RU2093870C1 - Telescopic system for infra-bed radiation (variants) - Google Patents
Telescopic system for infra-bed radiation (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093870C1 RU2093870C1 RU96101432A RU96101432A RU2093870C1 RU 2093870 C1 RU2093870 C1 RU 2093870C1 RU 96101432 A RU96101432 A RU 96101432A RU 96101432 A RU96101432 A RU 96101432A RU 2093870 C1 RU2093870 C1 RU 2093870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- mirror
- eyepiece
- meniscus
- objective
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая телескопическая система для ИК-излучения относится к области оптического приборостроения и может быть использована в тепловизионных системах, работающих в инфракрасной области спектра излучения. The proposed telescopic system for infrared radiation relates to the field of optical instrumentation and can be used in thermal imaging systems operating in the infrared region of the radiation spectrum.
Известны системы для инфракрасного спектра излучения, которые построены с применением линзовых объективов [2] (примеры 2-5). Однако, как правило, подобные системы имеют большие продольные размеры в сравнении с системами, выполненными на основе зеркально-линзовых объективов, имеющими аналогичные характеристики [1, 2] Этот недостаток не позволяет применять подобные системы в компактных по длине приборах. Known systems for the infrared spectrum of radiation, which are built using lenses [2] (examples 2-5). However, as a rule, such systems have large longitudinal dimensions in comparison with systems made on the basis of mirror-lens lenses, which have similar characteristics [1, 2]. This drawback does not allow the use of such systems in devices that are compact in length.
Известна компактная оптическая система для инфракрасного спектра излучения, которая построена на основе зеркально-линзового объектива [1] К недостаткам данной системы следует отнести то, что зеркально-линзовый объектив имеет недостаточную светосилу (D/f'=1:2) и при этом система имеет незначительное угловое поле в пространстве предметов (2,38o х 3,22o).A compact optical system for the infrared spectrum of radiation is known, which is built on the basis of a mirror-lens lens [1] The disadvantages of this system include the fact that the mirror-lens lens has insufficient aperture ratio (D / f ' = 1: 2) and the system has a slight angular field in the space of objects (2.38 o x 3.22 o ).
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемым решениям является инфракрасная оптическая система, построенная на основе зеркально-линзового объектива [2] (пример 1). Инфракрасная оптическая система состоит из зеркально-линзового объектива и окуляра, причем объектив содержит по ходу лучей отрицательный линзовый мениск, обращенный вогнутостью к предмету, выпуклое вторичное зеркало, которое является частью второй поверхности мениска, и компенсатор полевых аберраций, выполненный в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, а окуляр имеет трехлинзовую конструкцию. Данная система содержит пять преломляющих элементов, выполненных из германия, что ведет к удорожанию конструкции и увеличению ее массы. При этом зеркально-линзовый объектив имеет незначительную светосилу (D/f'=1:2.1), а расходимость излучения в пучках лучей после окуляра составляет порядка 34'.Closest to the technical nature of the claimed solutions is an infrared optical system built on the basis of a mirror-lens lens [2] (example 1). The infrared optical system consists of a mirror-lens lens and an eyepiece, and the lens along the rays contains a negative lens meniscus, facing concavity to the object, a convex secondary mirror, which is part of the second surface of the meniscus, and field aberration compensator, made in the form of a meniscus, convex to the image, and the eyepiece has a three-lens design. This system contains five refractive elements made of germanium, which leads to a rise in the cost of the structure and an increase in its mass. In this case, the mirror-lens objective has an insignificant aperture (D / f ' = 1: 2.1), and the divergence of radiation in the beam after the eyepiece is about 34 ' .
Задачей группы изобретений является создание телескопической системы для ИК-излучения высокого качества уменьшенной длины и массы. The objective of the group of inventions is to create a telescopic system for high-quality infrared radiation of reduced length and mass.
Технический результат уменьшение количества преломляющих элементов до четырех при увеличении светосилы и уменьшении расходимости выходящего пучка. EFFECT: reducing the number of refractive elements to four with increasing aperture ratio and decreasing divergence of the outgoing beam.
