RU2050566C1 - Lens objective for ir spectral range - Google Patents
Lens objective for ir spectral range Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050566C1 RU2050566C1 SU5031801A RU2050566C1 RU 2050566 C1 RU2050566 C1 RU 2050566C1 SU 5031801 A SU5031801 A SU 5031801A RU 2050566 C1 RU2050566 C1 RU 2050566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- components
- meniscus
- image
- positive
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title description 4
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004476 mid-IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к линзовым светосильным объективам для тепловизионных приборов, работающих в средней инфракрасной (ИК) области спектра, и может быть использовано в тепловизионных приборах, регистрирующих ИК-излучение, например, от 2 до 5 мкм. The invention relates to optical instrumentation, namely to aperture lenses for thermal imaging devices operating in the middle infrared (IR) region of the spectrum, and can be used in thermal imaging devices that record infrared radiation, for example, from 2 to 5 μm.
Известен линзовый светосильный объектив для ИК-области спектра [1]
Объектив содержит три компонента, первый и третий из которых положительные, выполненные в виде одиночных менисков, обращенных вогнутостью к изображению, а второй отрицательный, выполненный в виде одиночной плосковогнутой линзы, при этом первый и второй компоненты расположены близко друг к другу, а третий компонент отстоит от второго на расстоянии 0,78 фокусного расстояния объектива. Такое построение компонентов в сочетании с выбранными материалами (германий, кремний) позволяют получить объектив с относительным отверстием до 1:0,7, угловым полем зрения 6о, при фокусном расстоянии 50 мм. Объектив работает в области спектра от 2 до 14 мкм.Known lens fast lens for the infrared region of the spectrum [1]
The lens contains three components, the first and third of which are positive, made in the form of single menisci facing concavity to the image, and the second negative, made in the form of a single plane-concave lens, the first and second components are located close to each other, and the third component is separated from the second at a distance of 0.78 focal length of the lens. This arrangement of components in combination with the selected material (germanium, silicon) yield a lens with the aperture to 1: 0.7 angular field of view of about 6, at a focal distance of 50 mm. The lens operates in the spectral range from 2 to 14 microns.
Недостатком объектива является малое угловое поле зрения, что не позволяет использовать его в современных ИК-приборах, так как он ограничивает сектор обзора и не обеспечивает работу с современными приемниками (пировидикон, мозаичные и др. приемники с размером более 16 мм). The disadvantage of the lens is a small angular field of view, which does not allow its use in modern infrared devices, since it limits the viewing sector and does not provide work with modern receivers (pyruvidicon, mosaic and other receivers with a size of more than 16 mm).
Известен также линзовый ИК-объектив [2] Объектив содержит два положительных компонента, первый из которых выполнен из трех одиночных линз, соответственно из положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью друг к другу, за которыми установлена апертурная диафрагма, и третья линза выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к объекту с оптической силой порядка 0,001-0,0015 оптической силы объектива, а второй компонент выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Все линзы объектива выполнены из германия. Такое построение компонентов позволило получить объектив с относительным отверстием до 1:0,7, угловым полем зрения до 21о, при фокусном расстоянии 50 мм.Also known is the IR lens [2] The lens contains two positive components, the first of which is made of three single lenses, respectively, of the positive and negative menisci facing concavity to each other, behind which the aperture diaphragm is installed, and the third lens is made in the form of a positive the meniscus facing concavity to the object with an optical power of the order of 0.001-0.0015 of the optical power of the lens, and the second component is made in the form of a meniscus facing concavity to the image. All lenses are made of Germany. This arrangement of components has allowed to obtain a lens with the aperture to 1: 0.7 angular field of view of up to 21, at a focal distance of 50 mm.
Недостатком объектива является то, что он не может работать в средней ИК-области спектра, так как имеет в этой области спектра неудовлетворительное качество изображения, кроме того, необходимо иметь объектив с увеличенным угловым полем зрения. The disadvantage of the lens is that it cannot work in the mid-IR region of the spectrum, since it has poor image quality in this region of the spectrum, in addition, it is necessary to have a lens with an increased angular field of view.
Наиболее близким по технической сущности является объектив для инфракрасной области спектра [3] Объектив содержит четыре линзы, первая, третья и четвертая из которых положительные, а вторая отрицательная. Все линзы выполнены из оптического стекла ТФ (тяжелый флинт). Линзы имеют оптические силы, первая от 0,4 до 0,6, вторая от 0,7 до 0,9, третья от 0,45 до 0,6 и четвертая от 0,8 до 1,0, при этом первая поверхность четвертой линзы выполнена параболоидальной. Такое построение линз в сочетании с оптическим материалом в них позволило получить объектив с относительным отверстием 1:1 и полем зрения до 55о.The closest in technical essence is the infrared lens [3] The lens contains four lenses, the first, third and fourth of which are positive, and the second negative. All lenses are made of TF optical glass (heavy flint). Lenses have optical powers, the first from 0.4 to 0.6, the second from 0.7 to 0.9, the third from 0.45 to 0.6 and the fourth from 0.8 to 1.0, while the first surface of the fourth the lenses are made paraboloidal. Such a construction of lenses in combination with optical material in them made it possible to obtain a lens with a relative aperture of 1: 1 and a field of view of up to 55 ° .
Недостатком объектива является то, что он может работать только в области спектра до 2,4 мкм и не может быть использован в тепловизионных приборах, регистрирующих тепловое излучение в средней ИК-области спектра (3-5 мкм). The disadvantage of the lens is that it can only work in the spectral region up to 2.4 microns and cannot be used in thermal imaging devices that record thermal radiation in the middle infrared region of the spectrum (3-5 microns).
Целью изобретения является создание объектива для тепловизионных приборов, работающих в средней ИК-области спектра с высоким относительным отверстием и достаточно большим полем зрения. The aim of the invention is to provide a lens for thermal imaging devices operating in the mid-infrared region of the spectrum with a high relative aperture and a sufficiently large field of view.
Цель достигается тем, что в объективе, содержащем четыре компонента, первый из которых положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, второй отрицательная линза, третий и четвертый положительные линзы, при этом второй и третий компоненты выполнены в виде менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а четвертый в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению. Второй и четвертый компоненты выполнены из материала с показателем преломления не менее 4,0, а третий выполнен из материала с показателем преломления не более 3,4 и с оптической силой, составляющей 0,69-0,7 оптической силы объектива. The goal is achieved by the fact that in the lens containing four components, the first of which is a positive meniscus facing concavity to the image, the second negative lens, third and fourth positive lenses, while the second and third components are made in the form of menisci facing concavity to the object, and the fourth in the form of a meniscus, facing concavity to the image. The second and fourth components are made of material with a refractive index of at least 4.0, and the third is made of material with a refractive index of not more than 3.4 and with an optical power of 0.69-0.7 of the optical power of the lens.
На фиг. 1 приведена оптическая схема объектива; на фиг. 2 приведены графики остаточных аберраций объектива. In FIG. 1 shows the optical circuit of the lens; in FIG. 2 shows graphs of the residual lens aberrations.
Предлагаемый объектив состоит из четырех линз 1-4. Линза 1 положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, из кремния, составляет первый компонент. Линза 2 отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к объекту, из германия, составляет второй компонент. Линза 3 положительный мениск, обращенный вогнутостью к объекту, из кремния. Линза 4 положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, из германия, составляет третий компонент. The proposed lens consists of four lenses 1-4. Lens 1 positive meniscus, facing concavity to the image, made of silicon, is the first component. Lens 2 negative meniscus, facing concavity to the object, from Germany, is the second component. Lens 3 positive meniscus, facing concavity to the object, made of silicon. Lens 4 positive meniscus, facing concavity to the image from Germany, is the third component.
Предложенное построение линз в сочетании с выбранными в них материалами позволило получить объектив с увеличенным полем зрения и существенно улучшить коррекцию аберраций по всему полю зрения во всей рабочей области спектра. The proposed construction of the lenses in combination with the materials selected in them made it possible to obtain a lens with an increased field of view and significantly improve the correction of aberrations throughout the field of view in the entire working region of the spectrum.
