×
16.05.2023
223.018.618b

Результат интеллектуальной деятельности: ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Оптическая система может использоваться в телевизионных и фотографических системах, а также в измерительных приборах с многоэлементными матричными приемниками излучения. Оптическая система состоит из первой линзовой группы, содержащей первую отрицательную выпукло-вогнутую, вторую положительную выпукло-вогнутую, третью отрицательную выпукло-вогнутую линзы, второй линзовой группы, содержащей первую отрицательную выпукло-вогнутую, вторую двояковыпуклую, третью отрицательную вогнуто-выпуклую и четвертую отрицательную вогнуто-выпуклую линзы, и приемника излучения..Выполняются соотношения: -6,3≤f'/f'≤-5,3; 0,7≤f'/f'≤1,3; 1,2≤d/f'≤1,8; 0,4≤d/f'≤0,6, где f' - фокусное расстояние первой линзы первой линзовой группы; f' - фокусное расстояние второй линзовой группы; d - расстояние между первой и второй линзами первой линзовой группы, d - расстояние между третьей и четвертой линзами второй линзовой группы; f' - фокусное расстояние системы. Технический результат - повышение относительного отверстия оптической системы при уменьшении ее длины, упрощении конструкции и высоком качестве изображения в пределах всего поля зрения. 4 табл., 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании телевизионных и фотографических систем, а также в измерительных приборах с многоэлементными матричными приемниками излучения.

Известен объектив (см. патент на полезную модель RU 147364 U1, МПК7 G02B 9/12, 11/12, публ. 10.11.2014 г.) с фокусным расстоянием 50 мм, относительным отверстием 1:2,94 и угловым полем зрения 35°. Недостатками данного объектива являются наличие двух асферических поверхностей, повышающих затраты на изготовление, и большое значение дисторсии на краю поля зрения (-6%).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе, принятой за прототип, является телецентрический объектив (см. патент RU 2278403 С1, МПК7 G02B 13/22, 9/64 публ. 20.06.2006 г.). В состав объектива входят две линзовые группы, содержащие соответственно четыре и семь линз. В первой группе первая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой, вторая - двояковогнутой, третья - двояковыпуклой, четвертая -положительной вогнуто-выпуклой. Во второй группе первая линза выполнена отрицательной выпукло-вогнутой, вторая - двояковыпуклой, третья - отрицательной вогнуто-выпуклой, четвертая - отрицательной выпукло-вогнутой, пятая - двояковыпуклой, шестая - отрицательной выпукло-вогнутой, седьмая - положительной выпукло-вогнутой. В пространстве между группами расположена апертурная диафрагма. Объектив предназначен для работы в спектральном диапазоне спектра от 0,5 до 0,9 мкм, имеет фокусное расстояние f=40 мм, относительное отверстие 1:6, угловое поле зрения 54°. Длина от первой поверхности до плоскости чувствительных элементов матричного приемника излучения (МПИ) составляет L=201,7 мм.

К недостаткам указанного объектива можно отнести невысокое относительное отверстие, большую длину и большое количество линз. Кроме того, приведенные значения МПФ (модуляционной передаточной функции) свидетельствуют о невысоком качестве его изображения. Лучшие значения МПФ получены для спектрального диапазона 0,5-0,6 мкм и составляют для 70 лин/мм в центре поля зрения 0,67, в середине - 0,58 в меридиональном сечении (m) и 0,64 в сагиттальном сечении (s), на краю поля зрения - 0,43 (m) и 0,56 (s).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение относительного отверстия оптической системы при уменьшении ее длины, упрощении конструкции и высоком качестве изображения в пределах всего поля зрения.

Указанная цель достигается тем, что в оптической системе, состоящей из расположенных вдоль оптической оси первой линзовой группы, содержащей первую отрицательную выпукло-вогнутую, вторую и третью линзы, и второй линзовой группы, содержащей первую отрицательную выпукло-вогнутую, вторую двояковыпуклую, третью отрицательную вогнуто-выпуклую и четвертую отрицательную линзы, и приемника излучения, в первой группе вторая линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, третья - отрицательной выпукло-вогнутой, а во второй группе четвертая линза выполнена вогнуто-выпуклой, при этом выполняются следующие соотношения:

-6,3≤f'1/f'≤-5,3;

0,7≤f'II/f'≤1,3;

1,2≤d1-2/f'≤1,8;

0,4≤d6-7/f'≤0,6,

где f'1 - фокусное расстояние первой линзы первой линзовой группы; f'II - фокусное расстояние второй линзовой группы; d1-2 - расстояние между первой и второй линзами первой линзовой группы, d6-7 - расстояние между третьей и четвертой линзами второй линзовой группы; f' - фокусное расстояние системы.

На фигуре 1 представлена схема оптической системы.

На фигуре 2а представлены графики МПФ системы, где максимальное значение пространственной частоты (117 лин/мм) определено для размера пикселя приемника излучения (4,25 мкм).

На фигуре 26 представлен график дисторсии оптической системы.

