×
24.08.2017
217.015.94dc

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИБОРА С ДВУМЯ ПОЛЯМИ ЗРЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при создании тепловизионных приборов с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами. Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения состоит из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную и третью положительную выпукло-вогнутые линзы, второго компонента, содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую двояковыпуклую и третью отрицательную вогнуто-выпуклую линзы, третьего компонента, содержащего первую двояковыпуклую, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства с охлаждаемой диафрагмой. Второй компонент установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт. Вторая и третья линзы первого компонента установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси. Технический результат - улучшение эксплуатационных возможностей за счет эффективной работы системы при изменении температуры в двух полях зрения при сохранении габаритов, уменьшении массы и высоком качестве изображения. 3 ил., 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к инфракрасным оптическим системам и может быть использовано при создании тепловизионных приборов различного назначения с охлаждаемыми матричными фотоприемными устройствами.

Известна инфракрасная система с двумя полями зрения (см. патент CN 103149667 А, МПК7 G02B 13/00, опубл. 12.06.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f’max составляет 240 мм, минимальное f’min - 60 мм, длина L - 260 мм. Кратность изменения фокусного расстояния M=f’max/f’min=4×.

Также известна инфракрасная система с дискретно изменяемым фокусным расстоянием (см. патент RU 2481602 С1, МПК7 G02B 15/02, опубл. 10.05.2013 г.), в которой изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом подвижного компонента, при этом максимальное фокусное расстояние f’max составляет 200 мм, минимальное f’min - 70 мм, длина L - 215 мм. Кратность изменения фокусного расстояния М=2,86×.

Недостатками указанных систем являются большая длина и малая кратность изменения фокусного расстояния, кроме того, во второй описываемой системе отсутствует возможность эффективной работы с приемником, имеющим внутри охлаждаемую диафрагму.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой оптической системе, принятой за прототип, является оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения (см. патент на полезную модель RU 149238 U1, МПК7 G02B 13/14, опубл. 27.012.2014 г.), состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую отрицательную и вторую положительную выпукло-вогнутые линзы и третью положительную вогнуто-выпуклую линзу, второго компонента, содержащего первую и вторую отрицательные вогнуто-выпуклые линзы и третью положительную двояковыпуклую линзу, третьего компонента, содержащего первую положительную и вторую отрицательную вогнуто-выпуклые линзы, третью положительную выпукло-вогнутую линзу и четвертую положительную вогнуто-выпуклую линзу, и фотоприемного устройства. Изменение поля зрения осуществляется вводом-выводом второго компонента в оптический тракт в пространстве между первым и третьим компонентами. Оптическая система работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние объектива f’max=230 мм, в широком поле зрения - f’min=34 мм, длина L=159,7 мм. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) М=f’max/f’min=6,76×. Описываемая система имеет достаточно высокое качество изображения при минимальном фокусном расстоянии в пределах всего поля зрения, а при максимальном фокусном расстоянии высокое качество обеспечивается только для центра поля зрения. Для обеспечения работы системы при изменении температуры оптимальным является перемещение третьей линзы первого компонента. Однако в широком поле зрения выбранный способ требует большого перемещения этой линзы и при этом качество изображения значительно хуже, чем в нормальных температурных условиях. Кроме того, первый компонент системы имеет большую массу за счет наличия в нем двух линз из германия большого диаметра и толщины. При общей массе оптических элементов m=276 г масса первого компонента составляет m1=263 г.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения эффективной работы системы при изменении температуры в двух полях зрения при сохранении габаритов, уменьшении массы и высоком качестве изображения.

Указанная цель достигается тем, что в оптической системе тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящей из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую и вторую выпукло-вогнутые линзы и третью линзу, второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую и третью линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства, в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая выполнена отрицательной и третья линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, причем вторая и третья линзы установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковыпуклой, третья линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, в третьем компоненте первая линза выполнена двояковыпуклой.

На фигуре 1 представлена схема оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения.

На фигуре 2 представлены графики функции концентрации энергии (ФКЭ) системы в узком поле зрения для температур 20, 60 и минус 50°C.

На фигуре 3 представлены графики функции концентрации энергии (ФКЭ) системы в широком поле зрения для температур 20, 60 и минус 50°C.

Оптическая система состоит из расположенных вдоль оптической оси первого компонента I, содержащего первую положительную 1, вторую отрицательную 2 и третью положительную 3 выпукло-вогнутые линзы, второго компонента II, содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 4, вторую двояковыпуклую линзу 5 и третью отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 6, третьего компонента III, содержащего первую двояковыпуклую линзу 7, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 8 и третью положительную выпукло-вогнутую линзу 9, и фотоприемного устройства 10 с охлаждаемой диафрагмой 11. Линзы 2 и 3 первого компонента I установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси. Второй компонент II установлен с возможностью ввода-вывода в оптический тракт.