Объектив имеет следующие характеристики: фокусное расстояние 50 мм, относительное отверстие 1:1, угловое поле зрения 32о46'. Объектив работает в области спектра 3-5 мкм.The lens has the following characteristics:
Как видно из фиг. 2, предлагаемый объектив имеет хорошее качество изображения и может быть использован в современных приборах, регистрирующих излучение в средней ИК-области спектра. As can be seen from FIG. 2, the proposed lens has good image quality and can be used in modern devices that record radiation in the middle infrared region of the spectrum.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5031801 RU2050566C1 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Lens objective for ir spectral range |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5031801 RU2050566C1 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Lens objective for ir spectral range |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2050566C1 true RU2050566C1 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=21599089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5031801 RU2050566C1 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Lens objective for ir spectral range |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2050566C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2183340C1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Wide-aperture lens |
| RU2260824C1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Objective |
| RU2348059C1 (en) * | 2007-10-17 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Large-aperture lens |
| RU2358300C1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
| RU2365952C1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" | Infrared objective |
| RU2403598C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" | Large aperture lens for thermal imaging device |
| RU2477502C1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-03-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | High-aperture lens with angular field of not less than 25 degrees for thermal imager (versions) |
| CN115728919A (en) * | 2022-11-04 | 2023-03-03 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | Miniaturized high-resolution wide-temperature athermal infrared optical system |
-
1992
- 1992-03-11 RU SU5031801 patent/RU2050566C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 436610, кл. G 02B 13/14, 1972. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1529961, кл. G 02B 13/14, 1988. * |
| 3. Авторское свидетельство СССР N 117978, кл. G 02B 13/14, 1957. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2183340C1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Wide-aperture lens |
| RU2260824C1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Objective |
| RU2348059C1 (en) * | 2007-10-17 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Large-aperture lens |
| RU2358300C1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | High-speed lens |
| RU2365952C1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" | Infrared objective |
| RU2403598C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" | Large aperture lens for thermal imaging device |
| RU2477502C1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-03-10 | Татьяна Николаевна Хацевич | High-aperture lens with angular field of not less than 25 degrees for thermal imager (versions) |
| CN115728919A (en) * | 2022-11-04 | 2023-03-03 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | Miniaturized high-resolution wide-temperature athermal infrared optical system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69829907T2 (en) | An optical mirror system | |
| NO20035252D0 (en) | Fixed focused, optically athermalized, diffractive infrared zoom lens | |
| KR101214601B1 (en) | Athermalized infrared lens module | |
| RU2050566C1 (en) | Lens objective for ir spectral range | |
| SE8105942L (en) | NON-FOCUSING REFRACTOR TELESCOPE | |
| US5212589A (en) | Lens system for focussing light of plural wavelength | |
| DE69808001D1 (en) | The high performance zoom lens | |
| US20160116719A1 (en) | Compact multispectral wide angle refractive optical system | |
| RU96101432A (en) | TELESCOPIC SYSTEM FOR IR RADIATION (OPTIONS) | |
| RU2183340C1 (en) | Wide-aperture lens | |
| RU2621366C1 (en) | Compact lens of mid-infrared range | |
| FR2465239B1 (en) | ||
| RU2050564C1 (en) | Fast lens for ir spectral range | |
| US3587383A (en) | Finder lens system in viewfinder | |
| RU2050565C1 (en) | Objective for ir spectral range | |
| RU2358299C1 (en) | High-speed lens | |
| RU2333518C2 (en) | Catadioptric lens | |
| RU2047200C1 (en) | Lens for nearest ir region of spectrum | |
| RU2620202C1 (en) | Lens for infrared spectral area | |
| RU2053530C1 (en) | Objective with removed entrance pupil | |
| SU1714562A1 (en) | Infrared objective | |
| RU2181206C2 (en) | High-speed lens | |
| Yang et al. | Design of optical imaging system for full-ocean-depth low-light colors | |
| RU2094833C1 (en) | Wide-angle lens with remote input aperture | |
| RU2236031C1 (en) | Wide-aperture objective for scanning device |