×
27.05.2014
216.012.cb1a

Результат интеллектуальной деятельности: ОБЪЕКТИВ КОЛЛИМАТОРА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002517760
Дата охранного документа
27.05.2014
Аннотация: Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам коллиматора, работающим в среднем ИК-диапазоне длин волн (для спектрального диапазона от 3 до 5 мкм), и может быть использовано в тепловизионных коллиматорах или в приемных тепловизионных объективах (в обратном ходе лучей) в различных приборах. Объектив коллиматора состоит из трех компонентов, причем первый компонент по ходу лучей выполнен в виде зеркала, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие и расположен он между первым компонентом и плоскостью предметов, и третьего мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между первым компонентом и изображением, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка, а в первом компоненте зеркальное покрытие нанесено на выпуклую поверхность зеркала. Кроме того, радиус сферической оптической отражающей поверхности зеркала первого компонента по модулю равен радиусу выпуклой поверхности третьего компонента. Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение фокусного расстояния при упрощенной конструкции, повышенной технологичности и высоком качестве изображения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам коллиматоров, работающим в среднем ИК-диапазоне длин волн (для спектрального диапазона от 3 до 5 мкм), и может быть использовано в тепловизионных коллиматорах или в приемных тепловизионных объективах (в обратном ходе лучей) в различных приборах.

Известна катодиоптрическая система телефотообъектива (патент США №3632190; МПК G02B 17/08; НКИ 350/201; опубл. 1972 г.). Данный объектив может работать в качестве объектива коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей. Лучи идут из плоскости установки, в которой находится тест-объект. В обратном ходе лучей объектив состоит из трех компонентов: первого, выполненного в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, причем периферийная кольцевая зона его выпуклой поверхности имеет зеркальное внутреннее покрытие, а в центральной части отрицательного мениска к нему со стороны изображения последовательно приклеена выпукло-плоская линза и к ней - плоско-вогнутая линза; второго - положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, расположенного за первым компонентом со стороны изображения и имеющего зеркальное внутреннее покрытие со стороны изображения, и третьего - положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного по ходу лучей за вторым компонентом (т.е. со стороны изображения). Однако данный объектив имеет низкое относительное отверстие 1:7 и сложную конструкцию (состоит из пяти линз).

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является катодиоптрическая система (патент США №4264136; МПК G02B 17/08; НКИ 350/444; опубл. 1981 г.). Данный объектив может работать в качестве объектива коллиматора, т.е. в обратном ходе лучей. При этом лучи идут из плоскости установки, в которой находится тест-объект. При этом объектив, состоящий по ходу лучей из линзового компенсатора, выполненного последовательно из одиночных двояковыпуклой и двояковогнутой линз и трех компонентов, первый из которых - положительный мениск -, обращенный выпуклостью к плоскости предметов и расположенный за двояковогнутой линзой компенсатора со стороны изображения с зеркальным внутренним покрытием вогнутой поверхности со стороны изображения, второй выполнен в виде отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие, и третий - положительный мениск, обращенный выпуклостью к изображению и расположенный между первым компонентом и изображением. Все линзы объектива выполнены из оптического стекла. Однако данный объектив имеет недостаточные относительное отверстие 1:4,5; небольшое фокусное расстояние, равное 100 мм, сложную конструкцию (состоит из пяти линз) и недостаточную технологичность, так как два компонента - первый и второй - выполнены в виде менисков с внутренним отражением.

Задача изобретения - создание объектива коллиматора с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - повышение относительного отверстия, увеличение фокусного расстояния при упрощении конструкции и повышении технологичности при высоком качестве изображения.

Это достигается тем, что в объективе коллиматора, состоящем из трех компонентов, причем первый компонент по ходу лучей выполнен в виде зеркала, обращенного выпуклостью к плоскости предметов. Второй компонент выполнен в виде одиночного отрицательного мениска с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, причем его выпуклая поверхность имеет зеркальное внутреннее покрытие и расположен он между первым компонентом и плоскостью предметов. Третий компонент выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между первым компонентом и изображением. В отличие от известного, второй и третий компоненты выполнены из селенида цинка, а в первом компоненте зеркальное покрытие нанесено на первую выпуклую поверхность зеркала. При этом радиус сферической оптической отражающей поверхности зеркала первого компонента по модулю равен радиусу выпуклой поверхности третьего компонента.

На чертеже представлена оптическая схема предложенного объектива коллиматора.

