицательной и трех положительных линз, второй - из отрицательного мениска и отрицательной склеенной линзы, третий - из отрицательной склеенной линзы, а четвертый - из двояковыпуклой линзы, отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклостями друг к другу, двояковогнутой линзы, двояковыпуклой линзы, склеенной положительной двояковыпуклой линзы и положительного мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Длина объектива составляет 150,8 мм, перепад фокусных расстояний от 10 до 100 мм, относительное отверстие 1:1.8, линейное поле зрения в пространстве изображений (диагональ кадра) 2у'=11,5 мм.
К основным недостаткам объектива можно отнести отсутствие возможности работы в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5x106 рад/ч и отсутствие фокусировки на предмет, находящийся на конечном расстоянии.
Задачей изобретения является разработка конструкции панкратического объектива, имеющего меньшие размеры, возможность работы с датчиками изображения диагональю 11 мм в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5×106 рад/ч.
Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров объектива с сохранением высокого качества изображения и возможность работы в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5×106 рад/ч.
Это достигается тем, что радиационно-стойкий панкратический объектив, включающий в себя расположенные по ходу распространения излучения вдоль одной оптической оси объектива первую группу оптических элементов, вторую группу оптических элементов, третью группу оптических элементов, апертурную диафрагму, четвертую группу оптических элементов и датчик изображения, отличается тем, что
- первая группа оптических элементов имеет положительную оптическую силу и включает в себя выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу, положительную двулинзовую композицию, которая содержит вогнуто-выпуклую положительную менисковую линзу и вогнуто-выпуклую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, вогнуто-выпуклую отрицательную менисковую линзу, положительную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и двояковыпуклую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, а также двояковыпуклую линзу;
- вторая группа оптических элементов имеет отрицательную оптическую силу и включает в себя выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу, отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, а также выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу;
- третья группа оптических элементов имеет отрицательную оптическую силу и включает в себя отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности;
- четвертая группа оптических элементов имеет положительную оптическую силу и включает в себя двояковыпуклую положительную линзу, а также положительную двулинзовую композицию, которая содержит двояковыпуклую положительную линзу и вогнуто-выпуклую отрицательную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, плоско-выпуклую положительную линзу, вогнуто-плоскую отрицательную менисковую линзу, а также положительную двулинзовую композицию, которая содержит выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу и двояковыпуклую положительную линзу, соединенные между собой в данной последовательности,
при этом все оптические элементы изготовлены из оптического радиационно-стойкого стекла серии 200, а датчиком изображения является видикон, также:
- между третьей и четвертой группой оптических элементов находится апертурная диафрагма;
- при изменении фокусного расстояния объектива положение плоскости изображений фиксировано;
- при изменении фокусного расстояния объектива вторая и третья группа оптических элементов выполнены с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива;
- при изменении фокусного расстояния объектива первая группа оптических элементов выполнена с возможностью линейного перемещения вдоль оптической оси объектива по направлению от датчика изображения с целью фокусировки объектива на предмет, находящийся на конечном расстоянии.
Для функционирования объектива существенно, чтобы перепад фокусных расстояний М, фокусные расстояния первой f1, второй f2, третьей f3 и четвертой f4 групп оптических элементов соответственно удовлетворяли соотношениям:
Панкратический объектив имеет диапазон изменения фокусных расстояний от 12 до 120 мм, относительное отверстие 1:4.0, диапазон изменения углового поля зрения в пространстве предметов от 48,7 до 5,1 угловых градусов, длину системы 197 мм и линейное поле зрения в пространстве изображений 2у'=11 мм.
Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
Фиг. 1 - оптическая схема при минимальном фокусном расстоянии объектива;
Фиг. 2 - оптическая схема при максимальном фокусном расстоянии объектива;
Фиг. 3 - графики частотно-контрастной характеристики при минимальном фокусном расстоянии объектива;
Фиг. 4 - графики частотно-контрастной характеристики при максимальном фокусном расстоянии объектива;
Заявленный объектив состоит из четырех последовательно расположенных компонентов: первого 1 - положительного, второго 2 -отрицательного, третьего 3 - отрицательного и четвертого 4 -положительного. Первый компонент 1 содержит две склейки и три одиночные линзы и исполняет роль подвижного фокусирующего блока. Второй компонент 2 подвижный и содержит одну склейку и две одиночные линзы. Третий компонент 3 подвижен и состоит из одной склейки. Четвертый компонент 4 неподвижный и содержит три склейки и три одиночные линзы. Апертурная диафрагма 5 расположена между третьим и четвертым компонентами.
Основной функцией объектива является передача светового пучка, исходящего от бесконечно удаленного объекта, на плоскость изображения, в которой размещается видикон с защитной плоскопараллельной пластиной 6.
Апертурная диафрагма 5 представляет собой диафрагму ирисового типа с возможностью регулировки светового диаметра пучка лучей.
Видикон с защитной плоскопараллельной пластиной 6 используют для преобразования изображения объекта, сформированного объективом, в электрический аналоговой сигнал.
Использование четырех групп оптических элементов позволяет обеспечивать перемещения подвижных компонентов внутри объектива с сохранением неподвижности плоскости изображений. Использование исключительно сферических поверхностей в объективе упрощает его изготовление. Кроме того, использование радиационно-стойких бесцветных оптических стекол серии 200, позволяют объективу функционировать в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5x106 рад/ч.
Таким образом, предлагаемый радиационно-стойкий панкратический объектив, обладающий совокупностью отмеченных отличительных признаков, в сравнении с прототипом позволяет обеспечить перепад фокусных расстояний от 12 до 120 мм с сохранением положения плоскости изображений и высокого качества оптического изображения, работая при этом в условиях воздействия гамма-излучения с мощностью до 5×106 рад/ч.
Claims (11)
1. Радиационно-стойкий панкратический объектив, включающий в себя расположенные по ходу распространения излучения вдоль одной оптической оси объектива первую группу оптических элементов, вторую группу оптических элементов, третью группу оптических элементов, апертурную диафрагму, четвертую группу оптических элементов и датчик изображения, отличающийся тем, что
- первая группа оптических элементов имеет положительную оптическую силу и включает в себя выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу, положительную двулинзовую композицию, которая содержит вогнуто-выпуклую положительную менисковую линзу и вогнуто-выпуклую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, вогнуто-выпуклую отрицательную менисковую линзу, положительную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и двояковыпуклую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, а также двояковыпуклую линзу;
- вторая группа оптических элементов имеет отрицательную оптическую силу и включает в себя выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу, отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, а также выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу;
- третья группа оптических элементов имеет отрицательную оптическую силу и включает в себя отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит двояковогнутую отрицательную линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности;
- четвертая группа оптических элементов имеет положительную оптическую силу и включает в себя двояковыпуклую положительную линзу, а также положительную двулинзовую композицию, которая содержит двояковыпуклую положительную линзу и вогнуто-выпуклую отрицательную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, отрицательную двулинзовую композицию, которая содержит выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу и выпукло-вогнутую положительную менисковую линзу, соединенные между собой в данной последовательности, плоско-выпуклую положительную линзу, вогнуто-плоскую отрицательную менисковую линзу, а также положительную двулинзовую композицию, которая содержит выпукло-вогнутую отрицательную менисковую линзу и двояковыпуклую положительную линзу, соединенные между собой в данной последовательности, при этом все оптические элементы изготовлены из оптического радиационно-стойкого стекла серии 200, а датчиком изображения является видикон, также:
- между третьей и четвертой группой оптических элементов находится апертурная диафрагма;
- при изменении фокусного расстояния объектива положение плоскости изображений фиксировано;
- при изменении фокусного расстояния объектива вторая и третья группа оптических элементов выполнены с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива;
- при изменении фокусного расстояния объектива первая группа оптических элементов выполнена с возможностью линейного перемещения вдоль оптической оси объектива по направлению от датчика изображения с целью фокусировки объектива на предмет, находящийся на конечном расстоянии.
2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что перепад фокусных расстояний М, фокусные расстояния первой f1, второй f2, третьей f3 и четвертой f4 групп оптических элементов соответственно должны удовлетворять соотношениям:
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2815752C1 true RU2815752C1 (ru) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU714332A1 (ru) * | 1978-05-04 | 1980-02-05 | Предприятие П/Я В-8450 | Панкратический объектив |
US4261648A (en) * | 1977-06-02 | 1981-04-14 | Karl Vockenhuber | Pancratic objective |
RU93009812A (ru) * | 1993-02-25 | 1995-04-30 | Научно-исследовательский институт "Радиоэлектроника и лазерная техника" МГТУ им.Н.Э.Баумана | Светосильный зеркально-линзовый панкратический объектив |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4261648A (en) * | 1977-06-02 | 1981-04-14 | Karl Vockenhuber | Pancratic objective |
SU714332A1 (ru) * | 1978-05-04 | 1980-02-05 | Предприятие П/Я В-8450 | Панкратический объектив |
RU93009812A (ru) * | 1993-02-25 | 1995-04-30 | Научно-исследовательский институт "Радиоэлектроника и лазерная техника" МГТУ им.Н.Э.Баумана | Светосильный зеркально-линзовый панкратический объектив |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7106529B2 (en) | Flat wide-angle lens system | |
JP2524612B2 (ja) | 赤外アフォ―カルズ―ム式テレスコ―プ | |
JP5277324B2 (ja) | 顕微鏡対物レンズ | |
JPS6049313A (ja) | 反射屈折レンズ | |
JP2023515193A (ja) | ズーム・レンズ、カメラ・モジュールおよび移動端末 | |
CN110703421A (zh) | 一种变倍比可调紧凑型中波红外连续变焦镜头 | |
RU2815752C1 (ru) | Радиационно-стойкий панкратический объектив | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система 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 | |
RU2820220C1 (ru) | Вариофокальный объектив с телецентрическим ходом лучей в пространствах предметов и изображений | |
RU2812873C1 (ru) | Панкратический объектив | |
RU208293U1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2774793C1 (ru) | Объектив с переменным фокусным расстоянием | |
RU2646405C1 (ru) | Инфракрасная зеркально-линзовая система | |
RU2779657C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2770429C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
RU2754310C1 (ru) | Инфракрасная система с тремя полями зрения | |
RU201916U1 (ru) | Инфракрасная система с тремя полями зрения | |
RU2816830C1 (ru) | Инфракрасный телеобъектив с двумя полями зрения | |
RU207412U1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
US2424827A (en) | Extreme aperture objective | |
RU2431166C1 (ru) | Оптическая система | |
RU2786368C1 (ru) | Широкоугольный светосильный фотографический объектив | |
RU2737028C1 (ru) | Широкоугольный ортоскопический объектив | |
US4840472A (en) | Reflecting/refractive optical system |