Объектив для ближней ик-области спектра



Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра
Объектив для ближней ик-области спектра

 


Владельцы патента RU 2631538:

Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" (RU)

Изобретение может быть использовано в наблюдательных приборах и телевизионных обзорных комплексах. Объектив содержит апертурную диафрагму и четыре компонента. Первый компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Второй - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Третий - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, склеенный из отрицательного и положительного менисков. Четвертый - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению. Фокусные расстояния компонентов удовлетворяют условиям: F0/F1=0,1÷1,0; F2/F0=0,5÷0,9; F0/|F3|=0,1÷1,0; |F4|/F0=0,5÷0,9, где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно. Технический результат - повышение качества изображения, уменьшение длины и увеличение рабочего отрезка объектива. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам для ближней ИК-области спектра 0,6-0,9 мкм, и может быть использовано в наблюдательных приборах и телевизионных обзорных комплексах.

Известен объектив, содержащий три компонента, первый из которых - двухсклеенная линза, состоящая из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а второй и третий положительные мениски, обращенные вогнутостью к изображению (Патент РФ №2105333, МПК6 G02B 9/12, G02B 9/34, G02B 15/22, 1995).

Указанный объектив имеет низкое качество изображения, не позволяющее достичь предела разрешающего, соответствующего размеру пикселей современных телевизионных матричных фотоприемников приемников.

Наиболее близким к заявляемому является объектив, содержащий четыре компонента, первый из которых - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, склеенный из двух линз, четвертый компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению (Патент РФ №2218585, МПК7 G02В 9/60, G02B 13/14,2002).

Указанный объектив также имеет недостаточно высокое качество изображения, не позволяющее достичь предела разрешающего, соответствующего размеру пикселей современных телевизионных матричных фотоприемников. Как показывает расчет по конструктивным параметрам, приведенным в таблицах 3 и 5 в описании, диаметр кружка рассеяния, в котором сосредоточено 80% энергии, составляет 10 мкм для центра поля и 15 мкм для края поля. Типичный размер одного пикселя в современных телевизионных фотоприемниках составляет 5 мкм.

Кроме того, указанный объектив имеет относительно большую длину и малый рабочий отрезок, т.е. расстояние от последней поверхности объектива до плоскости изображения. Из конструктивных параметров, приведенных в таблицах 3 и 5, следует, что отношение длины объектива к фокусному расстоянию составляет 1,10 и 1,16 соответственно, а отношение рабочего отрезка к фокусному расстоянию объектива составляет 0.21 и 0,16 соответственно. Большая длина объектива увеличивает его габариты и вес, а малый рабочий отрезок не позволяет разместить за объективом дополнительную фокусирующую линзу или светорегулирующие устройство, например набор светофильтров или светоделительное зеркало.

Задача настоящего изобретения - повышение качества изображения, уменьшение длины и увеличение рабочего отрезка объектива.

Поставленная задача решается тем, что в объективе для ближней ИК области спектра, содержащем апертурную диафрагму и четыре компонента, первый из которых - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, склеенный из двух линз, четвертый компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, новым является то, что второй компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, склеенного из отрицательного и положительного менисков, при этом фокусные расстояния компонентов удовлетворяют следующим условиям:

F0/F1=0,1÷1,0;

F2/F0=0,5÷0,9;

F0/|F3|=0,1÷1,0;

|F4|/F0=0,5÷0,9;

где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно.

Представленная конструкция позволяет повысить качество изображения, уменьшить длину и увеличить задний рабочий отрезок объектива.

В частном случае между вторым и третьим компонентом расположена апертурная диафрагма с возможностью регулирования диаметра. Это дает дополнительную возможность регулирования светового потока на фотоприемнике, что расширяет функциональные возможности объектива.

В частном случае между четвертым компонентом и плоскостью изображений расположена одиночная линза с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Это дает возможность фокусировки на предметы, находящиеся на конечном расстоянии, что также расширяет функциональные возможности объектива.

В частных случаях материалы линз и конструктивные параметры объектива удовлетворяют следующим условиям:

- первая линза второго компонента и вторая линза третьего компонента выполнены из одного материала;

- вторая линза второго компонента и первая линза третьего компонента выполнены из одного материала;

- первая линза первого компонента и четвертый компонент выполнены из одного материала;

- оптические поверхности выполнены с соблюдением следующего соотношения:

R9=-R1;

где R1 - радиус первой поверхности первого компонента,

R9 - радиус последней поверхности третьего компонента.

