RU140705U1 - Объектив для ик-области спектра - Google Patents
Объектив для ик-области спектра Download PDFInfo
- Publication number
- RU140705U1 RU140705U1 RU2013155052/28U RU2013155052U RU140705U1 RU 140705 U1 RU140705 U1 RU 140705U1 RU 2013155052/28 U RU2013155052/28 U RU 2013155052/28U RU 2013155052 U RU2013155052 U RU 2013155052U RU 140705 U1 RU140705 U1 RU 140705U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- menisci
- meniscus
- image plane
- optical axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
1. Объектив для ИК-области спектра, содержащий четыре мениска, из которых первый и четвёртый по ходу луча мениски - положительные, обращенные вогнутыми поверхностями к плоскости изображений, а второй - отрицательный, причем первый и четвёртый мениски выполнены из германия, а третий - из селенида цинка, отличающийся тем, что второй мениск выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, третий мениск выполнен отрицательным и обращён вогнутой поверхностью к плоскости изображений, а между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения:φ:φ:φ:φ=(1,07÷1,31):-(0,57÷1,5):-(0,41÷0,68):(1,31÷2,08),где φ, φ, φ, φ- относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвёртого менисков соответственно.2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси.3. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что второй и третий мениски установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси.4. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что четвёртый мениск установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
Description
Полезная модель относится к области оптического приборостроения, а именно, к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использована в тепловизорах, построенных на основе матричных фотоприемных устройств, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм, в том числе фотоприемных устройств, оснащенных шторками.
Известен светосильный объектив по патенту РФ №2348059 от 17.10.2007 г., МПК G02B 9/34, G02B 13/14. Объектив состоит из четырех компонентов, первый из которых - одиночный положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению. Второй - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Третий и четвертый компоненты - одиночные положительные мениски. Третий обращен выпуклостью к изображению. Четвертый обращен вогнутостью к изображению. Первый и четвертый компоненты выполнены из германия. Второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка. Все оптические поверхности выполнены сферическими и выполняются условия: |R2|=|R5|; |R3|=|R6|=|R8|; |R5|>|R6|, где: R2, R3, R5, R6, R8 - радиусы второй, третьей, пятой, шестой, восьмой оптических поверхностей соответственно.
Для сравнения указанный объектив пересчитан на фокусное расстояние 75 мм. Объектив имеет небольшой задний отрезок, менее 14,5 мм, что создает трудности при установке шторки фотоприемника, чувствительные элементы которого расположены внутри механического корпуса, обычно на расстоянии 15-20 мм от торца.
Наиболее близкими к заявляемому техническому решению - прототипом - является объектив для ИК-области спектра по патенту РФ №115514 от 11.01.2012 г., МПК G02B 13/14. Объектив содержит четыре мениска, из которых второй является отрицательным, остальные - положительными, первый и четвертый мениски выполнены из германия и обращены к плоскости изображений своими вогнутыми поверхностями, второй и третий мениски выполнены из селенида цинка и обращены к плоскости изображений своими выпуклыми поверхностями, третий и четвертый мениски установлены с возможностью одновременного перемещения вдоль оптической оси, между относительными оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=(0,75÷0,85):-(2,0÷2,5):(1,40÷1,66):(1,7÷1,9), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвертого менисков соответственно.
Указанный объектив имеет следующие недостатки.
1. Большая длина объектива. При фокусном расстоянии 75 мм длина объектива составляет 100 мм.
2. Недостаточный задний отрезок объектива, равный 13,3 мм, что затрудняет установку шторки фотоприемника.
Задачей полезной модели является достижение следующих технических результатов: уменьшение длины объектива и увеличение его заднего отрезка для обеспечения возможности установки шторки и удобного сопряжения плоскости изображения объектива с плоскостью чувствительных элементов матрицы фотоприемника.
В частных случаях реализации достигается дополнительный технический результат: фокусировка объектива на конечное расстояние и компенсация смещения плоскости изображения в диапазоне рабочих температур от минус 40 до 50°C.
Указанные технические результаты - уменьшение длины объектива и увеличение его заднего отрезка - достигаются следующим образом. В объективе для ИК-области спектра, содержащем, как и прототип, четыре мениска, из которых первый и четвертый по ходу луча мениски - положительные, обращенные вогнутыми поверхностями к плоскости изображений, а второй - отрицательный, причем, первый и четвертый мениски выполнены - из германия, а третий - из селенида цинка, в отличие от прототипа выполнено следующее: второй мениск выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, третий мениск выполнен отрицательным и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, а между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения: φ1:φ2:φ3:φ4=(1,07÷1,31):-(0,57÷1,5):-(0,41÷0,68):(1,31÷2,08), где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвертого менисков соответственно. , где - фокусное расстояние объектива, - фокусное расстояние мениска, i - номер мениска.