Объектив коллиматора состоит по ходу лучей из выпуклого зеркала 1 с внешним отражением, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, одиночного отрицательного мениска 2 с отверстием в центре, обращенного выпуклостью к плоскости предметов и расположенного между зеркалом 1 и плоскостью предметов, причем выпуклая поверхность мениска 2 имеет зеркальное внутреннее покрытие, и одиночного положительного мениска 3, обращенного выпуклостью к изображению и расположенного между зеркалом 1 и изображением. Апертурная диафрагма совпадает с вогнутой поверхностью мениска 2, но может находиться и в другом месте.

Объектив коллиматора работает следующим образом: световой поток, исходящий из плоскости тест-объекта (не показан), проходит через отверстие в центре мениска 2, попадает на выпуклую поверхность зеркала 1, отражается от этой выпуклой поверхности зеркала 1 и идет, расходясь в обратную сторону (в сторону предмета), и попадает на мениск 2, проходит через мениск 2 и отражается от его внутренней выпуклой поверхности и идет опять в обратную сторону (в сторону изображения), попадает на положительный мениск 3, проходит сквозь него и коллимирует в бесконечность.

В соответствии с предложенным решением рассчитан конкретный объектив коллиматора, исправленный в спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.

Конструктивные параметры объектива коллиматора приведены в таблице 1.

Таблица 1
Радиусы, мм Толщины, мм Материал Показатель преломления для λ=4 мкм Световой диаметр, мм
R1=227 23
d1=-70 1
R2=201,4 51,7
d2=-5,3 ZnSe 2,4331
R3=241 52,4
d3=5,3 ZnSe 2,4331
R4=201,4 51,7
d,=86 1
R5=-294,4 60
d5=5,3 ZnSe 2,4331
R6=-227 60
1

Характеристики рассчитанного объектива:

фокусное расстояние, f' 260 мм
относительное отверстие 1:4,3
угол поля зрения 1 град 6 мин
передний фокальный отрезок -91,47 мм
диаметр выходного зрачка 60 мм

В таблице 2 приведены аберрации для длины волны 4 мкм предложенного объектива коллиматора в обратном ходе лучей при относительном отверстии 1:4,3 и угловом поле в пространстве предметов 2W=1 град 6 мин.

Предлагаемый объектив имеет повышенное относительное отверстие 1:4,3; увеличенное фокусное расстояние 260 мм, упрощенную конструкцию (состоит из трех одиночных элементов) и повышенную технологичность, так как первый компонент объектива выполнен в виде зеркала с внешним отражением. Предлагаемый объектив коллиматора имеет высокое качество изображения, что следует из таблицы 2.

Таблица 2
Вид аберрации Значение аберраций не более
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси 0,00077 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении -0,005 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении -0,0013 мм
Меридиональный астигматический отрезок -0,0405 мм
Сагиттальный астигматический отрезок -0,0136 мм
Дисторсия 0,0098%

Таким образом, достигнут технический результат - создан объектив коллиматора с повышенным относительным отверстием и увеличенным фокусным расстоянием при упрощенной конструкции и повышенной технологичности при высоком качестве изображения.


ОБЪЕКТИВ КОЛЛИМАТОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 62.
27.01.2013
№216.012.20b6

Устройство для контроля и юстировки оптических приборов

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для юстировки оптических элементов, а также для контроля энергетики инфракрасных и других лазерных приборов. Изобретение направлено на упрощение конструкции и обеспечение возможности проведения контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473875
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.348d

Трехлинзовый объектив

Объектив может быть использован, например, в приемных каналах, работающих с ПЗС-матрицами. Трехлинзовый объектив состоит из трех последовательно расположенных по ходу лучей одиночных линз, первая из которых - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, вторая - положительная линза,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478996
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.07.2013
№216.012.57c4

Установка для выверки оптических осей многоканальной системы

Установка содержит коллиматор с передающими каналами, работающими в разных спектральных диапазонах, и с приемным каналом, выполненным в виде оптико-электронной системы наблюдения с видеомонитором. Юстируемая многоканальная система снабжена передающим каналом, работающим в спектральном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488076
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e3b

Коллиматор

Изобретение может использоваться для измерения или настройки параллельности визирных осей двух или более оптических систем. Коллиматор содержит объектив, тест-объект, расположенный в фокальной плоскости объектива, и систему подсветки тест-объекта. Тест-объект - система проводников, подключенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489744
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.655d

Автоколлимационное углоизмерительное устройство

Изобретение может быть использовано для контроля, юстировки оптических деталей, сборок и приборов. Устройство содержит излучающий и наблюдательный каналы, совмещенные светоделительной призмой, поворачивающей ход лучей излучающего канала на угол 90°. Объектив входит как в излучающий канал,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491586
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.02.2014
№216.012.9fce