Оптическая система состоит из расположенных вдоль оптической оси первой линзовой группы I, содержащей первую отрицательную 1, вторую положительную 2 и третью отрицательную 3 выпукло-вогнутые линзы, и второй линзовой группы II, содержащей первую отрицательную выпукло-вогнутую 4, вторую двояковыпуклую 5, третью отрицательную вогнуто-выпуклую 6 и четвертую отрицательную вогнуто-выпуклую линзы 7, и приемника излучения 8. В системе выполняются следующие соотношения: -6,3≤f'1/f'≤-5,3; 0,7≤f'II/f'≤1,3; 1,2≤d1-2/f'≤1,8; 0,4≤d6-7/f'≤0,6, где f'1 - фокусное расстояние первой линзы 1 первой линзовой группы I; f'II -фокусное расстояние второй линзовой группы II; d1-2 - расстояние между первой 1 и второй 2 линзами первой линзовой группы I, d6-7 - расстояние между третьей 6 и четвертой 7 линзами второй линзовой группы II; f' - фокусное расстояние системы. Первая поверхность первой линзы 5 второй группы II является апертурной диафрагмой системы.

В таблице 1 приведены конструктивные параметры примера исполнения оптической системы.

В таблице 2 приведены соотношения, выполняемые в заявляемой системе, где f'1 - фокусное расстояние первой линзы 1 первой линзовой группы I; f'II - фокусное расстояние второй линзовой группы II; d1-2 - расстояние между первой 1 и второй 2 линзами первой линзовой группы I, d6-7 - расстояние между третьей 6 и четвертой 7 линзами второй линзовой группы II; f' - фокусное расстояние системы.

В таблице 3 приведены технические характеристики оптической системы.

В таблице 4 приведены значения МПФ системы для 70 лин/мм во всем спектральном диапазоне для центра, середины и края поля зрения.

Как следует из таблицы 3 относительное отверстие заявляемой системы увеличено в 1,5 раза по сравнению с прототипом, длина при этом уменьшилась в 1,9 раза. В отличие от прототипа заявляемая система содержит семь оптических элементов, причем в первой линзовой группе стало на одну линзу меньше, а во второй - на три.

Повышение относительного отверстия, уменьшение длины и количества элементов при обеспечении высокого качества изображения достигается выбором фокусных расстояний линз и групп линз, их взаимным расположением при выполнении приведенных в таблице 2 соотношений и соответствующим выбором материалов.

Из приведенных на фигуре 2(a) графиков МПФ следует, что оптическая система обладает высоким качеством изображения в широком спектральном диапазоне в пределах всего поля зрения. Как видно из таблицы 4 значения МПФ для 70 лин/мм в заявляемой системе существенно превышают аналогичные значения прототипа. Из приведенного на фигуре 2(б) графика следует, что система обладает хорошо исправленной дисторсией в пределах всего поля зрения, что позволяет использовать ее в измерительных приборах.

Оптическая система работает следующим образом: поток излучения проходит через линзы 1-7 системы, преломляясь на каждой поверхности в соответствии с радиусами кривизны и материалами линз и фокусируется в плоскости чувствительных элементов приемника излучения 8. Диаметр пучка излучения определяется диаметром апертурной диафрагмы совпадающей с первой поверхностью первой линзы 5 второй группы II.

Таким образом, выполнение оптической системы в соответствии с предлагаемым техническим решением обеспечивает повышение относительного отверстия при уменьшении длины, упрощении конструкции и высоком качестве изображения в пределах всего поля зрения.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-1 of 1 item.
18.01.2019
№219.016.b0b8

Испаритель для нанесения покрытий в вакууме

Изобретение относится к области нанесения покрытий методом термического испарения пленкообразующих материалов, преимущественно диэлектриков, в вакууме, а именно к испарителю, применяемому в вакуумных установках для нанесения покрытий на подложки. Испаритель содержит корпус 1 для испаряемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677354
Дата охранного документа: 16.01.2019
Showing 61-64 of 64 items.
22.04.2020
№220.018.17b4

Способ селекции морской цели оптико-электронной системой летательного аппарата

Изобретение относится к автономным системам конечного наведения летательных аппаратов (ЛА). Достигаемый технический результат - селекция морской цели (МЦ) оптико-электронной системы (ОЭС) конечного наведения ЛА, в том числе в условиях естественных и преднамеренных помех, посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719393
Дата охранного документа: 17.04.2020
20.04.2023
№223.018.4e19

Астровизирующий прибор

Предлагаемое изобретение может быть использовано в системах астронавигации малогабаритных летательных аппаратов (ЛА). Сущность заявленного изобретения состоит в следующем. Астровизирующий прибор содержит входную оптическую систему с объективом, приемник излучения, размещенные на внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793940
Дата охранного документа: 10.04.2023
16.05.2023
№223.018.6365

Инфракрасная система с двумя полями зрения

Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано в тепловизорах, построенных на основе охлаждаемых матричных приемников теплового излучения. Заявленная инфракрасная система состоит из последовательно расположенных вдоль оптической оси трех компонентов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002779657
Дата охранного документа: 13.09.2022
06.06.2023
№223.018.77fc

Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения

Изобретение может быть использовано в тепловизионных приборах с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами. Оптическая система тепловизионного прибора состоит из первого компонента, содержащего первую положительную выпукло-вогнутую, вторую отрицательную и третью положительную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002783763
Дата охранного документа: 17.11.2022
+ добавить свой РИД