В вышеуказанных частных случаях сокращается используемый для изготовления набор марок стекол и набор пробных стекол, что повышает технологичность изготовления объектива.

На фиг. 1а, 1б, 1в показана оптическая схема объектива для вариантов 1, 2, 3 соответственно, на фиг. 2а, 2б, 2в - частотно-контрастная характеристика объектива для вариантов 1, 2, 3 соответственно.

Объектив содержит апертурную диафрагму и четыре компонента. Первый компонент - положительный мениск 1, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Второй компонент - положительный мениск 2, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Третий компонент - отрицательный мениск 3, обращенный выпуклостью к изображению, склеенный из отрицательного и положительного менисков. Четвертый компонент - отрицательный мениск 4, обращенный выпуклостью к изображению.

Фокусные расстояния компонентов удовлетворяют следующим условиям:

F0/F1=0,1÷1,0;

F2/F0=0,5÷0,9;

F0/|F3|=0,1÷1,0;

|F4|/F0=0,5÷0,9;

где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно.

Между вторым компонентом 2 и третьим компонентом 3 расположена апертурная диафрагма с возможностью регулирования диаметра.

Между четвертым компонентом 4 и плоскостью изображений расположена одиночная линза 5 с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

На фиг. 1а, 1б, 1в показан также светофильтр 6, ограничивающий рабочую область спектра.

Материалы линз и конструктивные параметры объектива удовлетворяют следующим условиям:

- первая линза второго компонента и вторая линза третьего компонента выполнены из одного материала;

- вторая линза второго компонента и первая линза третьего компонента выполнены из одного материала;

- первая линза первого компонента и четвертый компонент выполнены из одного материала.

- оптические поверхности выполнены с соблюдением следующего соотношения:

R9=-R1;

где R1 - радиус первой поверхности первого компонента,

R9 - радиус последней поверхности третьего компонента.

Ниже приведены три варианта конкретного выполнения объектива.

В табл. 1, 2, 3 приведены конструктивные параметры объектива - радиусы поверхностей, толщины линз и воздушных промежутков между ними, материалы и диаметры линз - для вариантов 1, 2, 3 соответственно.

В таблице 4 приведены рассчитанные оптические характеристики объектива для вариантов 1, 2, 3.

Положительный эффект предлагаемой конструкции объектива заключается в том, что она обеспечивает, по сравнению с прототипом, повышенное качество изображения, что позволяет обеспечить предел разрешения, соответствующий размеру пикселей современных телевизионных матричных фотоприемников.

Предлагаемый объектив, по сравнению с прототипом, имеет относительно небольшую длину и относительно большой рабочий отрезок, что позволяет уменьшить габариты и вес объектива и разместить за объективом дополнительную фокусирующую линзу или светорегулирующие устройство, например набор светофильтров или светоделительное зеркало.

1. Объектив для ближней ИК области спектра, содержащий апертурную диафрагму и четыре компонента, первый из которых положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, второй компонент - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, склеенный из двух линз, четвертый компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к изображению, отличающийся тем, что второй компонент выполнен склеенным из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, склеенного из отрицательного и положительного менисков, при этом фокусные расстояния компонентов удовлетворяют следующим условиям:

F0/F1=0,1÷1,0;

F2/F0=0,5÷0,9;

F0/|F3|=0,1÷1,0;

|F4|/F0=0,5÷0,9,

где F1, F2, F3, F4, F0 - фокусные расстояния первого, второго, третьего, четвертого компонентов и объектива соответственно.

2. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что между вторым и третьим компонентом расположена апертурная диафрагма с возможностью регулирования диаметра.

3. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что между четвертым компонентом и плоскостью изображений расположена одиночная линза с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

4. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что первая линза второго компонента и вторая линза третьего компонента выполнены из одного материала.

5. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что вторая линза второго компонента и первая линза третьего компонента выполнены из одного материала.

6. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что первая линза первого компонента и четвертый компонент выполнены из одного материала.

7. Объектив по п. 1, отличающийся тем, что оптические поверхности выполнены с соблюдением следующего соотношения:

R9=-R1,

где R1 - радиус первой поверхности первого компонента,

R9 - радиус последней поверхности третьего компонента.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в объективах, работающих в дальнем ИК-диапазоне. Объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, работающих в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, закрепленные в корпусе из алюминиевого сплава.