Сущность изобретения по первому варианту заключается в тон, что телескопическая система для ИК-излучения состоит из зеркально-линзового объектива и окуляра, причем объектив содержит по ходу лучей отрицательный линзовый мениск, обращенный вогнутостью к предмету, первичное зеркало с вогнутой отражающей поверхностью, выполненное с отверстием в центральной части, выпуклое вторичное зеркало и компенсатор полевых аберраций, выполненный в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и в отличие от известной системы, в объективе вторичное зеркало расположено на более близком расстоянии от первичного зеркала, чем вторая поверхность отрицательного мениска, при этом удовлетворяются условия, при которых расстояние от вершины отражающей поверхности вторичного зеркала до вершины отражающей поверхности первичного зеркала составляет 0.5.0.6 фокусного расстояния объектива и оптическая сила компенсатора аберраций составляет 0.8.1.6 оптической силы объектива, а окуляр состоит из двух одиночных линз. The essence of the invention according to the first embodiment consists in the tone that the telescopic system for infrared radiation consists of a mirror-lens lens and an eyepiece, and the lens contains a negative lens meniscus facing concavity to the object along the rays, a primary mirror with a concave reflective surface, made with a hole in the central part, a convex secondary mirror and field aberration compensator, made in the form of a positive meniscus, convex to the image, and in contrast to the known system, the secondary mirror is located at a closer distance from the primary mirror than the second surface of the negative meniscus, while the conditions are satisfied under which the distance from the top of the reflecting surface of the secondary mirror to the top of the reflecting surface of the primary mirror is 0.5.0.6 of the focal length of the lens and the optical power of the aberration compensator is 0.8.1.6 of the optical power of the lens, and the eyepiece consists of two single lenses.
В телескопической системе для ИК-излучения по второму варианту, состоящей из зеркально-линзового объектива и трехлинзового окуляра, причем объектив содержит по ходу лучей отрицательный линзовый мениск, обращенный вогнутостью к предмету, первичное зеркало с вогнутой отражающей поверхностью, выполненное с отверстием в центральной части, и выпуклое вторичное зеркало, в отличие от известной в объективе вторичное зеркало расположено на более близком расстоянии от первичного зеркала, чем вторая поверхность отрицательного мениска, при этом удовлетворяются условия, при которых расстояние от вершины отражающей поверхности вторичного зеркала до вершины отражающей поверхности первичного зеркала составляет 0.3.0.6 фокусного расстояния объектива. In the telescopic system for infrared radiation according to the second embodiment, consisting of a mirror-lens lens and a three-lens eyepiece, the lens along the rays of the negative lens meniscus facing concavity to the object, a primary mirror with a concave reflective surface, made with a hole in the Central part and a convex secondary mirror, in contrast to the secondary mirror known in the lens, is located at a closer distance from the primary mirror than the second surface of the negative meniscus, while the conditions are satisfied under which the distance from the top of the reflecting surface of the secondary mirror to the top of the reflecting surface of the primary mirror is 0.3.0.6 of the focal length of the lens.
При этом по меньшей мере одно из двух зеркал или оба зеркала в зеркально-линзовом объективе могут быть выполнены асферическими. At the same time, at least one of the two mirrors or both mirrors in the mirror-lens lens can be aspherical.
На фиг.1 представлен пример оптической схемы телескопической системы для ИК-излучения, состоящей из зеркально-линзового объектива с компенсатором полевых аберраций, выполненным в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, и двух-линзового окуляра (первый вариант). Figure 1 shows an example of an optical scheme of a telescopic system for infrared radiation, consisting of a mirror lens with a field aberration compensator made in the form of a meniscus convex to the image and a two-lens eyepiece (first option).
На фиг.2 представлен пример оптической схемы телескопической системы для ИК-излучения, состоящей из зеркально-линзового объектива без компенсатора полевых аберраций и трехлинзового окуляра (второй вариант). Figure 2 presents an example of an optical scheme of a telescopic system for infrared radiation, consisting of a mirror-lens lens without field aberration compensator and a three-lens eyepiece (second option).
