Оптическая система тепловизионного прибора

Использование: относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных устройствах с матричными фотоприемными устройсвами. Цель: повышение разрешающей способности оптической системы тепловизионного прибора при сохранении ее компактности. Сущность изобретения: оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству. Во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством. 1табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к технике формирования изображений и может быть использовано при создании тепловизионных приборов различного назначения с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами.

Известна оптическая система тепловизора с охлаждаемым фотоприемником (патент ЕР №1684105 А1, опубл. 27.07.2006 г.), содержащая входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, и проекционный объектив, осуществляющий перенос промежуточного изображения в плоскость расположения чувствительных элементов матричного фотоприемника.

Недостатком этой оптической системы является большое количество линз значительного диаметра во входном объективе, что приводит к увеличению массы оптической системы, и большой ассортимент материалов, из которых изготовлены линзы оптической системы.

В качестве ближайшего к заявленному техническому решению взята оптическая система для тепловизионных приборов (патент РФ №2449328, МПК G02B 13/14, G02B 23/12, опубл. 27.04.12 г., пункты 1 и 4 формулы), содержащая, по крайней мере, входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, включающий последовательно расположенные по ходу лучей положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и проекционный объектив, осуществляющий перенос промежуточного изображения в плоскость расположения чувствительных элементов фотоприемного устройства, выполненный в составе последовательно расположенных по ходу лучей отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклой линзы, отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения, положительного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости изображения и положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов.

Недостатком этого технического решения является значительная общая длина оптической системы, равная 150 мм при небольшом эквивалентном фокусном расстоянии 60 мм, что означает невысокую разрешающую способность этой оптической системы при габаритах существенно превышающих ее фокусное расстояние. Показатель укорочения длины К в системе (Теория оптических систем. Учебник для вузов/Б.Н. Бегунов и др. М: Машиностроение, 1981 г., с.266), характеризуемый отношением длины от первой поверхности до фокальной плоскости к фокусному расстоянию, в прототипе составляет К=2,5.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение разрешающей способности оптической системы тепловизионного прибора при сохранении ее компактности.

Поставленная задача решается тем, что в оптической системе тепловизионного прибора, содержащей последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, отличающейся тем, что во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством.

На Фиг.1 показана схема оптической системы тепловизионного прибора. Оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, содержащий отрицательный мениск 1, обращенный выпуклостью к пространству предметов, положительный мениск 2, обращенный выпуклостью к пространству предметов, отрицательный мениск 3, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения 4, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством 5, содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый положительный мениск 6, второй отрицательный мениск 7, обращенные выпуклостью к фотоприемному устройству 5, третий положительный мениск 8, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск 9, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству 5, и расположенный между третьим мениском 8 проекционного объектива и фотоприемным устройством 5. Входное окно 10 является частью конструкции фотоприемного устройства 5, охлаждаемая диафрагма 11 ограничивает апертуру лучей, попадающих на матрицу чувствительных элементов 12 фотоприемного устройства 5, а плоскость действительного промежуточного изображения 4 находится между отрицательным мениском 3 входного объектива и первым мениском 6 проекционного объектива.

Оптическая схема работает следующим образом. Входной объектив, содержащий мениски 1, 2 и 3, строит действительное промежуточное изображение в плоскости 4, проекционный объектив, содержащий мениски 6, 7, 8 и 9, переносит его в плоскость изображения, совпадающую с матрицей чувствительных элементов 12 фотоприемного устройства 5.

Возможный вариант такой компактной оптической системы может иметь следующие параметры, приведенные в таблице.

Позиция Радиусы, мм Световой диаметр, мм Толщины, мм
1 r1=92.26 66.0 7.0
r2=68.55 59.5
Воздушный промежуток 2.0
2 r3=70.31 61.3 10.0
r4=183.65 59.0
Воздушный промежуток 24.0
3 r5=-148.94 40.2 6.0
r6=-187.93 35.8
Воздушный промежуток 69.2
6 r7=-80.17 12.8 2.0
r8=-18.75 12.8
Воздушный промежуток 1.0
7 r9=-15.996 12.4 3.0
r10=-22.39 14.0
Воздушный промежуток 1.0
8 r11=15.382 13.4 3.0
r12=19.861 11.8
Воздушный промежуток 3.0
9 r13=-15.066 10.6 2.0
r14=-16.255 11.4
Воздушный промежуток 2.5
Защитное окно 10 1
Расстояние до плоскости чувствительных элементов 12 23