Механизм фокусировки аэрофотоаппарата

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при аэрофотосъемке. Механизм фокусировки аэрофотоаппарата содержит привод фокусировки и исполнительный механизм, выполненный в виде дифференциальных винтов. На первых торцах дифференциальных винтов установлено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506618
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad38

Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой

Инфракрасный объектив содержит вынесенную апертурную диафрагму, размещенную между последним компонентом объектива и плоскостью изображений, и четыре компонента. Первый компонент неподвижный и выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510059
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.06.2014
№216.012.d107

Устройство стабилизации температуры

Изобретение относится к средствам контроля и управления полем температуры пространственно распределенных объектов и может быть использовано в автоматизированных системах управления тепловыми режимами в ракетно-космической технике. Устройство стабилизации температуры термостатируемого объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519282
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d84e

Установка для измерения углового поля зрения и контроля величины шага линий миры тест-объекта

Установка содержит коллиматор с тест-объектом, контролируемое изделие и измерительный блок. Тест-объект выполнен в виде перекрестия и жестко закреплен в фокальной плоскости коллиматора. Контролируемое изделие выполнено телевизионным или тепловизионным, его приемник излучения расположен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521152
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d851

Зеркально-линзовый объектив

Зеркально-линзовый объектив состоит по ходу луча из плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, на центральную часть плоской поверхности которой нанесено зеркальное покрытие, зеркала Манжена, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, в центре которого выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521155
Дата охранного документа: 27.06.2014
Показаны записи 1-10 из 64.
27.01.2013
№216.012.20b6

Устройство для контроля и юстировки оптических приборов

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для юстировки оптических элементов, а также для контроля энергетики инфракрасных и других лазерных приборов. Изобретение направлено на упрощение конструкции и обеспечение возможности проведения контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473875
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.348d

Трехлинзовый объектив

Объектив может быть использован, например, в приемных каналах, работающих с ПЗС-матрицами. Трехлинзовый объектив состоит из трех последовательно расположенных по ходу лучей одиночных линз, первая из которых - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, вторая - положительная линза,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478996
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.07.2013
№216.012.57c4

Установка для выверки оптических осей многоканальной системы

Установка содержит коллиматор с передающими каналами, работающими в разных спектральных диапазонах, и с приемным каналом, выполненным в виде оптико-электронной системы наблюдения с видеомонитором. Юстируемая многоканальная система снабжена передающим каналом, работающим в спектральном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488076
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e3b

Коллиматор

Изобретение может использоваться для измерения или настройки параллельности визирных осей двух или более оптических систем. Коллиматор содержит объектив, тест-объект, расположенный в фокальной плоскости объектива, и систему подсветки тест-объекта. Тест-объект - система проводников, подключенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489744
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.655d

Автоколлимационное углоизмерительное устройство

Изобретение может быть использовано для контроля, юстировки оптических деталей, сборок и приборов. Устройство содержит излучающий и наблюдательный каналы, совмещенные светоделительной призмой, поворачивающей ход лучей излучающего канала на угол 90°. Объектив входит как в излучающий канал,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491586
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.02.2014
№216.012.9fce

Механизм фокусировки аэрофотоаппарата

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при аэрофотосъемке. Механизм фокусировки аэрофотоаппарата содержит привод фокусировки и исполнительный механизм, выполненный в виде дифференциальных винтов. На первых торцах дифференциальных винтов установлено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506618
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad38

Инфракрасный объектив с двумя полями зрения и вынесенной апертурной диафрагмой

Инфракрасный объектив содержит вынесенную апертурную диафрагму, размещенную между последним компонентом объектива и плоскостью изображений, и четыре компонента. Первый компонент неподвижный и выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к пространству предметов, второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510059
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.06.2014
№216.012.d107

Устройство стабилизации температуры

Изобретение относится к средствам контроля и управления полем температуры пространственно распределенных объектов и может быть использовано в автоматизированных системах управления тепловыми режимами в ракетно-космической технике. Устройство стабилизации температуры термостатируемого объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519282
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d84e

Установка для измерения углового поля зрения и контроля величины шага линий миры тест-объекта

Установка содержит коллиматор с тест-объектом, контролируемое изделие и измерительный блок. Тест-объект выполнен в виде перекрестия и жестко закреплен в фокальной плоскости коллиматора. Контролируемое изделие выполнено телевизионным или тепловизионным, его приемник излучения расположен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521152
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d851

Зеркально-линзовый объектив

Зеркально-линзовый объектив состоит по ходу луча из плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, на центральную часть плоской поверхности которой нанесено зеркальное покрытие, зеркала Манжена, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, в центре которого выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521155
Дата охранного документа: 27.06.2014
+ добавить свой РИД