Телескопическая система для ИК-излучения по первому варианту (фиг.1) состоит из зеркально-линзового объектива, включающего в себя отрицательный линзовый мениск 1, обращенный вогнутостью к предмету, первичное зеркало 2 с вогнутой отражающей поверхностью, выпуклое вторичное зеркало 3 и компенсатор полевых аберраций 4, выполненный в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Вторичное зеркало 3 расположено на более близком расстоянии от первичного зеркала 2, чем вторая поверхность отрицательного мениска 1. Окуляр 5 имеет конструкцию, состоящую из двух одиночных линз. The telescopic system for infrared radiation according to the first embodiment (Fig. 1) consists of a mirror-lens lens, including a
Телескопическая система по второму варианту (фиг.2) состоит из зеркально-линзового объектива со сферическими зеркалами и трехлинзового окуляра. Зеркально-линзовый объектив включает в себя отрицательный линзовый мениск 6 с вогнутой передней и выпуклой задней поверхностями, первичное зеркало 7 с вогнутой отражающей поверхностью, выпуклое вторичное зеркало 8, которое расположено на более близком расстоянии от первичного зеркала 7, чем вторая поверхность отрицательного мениска 6. Окуляр 9 имеет конструкцию, состоящую из трех одиночных линз. The telescopic system according to the second embodiment (figure 2) consists of a mirror-lens lens with spherical mirrors and a three-lens eyepiece. The mirror-lens lens includes a
В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет четырех конкретных оптических схем телескопической системы для ИК-излучения. Данные системы рассчитывались для спектрального интервала излучения 8.12 мкм углового поля в пространстве предметов 2ω 5o. В первом варианте представлены два конкретных примера выполнения телескопической системы для ИК-излучения, состоящей из зеркально-линзового объектива со сферическими зеркалами и двухлинзового окуляра (фиг.1). Первая телескопическая система для ИК-спектра со сферическими зеркалами имеет следующие конструктивные параметры (см. табл.1).In accordance with the proposed solution, four specific optical schemes of the telescopic system for infrared radiation were calculated. These systems were calculated for a spectral range of radiation of 8.12 μm of the angular field in the space of objects 2ω 5 o . In the first embodiment, two specific examples of the implementation of a telescopic system for infrared radiation are presented, consisting of a mirror-lens objective with spherical mirrors and a two-lens eyepiece (Fig. 1). The first telescopic system for the IR spectrum with spherical mirrors has the following design parameters (see table 1).
В этом примере увеличение Г=-10х; фокусное расстояние зеркально-линзового объектива f'=150 мм и его относительное отверстие D/f'=1:1,6.In this example, an increase in G = -10 x ; the focal length of the mirror lens f ' = 150 mm and its relative aperture D / f ' = 1: 1.6.
Здесь и далее
ri радиусы кривизны поверхностей;
di толщины оптических элементов и воздушные промежутки;
Ge германий материал, из которого изготовлен данный оптический элемент;
I воздушные промежутки.Hereinafter
r i the radii of curvature of the surfaces;
d i the thickness of the optical elements and air gaps;
Ge germanium material from which this optical element is made;
I air gaps.
Последняя поверхность определяет положение выходного зрачка. The last surface determines the position of the exit pupil.
Если зеркально-линзовый объектив содержит асферические зеркала, то телескопическая система для ИК-спектра имеет следующие конструктивные параметры (см. табл.2). If the mirror-lens lens contains aspherical mirrors, then the telescopic system for the infrared spectrum has the following design parameters (see table 2).
В этом примере увеличение Г=-5х; фокусное расстояние зеркально-линзового объектива f'=145,2 мм и его относительное отверстие D/f'=1:1,45.In this example, an increase in G = -5 x ; the focal length of the mirror lens f ' = 145.2 mm and its relative aperture D / f ' = 1: 1.45.
Во втором варианте представлены два конкретных примера выполнения телескопической системы для ИК-излучения, состоящей из зеркально-линзового объектива со сферическими зеркалами и трехлинзового окуляра (фиг.2). Телескопическая система для ИК-спектра со сферическими зеркалами имеет следующие конструктивные параметры (см. табл.3). The second embodiment presents two specific examples of the implementation of a telescopic system for infrared radiation, consisting of a mirror-lens lens with spherical mirrors and a three-lens eyepiece (figure 2). The telescopic system for the IR spectrum with spherical mirrors has the following design parameters (see table 3).