Таким образом, выполнение оптической системы в соответствии с формулой заявляемых материалов позволяет достичь повышения разрешающей способности за счет увеличения фокусного расстояния до 230 мм с 60 мм от наиболее близкого аналога при незначительном увеличении общей длины оптической системы с 150 мм в аналоге до 159,7 мм в заявленном устройстве. Показатель укорочения длины в заявленном устройстве составляет К=0,694.

Оптическая система тепловизионного прибора, содержащая последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, отличающаяся тем, что во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством.



 

Похожие патенты:

Инфракрасный объектив содержит вынесенную апертурную диафрагму, размещенную между последним компонентом объектива и плоскостью изображений, и четыре компонента.

Микрообъектив может быть использован для исследования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности световых микроскопов.

Микрообъектив может быть использован для визуального наблюдения и фотографирования малоконтрастных микроскопических структур, находящихся на пределе разрешающей способности.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам, и может быть использовано, например, в устройствах переноса изображения, формируемого на выходном окне рентгеновского электронно-оптического преобразователя (РЭОП) или другого электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для средней инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к проекционным объективам с большим относительным отверстием, и может быть использовано, например, в оптических системах переноса изображения с рентгеновского экрана на ПЗС-матрицу.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения, чувствительных в пределах спектральных диапазонов от 3 до 5 мкм и от 8 до 12 мкм.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в оптических системах тепловизоров, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения.

Объектив может быть использован в пассивных и активно-импульсных ПНВ совместно с ЭОП 2, 2+ и 3-го поколений. Объектив содержит первый положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью в сторону второго компонента, второй отрицательный компонент, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, четвертую двояковыпуклую линзу, третий и пятый отрицательные мениски, обращенные вогнутыми поверхностями в сторону четвертой линзы.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в оптических системах приборов ночного видения (ПНВ) в качестве системы переноса изображения с экрана электронно-оптического преобразователя (ЭОП) на ПЗС-матрицу.

Объектив // 2302021
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам высокоточных углоизмерительных систем, в том числе к объективам автоколлиматоров для формирования и приема излучения в ближней ИК-области спектра при условии использования в автоколлиматоре, имеющем при работе в направлении от тест-объекта на объект визирования большой диаметр выходного зрачка и малое угловое поле, а в направлении от объекта визирования на фотоприемное устройство работающего ограниченными зонами входного зрачка в большом угловом поле, при этом объект визирования может быть расположен в любой части входного зрачка объектива.

Изобретение относится к ИК оптическим системам и может быть использовано в тепловизорах. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам многоканальных систем, и может быть использовано для работы в двухканальных приборах ночного видения (ПНВ), имеющих один канал для работы совместно с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП), а второй - с матричными инфракрасными (ИК) фотоприемными устройствами (ФПУ), для решения задач обнаружения и опознавания объектов наблюдения при пониженной освещенности.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к оптическому приборостроению, и может быть использовано при разработке имодернизации приборов ночного видения.

Изобретение относится к области кинотехники и может быть использовано в звукомонтажных и фильмопроверочных столах. .

Изобретение относится к видеофототехнике, а именно к оптическим системам, позволяющим производить съемку объекта на телевизионную трубку положительной кривизны, например Сферикон.

Объектив может быть использован в оптико-электронных приборах, в частности, с целью формирования изображения участка звездного неба на ПЗС-матрице, расположенной в фокальной плоскости объектива.

Использование: относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных устройствах с матричными фотоприемными устройсвами. Цель: повышение разрешающей способности оптической системы тепловизионного прибора при сохранении ее компактности. Сущность изобретения: оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и содержащий отрицательный и положительный мениски, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый мениск, второй отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству. Во входном объективе первым по ходу лучей расположен отрицательный мениск, а за положительным мениском введен дополнительный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, в проекционном объективе первый мениск выполнен положительным и выпуклой стороной направлен к фотоприемному устройству, а четвертый мениск расположен между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством. 1табл., 1 ил.

Наверх