В таблице 1 приведены технические характеристики системы, работающей в среднем инфракрасном диапазоне спектра.

В таблице 2 приведены конструктивные параметры системы.

В таблице 3 приведены значения перемещений Δ1 и Δ2 линз 2, 3 первого компонента I в зависимости от температуры окружающей среды для узкого и широкого полей зрения соответственно.

В узком поле зрения, соответствующем максимальному фокусному расстоянию, оптическая система работает следующим образом: излучение от бесконечно удаленного объекта проходит через линзы 1-3 первого компонента I и фокусируется в плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, в плоскости чувствительных элементов которого формируется изображение, при этом охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 выполняет функцию апертурной диафрагмы системы.

В широком поле зрения, соответствующем минимальному фокусному расстоянию, излучение проходит через линзы 1-3 первого I и 4-6 второго II компонентов и фокусируется в той же плоскости промежуточного изображения, затем проходит через линзы 7-9 третьего компонента III и попадает в фотоприемное устройство 10, при этом изображение формируется в той же плоскости чувствительных элементов и охлаждаемая диафрагма 11 фотоприемного устройства 10 является апертурной диафрагмой системы.

Изменения поля зрения (фокусного расстояния) оптической системы осуществляется вводом-выводом второго компонента II в оптический тракт в пространстве между первым I и третьим III компонентами.

Компенсация температурной расфокусировки изображения осуществляется совместным перемещением линз 2 и 3 вдоль оптической оси в соответствии с приведенными в таблице 3 значениями.

Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения работает с относительным отверстием 1:4, в узком поле зрения фокусное расстояние f’max=230 мм, в широком поле зрения - f’min=33,5 мм, длина L=161 мм. Кратность изменения фокусного расстояния (поля зрения) М=f’max/f’min=6,87×. Общая масса оптических элементов m=89 г, при этом масса первого компонента составляет m1=77 г.

Из графиков, приведенных на фигурах 2 и 3, следует, что в оптической системе обеспечивается высокое качество изображение в пределах всего поля зрения как при минимальном, так и при максимальном фокусных расстояниях в диапазоне температур от минус 50 до плюс 60°C. При этом масса оптических элементов системы меньше, чем в прототипе, в 3 раза.

Таким образом, выполнение оптической системы тепловизионного прибора с двумя полями зрения в соответствии с предлагаемым техническим решением позволяет улучшить ее эксплуатационные возможности за счет обеспечения эффективной работы при изменении температуры, при этом существенно уменьшена масса и достигнуто высокое качество изображения в двух полях зрения.

Оптическая система тепловизионного прибора с двумя полями зрения, состоящая из расположенных вдоль оптической оси первого компонента, содержащего первую и вторую выпукло-вогнутые линзы и третью линзу, второго компонента, установленного с возможностью ввода-вывода в оптический тракт и содержащего первую отрицательную вогнуто-выпуклую, вторую и третью линзы, третьего компонента, содержащего первую положительную, вторую отрицательную вогнуто-выпуклую и третью положительную выпукло-вогнутую линзы, и фотоприемного устройства, отличающаяся тем, что в первом компоненте первая линза выполнена положительной, вторая выполнена отрицательной и третья линза выполнена положительной выпукло-вогнутой, причем вторая и третья линзы установлены с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, во втором компоненте вторая линза выполнена двояковыпуклой, третья линза выполнена отрицательной вогнуто-выпуклой, в третьем компоненте первая линза выполнена двояковыпуклой.
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИБОРА С ДВУМЯ ПОЛЯМИ ЗРЕНИЯ
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИБОРА С ДВУМЯ ПОЛЯМИ ЗРЕНИЯ
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИБОРА С ДВУМЯ ПОЛЯМИ ЗРЕНИЯ
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИБОРА С ДВУМЯ ПОЛЯМИ ЗРЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 74.
10.03.2013
№216.012.2ea7

Способ вероятностного прогнозирования риска развития атопии у детей

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской генетике и педиатрии, и может быть использовано для определения риска развития аллергопатологии у детей. Сущность изобретения заключается в определении функциональной активности рибосомных генов, локализованных в хромосомах группы D. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477474
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.04.2013
№216.012.3b35

Устройство для спектрального анализа

Изобретение относится к технике спектрального анализа и может найти применение при эмиссионных и атомно-абсорбционных измерениях в спектроанализаторах с дифракционными решетками и многоэлементными фотоприемниками. Устройство для спектрального анализа содержит источник излучения, входную щель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480718
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3ea3

Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием

Объектив может быть использован в тепловизионных приборах с дискретно изменяемым полем зрения. Объектив состоит из неподвижного компонента, содержащего первую положительную выпукло-вогнутую линзу, вторую выпукло-вогнутую линзу и третью выпукло-вогнутую отрицательную линзу, и подвижного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481602
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ee

