Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра



Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра
Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра
Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра
Оптическая тепловизионная система для средней ик-области спектра

 


Владельцы патента RU 2567444:

Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" (RU)

Оптическая тепловизионная система содержит расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством. Входной объектив содержит два компонента в виде двух расположенных последовательно положительного и отрицательного менисков, обращенных выпуклостью к пространству предметов. Проекционный объектив содержит три компонента, выполненные из последовательно установленных по ходу лучей первого отрицательного мениска, двояковыпуклой линзы и третьего положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов. Технический результат - уменьшение количества оптических элементов при дифракционно-ограниченном качестве изображения. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве оптической системы различных приборов, например оптической системы тепловизионной камеры.

Известна оптическая система для ИК-области спектра, описанная в патенте RU №2338227, МПК G02B 13/14, G02B 9/64, опубл. 20.02.2008. Данная оптическая система имеет удаленный зрачок, но ее аберрации исправлены для дальней ИК-области спектра, что не позволяет использовать ее для средней ИК-области спектра, кроме того, она имеет большое количество линз, что усложняет технологию ее производства.

Известны также оптическая система для тепловизионных приборов, описанная в патенте RU №2449328, МПК G02B 13/14, G02B 23/12, опубл. 27.04.2012, и оптическая система с вынесенной апертурной диафрагмой для среднего ИК-диапазона в патенте RU №2419113, МПК G02B 13/14, G02B 9/64, опубл. 20.05.2011. Обе оптические системы имеют большое количество линз, что снижает коэффициент пропускания этих систем и усложняет технологию их производства.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является оптическая система тепловизионного прибора по патенту на полезную модель RU №131206, МПК G02B 13/14, опубл. 10.08.2013. Оптическая система тепловизионного прибора содержит последовательно расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, содержащий отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости действительного промежуточного изображения, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством, содержащий последовательно установленные по ходу лучей первый положительный мениск, второй отрицательный мениск, обращенные выпуклостью к фотоприемному устройству, третий положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству предметов, и четвертый положительный мениск, обращенный выпуклостью к фотоприемному устройству и расположенный между третьим мениском проекционного объектива и фотоприемным устройством. Недостатками данной оптической системы являются большое количество оптических элементов, что делает ее производство нетехнологичной, а также снижает коэффициент пропускания, что ограничивает эксплуатационные характеристики.

Задача изобретения - создание оптической тепловизионной системы для средней ИК-области спектра с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - уменьшение количества оптических элементов при обеспечении дифракционно-ограниченного качества изображения за счет изменения формы линз и оптимизации аберраций.

Это достигается тем, что в оптической тепловизионной системе для средней ИК-области спектра, содержащей расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение, выполненный из отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклостями к пространству предметов, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и выполненный из последовательно установленных по ходу лучей первого мениска, второго компонента и третьего положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, в отличие от известного, во входном объективе два компонента, при этом первым по ходу лучей расположен положительный мениск, а в проекционном объективе три компонента, при этом первый мениск отрицательный и обращен выпуклостью к пространству предметов, а второй компонент - двояковыпуклая линза.

На фиг. 1 представлена оптическая схема предложенной оптической тепловизионной системы для средней ИК-области, на фиг. 2 - график числа Штреля, на фиг. 3 - график кривизны поля и дисторсии.

Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра (фиг. 1) состоит по ходу лучей из входного объектива 1, строящего промежуточное действительное изображение и проекционного объектива 2, за которым установлено фотоприемное устройство 3. Входной объектив 1 выполнен в виде положительного мениска 4 и отрицательного мениска 5, обращенных выпуклостью к пространству предметов. Проекционный объектив 2, установлен перед фотоприемным устройством 3 и содержит последовательно установленные по ходу лучей отрицательный мениск 6, обращенный выпуклостью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу 7 и положительный мениск 8, обращенный выпуклостью к пространству предметов. Входное окно 9 является частью конструкции фотоприемного устройства 3, охлаждаемая диафрагма 10 ограничивает апертуру лучей, попадающих на матрицу чувствительных элементов 11 фотоприемного устройства 3.

Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра работает следующим образом: световой поток, исходящий из бесконечно удаленной точки предмета попадает на первую поверхность входного объектива 1, проходит через мениски 4, 5, формирует промежуточное изображение, далее световой поток попадает на первую поверхность проекционного объектива 2, проходит через мениск 6, двояковыпуклую линзу 7, мениск 8, через входное окно 9 попадает в фотоприемное устройство 3 и формирует изображение предмета на матрице чувствительных элементов 11.

В соответствии с предложенным решением рассчитана конкретная оптическая система, конструктивные параметры которой приведены в таблице 1.

Характеристики рассчитанной оптической тепловизионной системы для средней ИК-области спектра:

фокусное расстояние f′=200 мм

относительное отверстие 1:4

угол поля зрения 2ω=3,5°

На фигурах 2, 3 приведены графики числа Штреля для центра и края поля в зависимости от величины дефокусировки и графики аберраций рассчитанной оптической тепловизионной системы.

Предлагаемая оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра имеет высокое качество изображения, что подтверждается графиками числа Штреля (фиг. 2) - оптическая система имеет дифракционно-ограниченное качество изображения для оси и края поля зрения, и графиками кривизны поля и дисторсии (фиг. 3) - астигматизм не более 0,14 мм, дисторсия не более 0,6%.

Таким образом, достигнут технический результат - создана оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра с уменьшенным количеством оптических элементов, при этом система имеет дифракционно-ограниченное качество изображения.

Оптическая тепловизионная система для средней ИК-области спектра, содержащая расположенные по ходу лучей входной объектив, строящий действительное промежуточное изображение и выполненный из отрицательного и положительного менисков, обращенных выпуклостями к пространству предметов, и проекционный объектив, установленный перед фотоприемным устройством и выполненный из последовательно установленных по ходу лучей первого мениска, второго компонента и третьего положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, отличающаяся тем, что во входном объективе два компонента, при этом первым по ходу лучей расположен положительный мениск, а в проекционном объективе три компонента, при этом первый мениск отрицательный и обращен выпуклостью к пространству предметов, а второй компонент - двояковыпуклая линза.



 

Похожие патенты:

Светосильный объектив может использоваться в приборах ночного видения. Объектив содержит расположенные по ходу луча положительный и отрицательный мениски, обращенные выпуклостью в сторону предмета, апертурную диафрагму, отрицательный компонент, склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Светосильный объектив может использоваться в приборах совместно с матричными приемниками. Объектив содержит расположенные последовательно по ходу луча двояковогнутую линзу, блок из двух положительных менисков, обращенных выпуклостями друг к другу, двояковыпуклую линзу и компонент в виде склеенных друг с другом двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Инфракрасный объектив может быть использован в тепловизорах. Объектив содержит три компонента.

Микрообъектив содержит последовательно расположенные пять компонентов. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к пространству изображения.

Объектив // 2532560
Изобретение может быть использовано в качестве объектива телевизионной камеры с ПЗС-матрицей и фотоприемника дальномера. Объектив содержит по ходу луча первый компонент в виде положительной склеенной линзы из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент в виде положительного мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент в виде мениска, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, спектроделительный блок, разделяющий длину волны лазерного излучения и спектральный диапазон чувствительности ПЗС-матрицы, с которым оптически связан четвертый компонент, выполненный в виде отрицательной линзы.

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.

Объектив может использоваться в тепловизионных приборах с матричными приемниками, регистрирующими изображение в фиксированной плоскости. Объектив содержит четыре компонента.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам для инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в технологических установках по проверке параметров матричных приемников теплового излучения, применяемых в тепловизорах.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться как объектив цифровых фотоаппаратов мобильных телефонов или массовых видеокамер наблюдения, работающих в режиме «день-ночь», т.е.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве объектива тепловизионных приборов для наблюдения и опознавания объектов по тепловому излучению.

Система содержит входной объектив, проекционный объектив, компенсационный элемент и расфокусирующий элемент. Входной объектив строит промежуточное действительное изображение и выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов.

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.

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 может быть использовано в тепловизионных приборах с охлаждаемыми матричными приемниками излучения. Устройство состоит из объектива, матричного приемника излучения с охлаждаемой диафрагмой, блока обработки информации, блока позиционирования, блока стабилизации и блока калибровки.
Наверх