Объектив может быть использован в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, не требующими охлаждения до криогенных температур и чувствительными в спектральном диапазоне 8-12 мкм.

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах. Светосильный объектив состоит из четырех расположенных по ходу лучей линз: первая и вторая линзы - одиночные положительные мениски, обращенные вогнутостью к изображению.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, а третий - отрицательный.

Изобретение относится к области ИК-оптики и может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, не требующими охлаждения до криогенных температур, чувствительных в спектральном диапазоне 8-12 мкм.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Телеобъектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, а третий - отрицательный.

Объектив может быть использован в тепловизорах, чувствительных в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, из которых первый, второй и четвертый по ходу луча мениски - положительные, третий - отрицательный.

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах. Объектив содержит четыре одиночных мениска, обращенных вогнутостью к изображению.

Объектив может быть использован в телескопических системах, в микроскопах и других оптических приборах, в том числе в ИК-системах. Объектив с вынесенным входным зрачком состоит из трех компонентов.

Объектив содержит установленные по ходу луча первое зеркало в виде внеосевого фрагмента вогнутого положительного асферического зеркала, второе зеркало в виде выпуклого отрицательного осесимметричного сферического зеркала.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах на основе охлаждаемых матричных приемников. Телеобъектив содержит по ходу луча четыре компонента.

Изобретение может быть использовано в объективах, работающих в дальнем ИК-диапазоне. Объектив состоит из четырех компонентов по ходу лучей.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, работающих в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, закрепленные в корпусе из алюминиевого сплава.

Изобретение может быть использовано в тепловизорах с матричными фотоприемными устройствами, чувствительными в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит два одиночных положительных мениска, обращенных выпуклостью к плоскости предметов.

Объектив может быть использован в тепловизорах с матричными фотоприемниками, чувствительными в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит три мениска.

Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано при создании тепловизионных приборов с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами, осуществляющих обнаружение и распознавание объектов.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается оптической системы тепловизионного прибора. Оптическая система включает в себя объектив, приемник излучения с охлаждаемой диафрагмой, блок обработки информации, датчик температуры, блок позиционирования и блок обработки информации.

Двухспектральная оптическая система содержит главное вогнутое асферическое зеркало с центральным отверстием, вторичное выпуклое асферическое зеркало, спектроделитель, тепловизионный канал с первым, вторым и третьим объективами, а также фотоприемным устройством и устройством переключения потоков излучения, два телевизионных канала с объективом и фотоприемным устройством в каждом из каналов и устройство управления и обработки информации.

Компактный объектив среднего ИК диапазона предназначен для использования с охлаждаемыми фотоприемными устройствами среднего ИК диапазона. Объектив состоит из входной и проекционной частей.

Изобретение относится к технологии выращивания профилированных монокристаллов германия из расплава, применяемых в качестве материала для детекторов ионизирующих излучений, для изготовления элементов оптических и акустооптических устройств ИК-диапазона – линз и защитных окон объективов тепловизионных приборов, лазеров на окиси углерода, а также для изготовления подложек фотоэлектрических преобразователей. Способ включает установку в тигель вертикального формообразователя с отверстиями в месте примыкания его нижней части к тиглю для удаления образующегося при кристаллизации избыточного расплава, размещение в проточках вертикального формообразователя горизонтальных формообразующих элементов выпукло-вогнутой формы, загрузку исходной шихты в вертикальный формообразователь, ее нагрев с образованием расплава, погружение затравочного кристалла в расплав, разращивание кристалла путем снижения температуры при одновременном вытягивании, остановку вертикального вытягивания кристалла и дальнейшее разращивание кристалла до полной кристаллизации расплава, при этом увеличение кристалла по радиусу от момента остановки вытягивания до полной кристаллизации расплава проводят путем общего понижения температуры, одновременно осуществляя, с периодом 20 минут, подплавления и разращивания кристалла, вызываемые повышением и понижением температуры с амплитудой ±3°С. Такой режим роста приводит к уменьшению концентраций основных дефектов структуры и связанных с ними оптических неоднородностей и физически эквивалентен дополнительному отжигу во время формирования кристалла. Тем самым решается технический результат, заключающийся в повышении структурного и оптического качества крупногабаритных монокристаллов в форме заготовки, в максимальной степени близкой к форме изготавливаемых линз и других элементов оптических, акустооптических и фотоэлектрических устройств на основе германия. 3 ил., 2 пр.
Наверх