Приемно-передающее оптическое устройство

Устройство может быть использовано в различных спектральных диапазонах для обнаружения источников излучения. Устройство содержит сферический обтекатель, плоское зеркало с осевым отверстием, расположенное под углом к оптической оси, объектив, оптически связанный с фотоприемным устройством,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484506
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.09.2013
№216.012.676b

Комбинированный способ управления расходованием топлива ракетной двигательной установки с многократным включением и комбинированная система управления расходованием топлива

Группа изобретений относится к ракетной технике и предназначена для формирования управляющих команд на средства регулирования секундного расхода компонентов топлива в процессе полета разгонного блока. Способ заключается в поддержании заданного соотношения секундных расходов компонентов топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492122
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.79d4

Способ сухого тушения кокса

Изобретение относится к области металлургии. Способ сухого тушения кокса включает загрузку кокса в форкамеру установки сухого тушения кокса и охлаждение его в камере тушения циркулирующими инертными газами. Горячий валовый кокс загружают в форкамеру вместе с брикетами на основе каменных углей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496850
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ea5

Способ обработки углеводородного топлива для двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам производства, распределения и очистки углеводородного топлива, и может быть использовано для повышения качества как стандартного, так и некондиционного топлива. Техническим результатом предлагаемого изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498094
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.01.2014
№216.012.9b42

Головной отсек летательного аппарата

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505452
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.03.2014
№216.012.ab6f

Роторно-пульсационный аппарат для приготовления водно-топливной эмульсии

Изобретение относится к устройствам для диспергирования, гомогенизации и перемешивания двух взаимно нерастворимых жидкостей, может быть использовано при производстве водно-топливных эмульсий и совмещает функции диспергатора, гомогенизатора, насоса и дозатора. Аппарат содержит привод, рабочие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509602
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.04.2014
№216.012.b2e5

Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов

Для защиты воздушного судна от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения определяют факт пуска одной или нескольких ракет, генерируют лазерное излучение с плотностью, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, и посылают в точку нахождения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511513
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 69.
27.04.2013
№216.012.3b35

Устройство для спектрального анализа

Изобретение относится к технике спектрального анализа и может найти применение при эмиссионных и атомно-абсорбционных измерениях в спектроанализаторах с дифракционными решетками и многоэлементными фотоприемниками. Устройство для спектрального анализа содержит источник излучения, входную щель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480718
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3ea3

Двухспектральный объектив с дискретно изменяемым фокусным расстоянием

Объектив может быть использован в тепловизионных приборах с дискретно изменяемым полем зрения. Объектив состоит из неподвижного компонента, содержащего первую положительную выпукло-вогнутую линзу, вторую выпукло-вогнутую линзу и третью выпукло-вогнутую отрицательную линзу, и подвижного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481602
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ee

Приемно-передающее оптическое устройство

Устройство может быть использовано в различных спектральных диапазонах для обнаружения источников излучения. Устройство содержит сферический обтекатель, плоское зеркало с осевым отверстием, расположенное под углом к оптической оси, объектив, оптически связанный с фотоприемным устройством,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484506
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.09.2013
№216.012.676b

Комбинированный способ управления расходованием топлива ракетной двигательной установки с многократным включением и комбинированная система управления расходованием топлива

Группа изобретений относится к ракетной технике и предназначена для формирования управляющих команд на средства регулирования секундного расхода компонентов топлива в процессе полета разгонного блока. Способ заключается в поддержании заданного соотношения секундных расходов компонентов топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492122
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.79d4

Способ сухого тушения кокса

Изобретение относится к области металлургии. Способ сухого тушения кокса включает загрузку кокса в форкамеру установки сухого тушения кокса и охлаждение его в камере тушения циркулирующими инертными газами. Горячий валовый кокс загружают в форкамеру вместе с брикетами на основе каменных углей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496850
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.01.2014
№216.012.9b42

Головной отсек летательного аппарата

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505452
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.04.2014
№216.012.b2e5

Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов

Для защиты воздушного судна от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения определяют факт пуска одной или нескольких ракет, генерируют лазерное излучение с плотностью, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, и посылают в точку нахождения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511513
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.05.2014
№216.012.c40d

Устройство формирования изображения

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных устройствах с субматричным фотоприемным устройством. Техническим результатом является снижение погрешности выходного сигнала при эксплуатации устройства при выходе значений потока излучения от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515948
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.08.2014
№216.012.e907

Оптическая система тепловизионного прибора

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. Сущность изобретения:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525463
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.02.2015
№216.013.21ea

Система формирования изображения

Система может быть использована при создании оптических систем нашлемных дисплеев, например, для индивидуальной экипировки бойца. Система содержит первый компонент - комбинер, установленный под углом к оптической оси системы, второй компонент, содержащий первую двояковыпуклую линзу и вторую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540135
Дата охранного документа: 10.02.2015
+ добавить свой РИД