×
17.04.2019
219.017.160c

Результат интеллектуальной деятельности: ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ С ИЗМЕНЯЕМЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ ДЛЯ РАБОТЫ В ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002339983
Дата охранного документа
27.11.2008
Аннотация: Объектив может быть использован в приборах, работающих в ИК-диапазоне для задач обнаружения, различения и опознавания объектов. Объектив содержит установленные по ходу лучей первый и последний неподвижные положительные компоненты и подвижные одиночные линзы, расположенные между ними. Первый компонент - мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения. Первая перемещающаяся линза - двояковогнутая, вторая - положительная. Последний компонент - одиночный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображения. Все элементы оптической системы изготовлены из материала одной марки. Между второй перемещающейся линзой и последним неподвижным компонентом введена дополнительная линза, которая в первом варианте имеет возможность перемещения, и подвижные линзы перемещаются без сохранения постоянного расстояния между вершинами своих преломляющих поверхностей. Во втором варианте дополнительная линза неподвижна, а подвижные компоненты перемещаются в противоположных направлениях. Технический результат - улучшение качества изображения и уменьшение габаритных размеров. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

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

Известен объектив [1] состоящий из четырех компонентов, причем третий, четвертый установлены с возможностью ввода и вывода их из оптической схемы для изменения фокусного расстояния. Первый и второй компоненты обеспечивают фокусное расстояние f'=449,22 мм, режим узкого поля зрения. Для обеспечения фокусного расстояния f'=117,41 мм - режим широкого угла поля зрения - вводятся третий компонент между первым и вторым и четвертый компонент за вторым.

Его недостатком является большое количество оптических элементов. В результате увеличиваются габаритные размеры и повышается поглощение падающего излучения линзами объектива.

Известен другой объектив [2], состоящий из трех групп компонентов, с возможностью ввода и вывода второй группы из оптической схемы для изменения фокусного расстояния.

Его недостатком являются повышенные габаритные размеры и, как следствие, невозможность применения в аппаратуре, к которой предъявляются жесткие массогабаритные требования, а также необходимость придания преломляющим поверхностям некоторых элементов сложной асферической формы.

Уменьшение габаритных размеров вышеуказанных объективов невозможно из-за необходимости иметь дополнительное пространство для размещения компонентов, вводимых в оптическую схему при изменении ее фокусного расстояния. Выполнение всех преломляющих поверхностей второго объектива сферическими без потери качества изображения невозможно.

Наиболее близким, принятым за прототип, является линзовый объектив [З] с дискретной сменой фокусного расстояния для работы в инфракрасной области спектра с установленными по ходу лучей первым и последним неподвижными положительными компонентами и подвижным отрицательным компонентом, расположенным между ними, при этом первый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения.

Недостатками этого объектива являются большие габаритные размеры, низкое качество изображения и малая разрешающая способность, которые ограничивают использование этого объектива с приемниками теплового излучения, величина термочувствительного элемента которых лежит в пределах 25-35 мкм.

Задачей данного изобретения является обеспечение более высоких технических характеристик объектива: улучшение качества изображения и уменьшение габаритных размеров.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается линзовый объектив с изменяемым фокусным расстоянием для работы в инфракрасной области спектра, содержащий установленные по ходу лучей первый и последний неподвижные положительные компоненты и подвижные одиночные линзы, расположенные между ними, при этом первый по ходу луча компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, первая по ходу луча перемещающаяся линза выполнена в виде двояковогнутой отрицательной линзы, вторая по ходу луча перемещающаяся линза имеет положительную оптическую силу, отличающийся тем, что в нем вогнутая поверхность первого мениска и вторая вогнутая поверхность первой перемещающейся линзы имеют сферическую форму, последний компонент выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к плоскости изображения, между второй перемещающейся линзой и последним неподвижным компонентом введена дополнительная линза, имеющая возможность перемещения вдоль оптической оси, подвижные линзы перемещаются без сохранения постоянного расстояния между вершинами своих преломляющих поверхностей и все элементы оптической системы изготовлены из материала одной марки.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительная линза установлена неподвижно, а перемещение подвижных компонентов происходит в противоположных направлениях.

Конструктивные параметры данных объективов приведены в таблицах 1 и 2.

Предложенное изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.

Фиг.1 - положение компонентов в объективе первого варианта при:

а)ƒ'=60 мм;

б)ƒ'=180 мм.

Фиг.2 - положение компонентов в объективе второго варианта при:

а)ƒ'=60 мм;

б)ƒ'=180 мм.

Фиг.3 - график ЧКХ первого варианта при:

а)ƒ'=60 мм;

б)ƒ'=180 мм.

Фиг.4 - график ЧКХ второго варианта при:

а)ƒ'=60 мм;

б)ƒ'=180 мм.

На фиг.3 и фиг.4 показаны графики частотно-контрастной характеристики предлагаемых вариантов объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота N мм-1, отнесенная к плоскости изображения объектива, а по оси ординат - коэффициент передачи контраста Т в относительных единицах.