Дополнительный технический результат - фокусировка объектива на конечное расстояние и компенсация смещения плоскости изображения в диапазоне рабочих температур от минус 40 до 50°C - достигается при выполнении подвижными вдоль оптической оси либо всего объектива, либо второго и третьего менисков совместно, либо четвертого мениска.
Пример конкретной реализации объектива показан на чертежах.
На фиг. 1 приведена оптическая схема объектива для ИК-области спектра.
На фиг. 2 приведены графики частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) объектива для различных точек поля зрения.
На фиг. 3 приведен график дисторсии в процентах по полю зрения (ордината Y).
На фиг. 4 приведены графики концентрации энергии в кружке рассеяния.
Объектив для ИК-области спектра (фиг. 1) содержит четыре мениска. Мениск 1 - положительный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Мениск 2 - отрицательный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Мениск 3 - отрицательный, выполнен из селенида цинка (ZnSe) и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений. Мениск 4 - положительный, выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений.
Для фокусировки объектива на конечное расстояние и компенсации смещения плоскости изображения в диапазоне рабочих температур от минус 40 до 50°C выполняют с возможностью перемещения вдоль оптической оси весь объектив, либо мениски 2 и 3 совместно, либо мениск 4.
В таблице 1 приведены характеристики объектива, рассматриваемого в качестве примера реализации заявляемого объектива.
Таблица 1 | |
Фокусное расстояние | 75 мм |
Диаметр входного зрачка | 60 мм |
Относительное отверстие | 1:1,25 |
Поле зрения, град | 7,5×5,5 |
Длина объектива | 85 мм |
Задний фокальный отрезок | 17 мм |
Температурный диапазон работы | от минус 40 до 50°C |
В таблице 2 приведены величины относительных оптических сил, расстояний по оси между менисками, материалы и диаметры менисков объектива. Значения параметров приведены при нормировке фокусного расстояния f'=1.
Таблица 2 | ||||
Параметры объектива | Относительная оптическая сила | Материал | Расстояние по оси, мм | Диаметр, мм |
Мениск 1 | 1,17 | Ge | 0,40 | 0,75 |
Мениск 2 | -1,08 | Ge | 0,06 | 0,44 |
Мениск 3 | -0,49 | ZnSe | 0,27 | 0,40 |
Мениск 4 | 1,80 | Ge | 0,23 | 0,35 |
Как видно из таблицы 1, объектив имеет на 27% больший, чем у прототипа, задний отрезок (17 мм) и меньшую на 15% общую длину (85 мм).
Из таблицы 2 следует, что оптические силы менисков 1-4 рассматриваемого в качестве примера объектива соотносятся между собой следующим образом: φ1:φ2:φ3:φ4=(1,17):-(1,08):-(0,49):(1,80) и удовлетворяют соотношениям φ1:φ2:φ3:φ4=(1,07÷1,31):-(0,57÷1,5):-(0,41÷0,68):(1,31÷2,08), при которых в заявляемом объективе достигаются указанные технические результаты.
Графики на фиг. 1-4 приведены для объектива с фокусным расстоянием f'=75 мм, диаметра входного зрачка 60 мм, относительного отверстия 1:1,25, для поля зрения 7,5×5,5 град.
На фиг. 2 приведены графики ЧКХ объектива для ИК-области спектра на частоте 40 штрихов/мм. По оси абсцисс отложены значения пространственных частот, отнесенные к плоскости изображений объектива, по оси ординат - значения коэффициентов передачи контраста. Графики ЧКХ приведены для меридионального (T) и сагиттального (S) сечений. Из приведенных графиков видно, что в предлагаемом объективе сохранено высокое, дифракционно-ограниченное качество изображения, сопоставимое с качеством изображения прототипа. Высокое качество изображения объектива подтверждается графиками дисторсии (фиг. 3) и концентрации энергии в кружке рассеяния для различных точек поля зрения (фиг. 4). На фиг. 3 видно, что дисторсия составляет менее 0,2%. На фиг. 4 по оси абсцисс отложены значения радиуса кружка рассеяния, по оси ординат - значения соответствующих ему уровней концентрации энергии. Указанный график также демонстрирует высокое качество изображения предложенного объектива, имеющего по сравнению с прототипом уменьшенную длину и увеличенный задний отрезок.
Объектив работает следующим образом: инфракрасное излучение в диапазоне 8-12 мкм, испускаемое удаленным объектом, попадает в объектив, где проходит через мениски 1, 2, 3, 4 и образует действительное изображение предмета в плоскости наилучшей установки фотоприемного устройства (на чертеже не показано), положение которой обусловлено расстоянием до объекта (для бесконечно удаленного объекта практически совпадает с фокальной плоскостью всего объектива).
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемая полезная модель позволяет уменьшить длину объектива и увеличить его задний отрезок. В частных случаях реализации для фокусировки объектива на конечное расстояние и компенсации смещения плоскости изображения в диапазоне рабочих температур от минус 40 до 50°C выполняют подвижными вдоль оптической оси либо весь объектив, либо второй и третий мениски совместно, либо четвертый мениск.
Claims (4)
1. Объектив для ИК-области спектра, содержащий четыре мениска, из которых первый и четвёртый по ходу луча мениски - положительные, обращенные вогнутыми поверхностями к плоскости изображений, а второй - отрицательный, причем первый и четвёртый мениски выполнены из германия, а третий - из селенида цинка, отличающийся тем, что второй мениск выполнен из германия и обращен вогнутой поверхностью к плоскости изображений, третий мениск выполнен отрицательным и обращён вогнутой поверхностью к плоскости изображений, а между оптическими силами менисков имеют место следующие соотношения:
φ1:φ2:φ3:φ4=(1,07÷1,31):-(0,57÷1,5):-(0,41÷0,68):(1,31÷2,08),
где φ1, φ2, φ3, φ4 - относительные оптические силы первого, второго, третьего и четвёртого менисков соответственно.
2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
3. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что второй и третий мениски установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155052/28U RU140705U1 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Объектив для ик-области спектра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155052/28U RU140705U1 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Объектив для ик-области спектра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU140705U1 true RU140705U1 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50779783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013155052/28U RU140705U1 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Объектив для ик-области спектра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU140705U1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586394C1 (ru) * | 2015-05-07 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Объектив для ик-области спектра |
RU2594955C1 (ru) * | 2015-06-09 | 2016-08-20 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Телеобъектив для ик-области спектра |
RU2594957C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-08-20 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Атермализованный объектив для ик-области спектра |
RU2604112C2 (ru) * | 2015-04-30 | 2016-12-10 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Объектив для ик-области спектра |
RU2613483C1 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-03-16 | Акционерное общество "Швабе-Приборы" | Атермализованный объектив для ИК-области спектра |
RU2618590C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-05-04 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Атермализованный объектив для ИК-области спектра |
RU2629890C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" | Инфракрасный объектив с пассивной атермализацией |
-
2013
- 2013-12-11 RU RU2013155052/28U patent/RU140705U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604112C2 (ru) * | 2015-04-30 | 2016-12-10 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Объектив для ик-области спектра |
RU2586394C1 (ru) * | 2015-05-07 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Объектив для ик-области спектра |
RU2594955C1 (ru) * | 2015-06-09 | 2016-08-20 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Телеобъектив для ик-области спектра |
RU2594957C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-08-20 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Атермализованный объектив для ик-области спектра |
RU2613483C1 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-03-16 | Акционерное общество "Швабе-Приборы" | Атермализованный объектив для ИК-области спектра |
RU2618590C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-05-04 | Акционерное общество "Швабе - Приборы" | Атермализованный объектив для ИК-области спектра |
RU2629890C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Швабе - Оборона и Защита" | Инфракрасный объектив с пассивной атермализацией |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU140705U1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2538423C1 (ru) | Атермализованный объектив для ик-области спектра | |
RU2611100C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2506616C1 (ru) | Светосильный объектив ик-области | |
RU2541420C1 (ru) | Инфракрасный объектив с двумя полями зрения | |
RU156006U1 (ru) | Атермализованный объектив для ик области спектра | |
RU2604112C2 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2365952C1 (ru) | Объектив для ик-области спектра | |
RU2578661C1 (ru) | Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием | |
RU2630194C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2629888C1 (ru) | Светосильный объектив для инфракрасной области спектра | |
RU2570055C1 (ru) | Инфракрасный зеркально-линзовый объектив | |
RU2594957C1 (ru) | Атермализованный объектив для ик-области спектра | |
RU149238U1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2348059C1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2594955C1 (ru) | Телеобъектив для ик-области спектра | |
RU134671U1 (ru) | Светосильный объектив для ик-области спектра | |
RU2694557C1 (ru) | Инфракрасная система с двумя полями зрения | |
CN106405800A (zh) | 长波红外5mm光学被动消热差镜头 | |
KR101235579B1 (ko) | 적외선 현미경 렌즈모듈 | |
RU2403598C1 (ru) | Светосильный объектив для тепловизора | |
CN210514767U (zh) | 长波红外大孔径变焦镜头 | |
RU170801U1 (ru) | Объектив | |
RU2608395C1 (ru) | Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения | |
RU2621366C1 (ru) | Компактный объектив среднего ик диапазона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20180220 |
|
PD9K | Change of name of utility model owner | ||
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191212 |