В этом примере увеличение Г=-5,4х; фокусное расстояние зеркально-линзового объектива f'=151,3 мм и его относительное отверстие D/f'=1:1,16. Если зеркально-линзовый объектив содержит асферические зеркала, то телескопическая система для ИК-спектра имеет следующие конструктивные параметры (см. табл.4).In this example, an increase in G = -5.4 x ; the focal length of the mirror lens f ' = 151.3 mm and its relative aperture D / f ' = 1: 1.16. If the mirror-lens lens contains aspherical mirrors, then the telescopic system for the infrared spectrum has the following design parameters (see table 4).
В этом примере увеличение Г=-10х; фокусное расстояние зеркально-линзового объектива f'= 210 мм и его относительное отверстие D/f'=1:1,6.In this example, an increase in G = -10 x ; the focal length of the mirror lens f ' = 210 mm and its relative aperture D / f ' = 1: 1.6.
В первом варианте инфракрасное излучение, идущее от удаленного предмета, попадает в телескопическую систему для ИК-излучения. Оно проходит через внешний кольцевой участок отрицательного линзового мениска 1 (фиг. 1), преломляется на его поверхностях, отражается от вогнутого первичного зеркала 2 в направлении к выпуклому вторичному зеркалу 3 и, отразившись от него, проходит через компенсатор аберраций 4, выполненный в виде положительного мениска, который размешается в центральном отверстии, предусмотренном в первичном зеркале 2, и строит промежуточное изображение в плоскости 1. Это изображение передается через окуляр 5, создающий на выходе системы параллельные пучки, главные лучи которых проходят через центр выходного зрачка P'.In the first embodiment, infrared radiation coming from a distant object enters the telescopic system for infrared radiation. It passes through the outer annular portion of the negative lens meniscus 1 (Fig. 1), is refracted on its surfaces, is reflected from the concave
Во втором варианте инфракрасное излучение, идущее от удаленного предмета, попадает в телескопическую систему для ИК-излучения. Оно проходит через внешний кольцевой участок отрицательного линзового мениска 6 (фиг. 2), преломляется на его поверхностях, отражается от вогнутого первичного зеркала 7 в направлении к выпуклому вторичному зеркалу 8 и, отразившись от него, строит промежуточное изображение в плоскости 1. Это изображение передается через окуляр 9, создающий на выходе системы параллельные пучки, главные лучи которых проходят через центр выходного зрачка P'.In the second embodiment, infrared radiation coming from a distant object enters the telescopic system for infrared radiation. It passes through the outer annular portion of the negative lens meniscus 6 (Fig. 2), is refracted on its surfaces, is reflected from the concave
Таким образом, по первому варианту создана конструкция телескопической системы для ИК-излучения, содержащей не более четырех преломляющих элементов, изготовленных из германия (в зеркально-линзовом объективе первый отрицательный мениск и компенсатор аберраций, в окуляре две линзы), светосила зеркально-линзового объектива повышена до значения D/f'=1:1,5, а расходимость излучения в пучках на выходе системы уменьшена до значения не более 25' при угловом поле в пространстве предметов 2ω5o.Thus, according to the first option, a design of a telescopic system for infrared radiation was created, containing no more than four refractive elements made of germanium (in the mirror lens, the first negative meniscus and aberration compensator, two lenses in the eyepiece), the aperture of the mirror lens was increased to the value D / f ' = 1: 1.5, and the divergence of radiation in the beams at the output of the system is reduced to a value of not more than 25 ' with an angular field in the space of objects 2ω5 o .
По второму варианту создана конструкция телескопической системы для ИК-излучения, содержащей не более четырех преломляющих элементов, изготовленных из германия (в зеркально-линзовом объективе первый отрицательный мениск, в окуляре три линзы), светосила зеркально-линзового объектива увеличена до значения D/f'=1:1,2, а расходимость излучения в пучках на выходе системы уменьшена до значения не более 25' при угловом поле в пространстве предметов 2ω5o.According to the second option, a telescopic system for IR radiation was created, containing no more than four refractive elements made of germanium (the first negative meniscus in the mirror-lens, three lenses in the eyepiece), the aperture of the mirror-lens was increased to D / f ' = 1: 1,2, and the divergence of radiation in the beams at the output of the system is reduced to a value of no more than 25 ' with an angular field in the space of objects 2ω5 o .
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101432A RU2093870C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Telescopic system for infra-bed radiation (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101432A RU2093870C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Telescopic system for infra-bed radiation (variants) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2093870C1 true RU2093870C1 (en) | 1997-10-20 |
RU96101432A RU96101432A (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=20176120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96101432A RU2093870C1 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Telescopic system for infra-bed radiation (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2093870C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105372801A (en) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 北京环境特性研究所 | Solar blind ultraviolet optical lens and system |
CN105511060A (en) * | 2015-12-22 | 2016-04-20 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Full sphere annular large visual field moon edge optical imaging object lens |
RU174738U1 (en) * | 2017-04-27 | 2017-10-31 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | INFRARED MIRROR AND LENS SYSTEM |
RU2646405C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-03-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Infrared mirror-lens system |
CN115185074A (en) * | 2022-07-19 | 2022-10-14 | 凯迈(洛阳)测控有限公司 | Catadioptric miniaturized short-wave infrared imaging optical system |
-
1996
- 1996-01-29 RU RU96101432A patent/RU2093870C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Патент США N 4411499, кл. G 02 B 17/08, 1983. 2. Патент США N 4432596, кл. G 02 B 3/00, 1984. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105372801A (en) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 北京环境特性研究所 | Solar blind ultraviolet optical lens and system |
CN105372801B (en) * | 2015-11-25 | 2018-01-16 | 北京环境特性研究所 | A kind of solar blind UV camera lens and system |
CN105511060A (en) * | 2015-12-22 | 2016-04-20 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Full sphere annular large visual field moon edge optical imaging object lens |
CN105511060B (en) * | 2015-12-22 | 2018-06-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | The global big visual field moon edge optical image-forming objective lens of face ring shape |
RU174738U1 (en) * | 2017-04-27 | 2017-10-31 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | INFRARED MIRROR AND LENS SYSTEM |
RU2646405C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-03-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Infrared mirror-lens system |
CN115185074A (en) * | 2022-07-19 | 2022-10-14 | 凯迈(洛阳)测控有限公司 | Catadioptric miniaturized short-wave infrared imaging optical system |
CN115185074B (en) * | 2022-07-19 | 2023-06-06 | 凯迈(洛阳)测控有限公司 | Catadioptric miniaturized shortwave infrared imaging optical system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2177424C (en) | Solid catadioptric lens | |
US4240707A (en) | All-reflective three element objective | |
US4714307A (en) | Catadioptric infrared lenses | |
US5452126A (en) | Lightweight binocular telescope | |
EP0152418B1 (en) | A night vision instrument with electronic image converter | |
US5140459A (en) | Apparatus and method for optical relay and reimaging | |
US5159495A (en) | Graded index optical elements and catadioptric optical systems | |
US4475793A (en) | Integrated optical beam expander | |
EP0045138B1 (en) | Infra-red optical system | |
US5946505A (en) | Finder system for a single lens reflex camera | |
US5668671A (en) | Dioptric lens system | |
RU2093870C1 (en) | Telescopic system for infra-bed radiation (variants) | |
US3001446A (en) | Optical systems comprising a spherical concave mirror and a meniscus lens | |
US4383727A (en) | Infra-red optical systems | |
US4600265A (en) | Infra-red optical systems | |
GB2030315A (en) | Catadioptric Infra-red Lenses | |
JPH07218844A (en) | Eyepiece device | |
US5477372A (en) | Optical scanner | |
US5909307A (en) | Optical system for infrared camera | |
RU96101432A (en) | TELESCOPIC SYSTEM FOR IR RADIATION (OPTIONS) | |
JP3326900B2 (en) | Infrared objective optics | |
RU2082195C1 (en) | Catadioptric lens | |
US4962984A (en) | Constant-speed scanning lens system | |
GB2057157A (en) | Eyepiece for infra-red optical system | |
US3305293A (en) | Catadioptric optical system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040130 |