Таблица 1
Конструктивные параметры первого варианта объектива
Радиусы, ммТолщины, ммМатериалСветовые диаметры, мм
R1=165.347D1=14.0Германий59.8/167.1
R2=236.695D2=16.546/105.52755.4/162.1
R3=-213.332D3=9.0Германий45.7/36.4
R4=454.291D4=51.758/3.545.7/34.9
R5=-241.973D5=10.0Германий60.9/33.9
R6=-149.291D6=2.655/40.92363.2/34.2
R7=127.977D7=10.0Германий60.9/32.6
R8=175.731D8=81.039/2.04957.8/30.8
R9=98.83D9=10.0Германий32.5/30.2
R10=131.009D10=20.029.4/27.4

Числитель дроби для ƒ'=60 мм, знаменатель для ƒ'=180 мм

Объектив имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние, мм60-180;
Относительное отверстие1:1,5;
Рабочий спектральный диапазон, мкм8-12;
Линейное поле изображения, 2у' мм16;
Длина системы, мм230.

Таблица 2
Конструктивные параметры второго варианта объектива
Радиусы, ммТолщины, ммМатериалСветовые диаметры, мм
R1=306.016D1=18.0Германий159.2/218.7
R2=437.877D2=124.774/185.276152.5/212.2
R3=-367.895D3=6.0Германий50.6/61.8
R4=336.818D4=73.415/5.97649.9/61.2
R5=189.874D5=10.5Германий55.4/63.2
R6=-581.823D6=5.864/12.80153.8/61.8
R7=-148.73D7=10.5Германий49.2 / 46.8
R8=-282.397D8=50.050.6/47.0
R9=72.26D9=10.5Германий47.9/45.5
R10=108.805D10=30.043.3/41.2

Числитель дроби для ƒ'=60 мм, знаменатель для ƒ'=180 мм

Объектив имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние, мм60-180;
Относительное отверстие1:1,2;
Рабочий спектральный диапазон, мкм8-12;
Линейное поле изображения, 2у' мм16;
Длина системы, мм339.

Из приведенных графиков, а также из анализа работы прототипа на частотах 100-130 мм-1 видно, что предлагаемая схема объектива имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения.

Данный объектив может применяться в приборах, работающих в ИК-диапазоне для задач обнаружения, различения и опознавания объектов.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №92002027 (аналог).

2. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, №5 (2003), p.308-322 (аналог).

3. WO №99/59015 (прототип).

1.ЛинзовыйобъективсизменяемымфокуснымрасстояниемдляработывИК-областиспектра,содержащийустановленныепоходулучейпервыйипоследнийнеподвижныеположительныекомпонентыиподвижныеодиночныелинзы,расположенныемеждуними,приэтомпервыйпоходулучакомпонентвыполненввидемениска,обращенноговогнутостьюкплоскостиизображения,перваяпоходулучаперемещающаясялинзавыполненаввидедвояковогнутойотрицательнойлинзы,втораяпоходулучаперемещающаясялинзаимеетположительнуюоптическуюсилу,отличающийсятем,чтовнемвогнутаяповерхностьпервогоменискаивтораявогнутаяповерхностьпервойперемещающейсялинзыимеютсферическуюформу,последнийкомпонентвыполненввидеодиночногомениска,обращенноговогнутостьюкплоскостиизображения,междувторойперемещающейсялинзойипоследнимнеподвижнымкомпонентомвведенадополнительнаялинза,имеющаявозможностьперемещениявдольоптическойоси,подвижныелинзыперемещаютсябезсохраненияпостоянногорасстояниямеждувершинамисвоихпреломляющихповерхностейивсеэлементыоптическойсистемыизготовленыизматериалаодноймарки.12.ЛинзовыйобъективсизменяемымфокуснымрасстояниемдляработывИК-областиспектра,содержащийустановленныепоходулучейпервыйипоследнийнеподвижныеположительныекомпонентыиподвижныеодиночныелинзы,расположенныемеждуними,приэтомпервыйпоходулучакомпонентвыполненввидемениска,обращенноговогнутостьюкплоскостиизображения,перваяпоходулучаперемещающаясялинзавыполненаввидедвояковогнутойотрицательнойлинзы,втораяпоходулучаперемещающаясялинзаимеетположительнуюоптическуюсилу,отличающийсятем,чтовнемвогнутаяповерхностьпервогоменискаивтораявогнутаяповерхностьпервойперемещающейсялинзыимеютсферическуюформу,последнийкомпонентвыполненввидеодиночногомениска,обращенноговогнутостьюкплоскостиизображения,междувторойперемещающейсялинзойипоследнимнеподвижнымкомпонентомвведенадополнительнаянеподвижнаялинза,перемещениеподвижныхкомпонентовпроисходитвпротивоположныхнаправленияхивсеэлементыоптическойсистемыизготовленыизматериалаодноймарки.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-6 of 6 items.
11.03.2019
№219.016.d799

Способ интерференционного измерения формы поверхности оптических деталей

Способ интерференционного измерения формы поверхности оптических деталей включает регистрацию интерференционной картины фотографическим путем на прозрачном носителе, освещение зарегистрированной интерферограммы в интервале углов от β до α+β, где α - угол диффузного рассеивания света...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224982
Дата охранного документа: 27.02.2004
17.04.2019
№219.017.1582

Определитель полярных координат огневых средств, обнаруживающих себя блеском выстрела

Определитель полярных координат огневых средств, обнаруживающих себя блеском выстрела, содержит двухканальную систему, матричные двухкоординатные фотоприемники, блок электронной обработки сигналов, блок цифровой индикации результатов измерений и блок электропитания. В едином корпусе закреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002252442
Дата охранного документа: 20.05.2005
09.05.2019
№219.017.4bac

Линзовый объектив

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве объектива в приборах ночного видения для наблюдения и опознавания объектов в условиях пониженной освещенности. Объектив содержит три компонента. Первый компонент состоит из двух линз...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02239855
Дата охранного документа: 10.11.2004
18.05.2019
№219.017.5586

Оптическая система светодальномера

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано как дополнительная оптическая система к светодальномеру. Оптическая система светодальномера содержит уголковый отражатель, систему отражающих элементов, установленных последовательно один за другим отражающими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224983
Дата охранного документа: 27.02.2004
18.05.2019
№219.017.55af

Фемтосекундный лазерный дальномер

Фемтосекундный лазерный дальномер содержит лазерный излучатель, приемный и передающий оптические каналы, оптическую регулируемую линию задержки с индикатором величины задержки, фотоприемник. Лазерный излучатель выполнен в виде источника одиночных фемтосекундных импульсов, излучение с которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02228517
Дата охранного документа: 10.05.2004
29.06.2019
№219.017.9bb7

Пирометр истинной температуры

Изобретение относится к устройствам пирометрии и может быть использовано для дистанционного измерения истинной температуры различных объектов с неизвестным коэффициентом излучения. Пирометр содержит объектив, диск обтюратора, который включает N спектральных фильтров, приемник излучения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02219504
Дата охранного документа: 20.12.2003
Showing 1-10 of 30 items.
20.02.2013
№216.012.281b

Двухдиапазонный инфракрасный светосильный объектив

Объектив может быть использован в технологических установках для проверки параметров матричных приемников излучения, работающих в инфракрасном диапазоне. Объектив содержит последовательно расположенные по ходу лучей три компонента. Первый и третий компоненты - положительные мениски из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475787
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.03.2013
№216.012.2ec3

Светосильный объектив с угловым полем не менее 25 градусов для тепловизора (варианты)

Объектив может быть использован в тепловизорах на основе неохлаждаемых матричных фотоприемных устройств в спектральном диапазоне от 8 до 12 мкм. Объектив содержит четыре мениска, первый - положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости изображений, второй - отрицательный,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477502
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.11.2013
№216.012.7fb2

Зеркально-линзовый объектив

Объектив может быть использован для визуального наблюдения, фото и видео регистрации. Объектив содержит расположенные по ходу лучей четыре компонента: главное зеркало, вторичное зеркало с внутренним отражением, расположенный вблизи плоскости промежуточного изображения третий компонент и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498363
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fb3

Окуляр с удаленным зрачком

Окуляр может быть использован в оптических и оптико-электронных приборах, требующих удаления выходного зрачка, превышающего фокусное расстояние не менее чем в 2,5 раза. Окуляр содержит расположенные по ходу лучей отрицательный дублет, положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498364
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a29

Способ изменения направления визирной оси в оптическом прицеле и прицел с переменным увеличением, реализующий способ

Прицел содержит объектив, коллектив, плоскопараллельную пластинку с прицельной маркой и шкалами, оборачивающую систему, полевую диафрагму и окуляр. В объективе корригируют аберрации в пределах углового поля, равного сумме наибольшей величины углового поля прицела и наибольшей величины изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501051
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.12.2013
№216.012.91ea

Двухдиапазонный инфракрасный объектив

Объектив может использоваться в тепловизионных приборах с матричными приемниками, регистрирующими изображение в фиксированной плоскости. Объектив содержит четыре компонента. Первый и четвертый - в виде положительных менисков из одинакового материала, обращенных вогнутостями к плоскости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503047
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.01.2014
№216.012.98c5

Объектив для прибора ночного видения

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504808
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.05.2014
№216.012.c205

Лазерный монокулярный дальномер

Дальномер имеет частично совмещенные визирный, излучающий, приемный и проекционный каналы. Объективы всех каналов выполнены двухкомпонентными, первый компонент объектива визирного канала входит в состав объектива приемного и излучающего каналов. В дальномер входят первый компонент объектива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515418
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.01.2015
№216.013.19ef

Светосильный объектив с изменяемой величиной поля зрения для тепловизора (варианты)

Объектив может быть использован в тепловизорах в спектральном диапазоне 8-12 мкм. Объектив по обоим вариантам содержит четыре компонента, второй и четвертый из которых подвижные и имеют по два фиксированных положения. Первый компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538067
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.04.2015
№216.013.3cc4

Оптический прицел с дискретной сменой увеличения

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим прицелам, и может быть использовано, например, в стрелковых, охотничьих, спортивных оптических прицелах, обеспечивающих возможность наблюдения объектов со сменным увеличением и соответственно со сменным полем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547044
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД