RU2349942C1 - Discrete-zoom telescope for far infrared - Google Patents
Discrete-zoom telescope for far infrared Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349942C1 RU2349942C1 RU2007131066/28A RU2007131066A RU2349942C1 RU 2349942 C1 RU2349942 C1 RU 2349942C1 RU 2007131066/28 A RU2007131066/28 A RU 2007131066/28A RU 2007131066 A RU2007131066 A RU 2007131066A RU 2349942 C1 RU2349942 C1 RU 2349942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- component
- eyepiece
- convex
- telescope
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к телескопическим системам наблюдательных приборов для инфракрасной области спектра длин волн с дискретным изменением увеличения.The invention relates to optical instrumentation, namely to telescopic systems of observational instruments for the infrared region of the wavelength spectrum with a discrete change in magnification.
Известны конструкции телескопических систем, описанные, например, в заявках на изобретение GB №2076987 (A), G02B 23/00, опубл. 09.12.81 г., GB №2159297 (А), G02B 23/00, опубл. 27.11.85 г., GB №2102588 (А), G02B 23/00, 25/00, опубл. 02.02.83 г. и патенте России RU №2072736, G02B 23/00, 25/00, опубл. 27.01.97 г.Known designs of telescopic systems, described, for example, in patent applications GB No. 2076987 (A), G02B 23/00, publ. 12/09/81, GB No. 2159297 (A), G02B 23/00, publ. 11.27.85, GB No. 2102588 (A), G02B 23/00, 25/00, publ. 02.02.83, and the patent of Russia RU No. 2072736, G02B 23/00, 25/00, publ. 01/27/97
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является телескоп с дискретным изменением увеличения для дальней ИК-области спектра, описанный в патенте Российской Федерации RU №2199143, G02B 23/00, опубл. 20.02.2003 г. Он содержит объектив и окуляр. Объектив состоит из трех компонентов, первый из которых - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, второй компонент состоит из двояковогнутой линзы, двух положительных менисков, обращенных один - выпуклостью к изображению, другой - выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, при этом вторая поверхность линзы первого компонента выполнена асферической. Второй компонент объектива установлен с возможностью ввода и вывода из оптической схемы. Окуляр состоит из трех положительных менисков, первый и второй из которых обращены выпуклостью к изображению, а третий - выпуклостью к предмету. При этом первая поверхность второй линзы окуляра выполнена асферической.The closest analogue to the claimed technical solution is a telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum described in the patent of the Russian Federation RU No. 2199143, G02B 23/00, publ. 02/20/2003, It contains a lens and an eyepiece. The lens consists of three components, the first of which is a positive meniscus convex to the object, the second component consists of a biconcave lens, two positive menisci facing one of the convex image, the other is convex to the object, the third component is the negative meniscus convex to the image, while the second lens surface of the first component is aspherical. The second component of the lens is installed with the ability to input and output from the optical circuit. The eyepiece consists of three positive menisci, the first and second of which are convex to the image, and the third is convex to the object. The first surface of the second lens of the eyepiece is aspherical.
Телескоп имеет следующие технические характеристики:The telescope has the following specifications:
- Минимальное увеличение Гмин=-4,2 крат;- The minimum increase in G min = -4.2 times;
- Максимальное увеличение Гмакс=-12,6 крат;- The maximum increase in G max = -12.6 times;
- Диаметр входного зрачка при минимальном увеличении Двх.зр.мин=43,3 мм;- The diameter of the entrance pupil with a minimum increase of D int.min.min = 43.3 mm;
- Диаметр входного зрачка при максимальном увеличении Двх.зр.макс=130 мм.- The diameter of the entrance pupil with a maximum increase of D vkh.sr.maks = 130 mm.
Но у данного телескопа высокая технологическая сложность ввиду использования в схеме двух асферических поверхностей, невысокая светосила, которая определяет невысокое пространственное и тепловое разрешение наблюдательных приборов, недостаточно уменьшенный эффект «нарцисса» от второй поверхности третьего компонента объектива, от второй поверхности первой линзы и от второй поверхности второй линзы окуляра, что приводит к появлению в центре поля зрения расфокусированного изображения охлажденного приемника излучения, что, в свою очередь, влияет на комфортность восприятия изображения.But this telescope has high technological complexity due to the use of two aspherical surfaces in the circuit, a low aperture ratio that determines the low spatial and thermal resolution of the observing devices, the “narcissus” effect from the second surface of the third lens component, from the second surface of the first lens and from the second surface is not sufficiently reduced the second lens of the eyepiece, which leads to the appearance in the center of the field of view of a defocused image of a cooled radiation receiver, which, in its own eating affects the comfort of image perception.
Задачей изобретения является создание телескопа с дискретным изменением увеличения для дальней ИК-области спектра, с повышенными технологическими и эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is to provide a telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum, with improved technological and operational characteristics.
Технический результат, реализуемый в предлагаемом изобретении, - повышение технологичности телескопа за счет уменьшения количества асферических поверхностей, повышение светосилы телескопа и уменьшение эффекта «нарцисса» при сохранении высокого качества изображения.The technical result implemented in the present invention is to increase the manufacturability of the telescope by reducing the number of aspherical surfaces, increasing the aperture ratio of the telescope and reducing the effect of "daffodil" while maintaining high image quality.
Это достигается тем, что в телескопе с дискретным изменением увеличения для дальней ИК-области спектра, содержащем объектив и окуляр, объектив состоит из трех положительных компонентов, первый из которых - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, второй компонент состоит из двояковогнутой линзы, положительной линзы и положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к изображению, при этом вторая поверхность линзы первого компонента выполнена асферической, второй компонент объектива установлен с возможностью ввода и вывода из оптической схемы, окуляр состоит из трех линз, вторая и третья из которых выполнены в виде положительных менисков, обращенных выпуклостью друг к другу, в отличие от известного, во втором компоненте объектива положительная линза выполнена плосковыпуклой, обращенной выпуклостью к изображению, а в окуляре первая линза выполнена двояковогнутой, и все поверхности линз окуляра выполнены сферическими, при этом имеет место следующее соотношение:This is achieved by the fact that in a telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum containing the lens and eyepiece, the lens consists of three positive components, the first of which is the positive meniscus convex to the object, the second component consists of a biconcave lens, positive the lens and the positive meniscus convex to the object, the third component is the negative meniscus facing the concavity to the image, while the second lens surface of the first component is made asph The second lens component is mounted with the possibility of input and output from the optical circuit, the eyepiece consists of three lenses, the second and third of which are made in the form of positive menisci, convex to each other, in contrast to the known lens, in the second component of the lens, the positive lens is made plano-convex, convex to the image, and in the eyepiece, the first lens is biconcave, and all surfaces of the eyepiece lenses are spherical, with the following relationship:
1,1<S′P′/f′ок<1,3,1,1 <S ′ P ′ / f ′ ok <1,3,
где S′P′ - удаление выходного зрачка телескопа,where S ′ P ′ is the removal of the exit pupil of the telescope,
f′ок - фокусное расстояние окуляра.f ′ ok - the focal length of the eyepiece.
На фиг.1 изображена оптическая схема телескопа, на фиг.2-4 - графики аберраций и функций передачи модуляции рассчитанного варианта исполнения телескопа.Figure 1 shows the optical scheme of the telescope, Fig.2-4 - graphs of aberrations and modulation transfer functions of the calculated version of the telescope.
Телескоп (фиг.1) содержит объектив, состоящий из трех компонентов, и трехлинзовый окуляр. Первый компонент - положительный мениск 1, обращенный выпуклостью к предмету, его вторая поверхность выполнена асферической. Второй компонент содержит двояковогнутую линзу 2, положительную плоско-выпуклую линзу 3, обращенную выпуклостью к изображению, и положительный мениск 4, обращенный выпуклостью к предмету. Второй компонент объектива установлен с возможностью ввода и вывода из оптической схемы. Третий компонент содержит отрицательный мениск 5, обращенный вогнутостью к изображению. Трехлинзовый окуляр содержит двояковогнутую линзу 6, положительные мениски 7 и 8, обращенные выпуклостью друг к другу.The telescope (figure 1) contains a lens consisting of three components, and a three-lens eyepiece. The first component is the
Телескоп работает следующим образом - световой поток от объекта, расположенного в бесконечности, попадает в объектив, где проходит последовательно через линзы 1-5 и образует в плоскости, в которой совмещены задняя фокальная плоскость объектива и передняя фокальная плоскость окуляра, перевернутое изображение объекта, которое затем посредством линз окуляра 6-8 проецируется в пространстве изображений на бесконечности.The telescope operates as follows - the luminous flux from an object located at infinity enters the lens, where it passes sequentially through lenses 1-5 and forms, in the plane in which the rear focal plane of the lens and the front focal plane of the eyepiece, the inverted image of the object, which then through the eyepiece lenses 6-8 is projected in the space of images at infinity.
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан телескоп с дискретным изменением увеличения для дальней ИК-области спектра.As a specific example of the invention, a telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum is calculated.
Линзы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 обеспечивают увеличение Гмин. Конструктивные данные телескопа с увеличением Гмин представлены в табл.1.
* асферическая поверхность с уравнением:* Aspherical surface with the equation:
где Where
c=1/R - кривизна поверхности,c = 1 / R is the curvature of the surface,
k=0 - коническая постоянная,k = 0 is the conical constant,
a1=a3=a4=a5=a6=a7=a8=0, a2=1,35125×10-9 - коэффициенты полинома,a 1 = a 3 = a 4 = a 5 = a 6 = a 7 = a 8 = 0, a 2 = 1.35125 × 10 -9 are the coefficients of the polynomial,
r - радиальная координата.r is the radial coordinate.
Линзы 1, 5, 6, 7, 8 обеспечивают увеличение Гмакс. Конструктивные данные телескопа с увеличением Гмакс представлены в табл.2.
* асферическая поверхность с уравнением:* Aspherical surface with the equation:
где Where
c=1/R - кривизна поверхности,c = 1 / R is the curvature of the surface,
k=0 - коническая постоянная,k = 0 is the conical constant,
а1=а3=а4=а5=а6=а7=а8=0, а2=1,35125×10-9 - коэффициенты полинома,and 1 = a 3 = a 4 = a 5 = a 6 = a 7 = a 8 = 0, and 2 = 1.35125 × 10 -9 are the coefficients of the polynomial,
r - радиальная координата.r is the radial coordinate.
Телескоп имеет характеристики, представленные в табл.3.The telescope has the characteristics presented in table.3.
На фиг.2 изображены графики аберраций для Гмакс - поперечная аберрация лучей в зависимости от координаты на зрачке, кривизна изображения и дисторсия в зависимости от координаты поля зрения, рассчитанные для телескопа совместно с параксиальной линзой (f′=25 мм).Figure 2 shows the aberration graphs for G max - the transverse ray aberration depending on the coordinate on the pupil, image curvature and distortion depending on the coordinate of the field of view, calculated for the telescope together with a paraxial lens (f ′ = 25 mm).
На фиг.3 изображены графики аберраций для Гмин - поперечная аберрация лучей в зависимости от координаты на зрачке, кривизна изображения и дисторсия в зависимости от координаты поля зрения, рассчитанные для телескопа совместно с параксиальной линзой (f′=25 мм).Figure 3 shows the graphs of aberrations for G min - the lateral aberration of the rays depending on the coordinate on the pupil, the curvature of the image and the distortion depending on the coordinate of the field of view, calculated for the telescope together with a paraxial lens (f ′ = 25 mm).
На фиг.4 изображены графики функций передачи модуляции, соответственно для Гмакс и Гмин, рассчитанные для телескопа совместно с параксиальной линзой (f′=25 мм).Figure 4 shows graphs of the modulation transfer functions, respectively, for G max and G min , calculated for the telescope together with a paraxial lens (f ′ = 25 mm).
Анализируя результаты расчетов параксиального значения параметра YNI (журнал «Applied Optics», Vol.21, #18, p.3393 (1982)), определяющего вклад в эффект «нарцисса» от поверхностей, в ближайшем аналоге и предлагаемом изобретении, представленных в табл.4, и учитывая, что вклад в эффект «нарцисса» от поверхности обратно пропорционален (YNI)2, можно сделать вывод о том, что эффект «нарцисса» значительно уменьшен.Analyzing the results of calculations of the paraxial value of the YNI parameter (Applied Optics magazine, Vol.21, # 18, p.3393 (1982)), which determines the contribution to the effect of the “daffodil” from the surfaces, in the closest analogue and the present invention are presented in table. 4, and considering that the contribution to the “daffodil” effect from the surface is inversely proportional to (YNI) 2 , we can conclude that the “daffodil” effect is significantly reduced.
Фокусное расстояние окуляра f′ок=26,2 мм, удаление выходного зрачка телескопа S′P′=31 мм.Focal length of the eyepiece f ′ ok = 26.2 mm, removal of the exit pupil of the telescope S ′ P ′ = 31 mm.
Соотношение:Ratio:
1,1<S′P′/f′ок<l,31,1 <S ′ P ′ / f ′ ok <l, 3
выполняется:performed:
1,1<(31/26,2)=1,18<1,3.1.1 <(31 / 26.2) = 1.18 <1.3.
Таким образом, получен телескоп с дискретным изменением увеличения для дальней ИК-области спектра с повышенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, а именно:Thus, we obtained a telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum with enhanced technological and operational characteristics, namely:
- имеет только одну асферическую поверхность, что делает его более технолочичным;- has only one aspherical surface, which makes it more technologic;
- имеет более высокую светосилу, определяемую размером входных зрачков, что повышает дальность обнаружения и распознавания приборов;- has a higher aperture, determined by the size of the entrance pupils, which increases the range of detection and recognition of devices;
- уменьшен эффект «нарцисса», что делает изображение более комфортным для восприятия.- reduced the effect of "daffodil", which makes the image more comfortable for perception.
Claims (1)
1,1<S′P′/f′ок<1,3,
где S′Р′ - удаление выходного зрачка телескопа;
f′ок - фокусное расстояние окуляра. A telescope with a discrete change in magnification for the far infrared region of the spectrum, containing the lens and the eyepiece, the lens consists of three positive components, the first of which is the positive meniscus convex to the object, the second component consists of a biconcave lens, a positive lens and a positive meniscus inverted convexity to the object, the third component is the negative meniscus facing the concavity to the image, while the second lens surface of the first component is aspherical, the second component the lens is installed with the possibility of input and output from the optical circuit, the eyepiece consists of three lenses, the second and third of which are made in the form of positive menisci, convex to each other, characterized in that in the second component of the lens a positive lens is made convex, facing convex to image, and in the eyepiece, the first lens is biconcave, and all surfaces of the eyepiece lenses are made spherical, with the following relationship:
1,1 <S ′ P ′ / f ′ ok <1,3,
where S ′ Р ′ - removal of the exit pupil of the telescope;
f ′ ok - the focal length of the eyepiece.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007131066/28A RU2349942C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Discrete-zoom telescope for far infrared |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007131066/28A RU2349942C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Discrete-zoom telescope for far infrared |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2349942C1 true RU2349942C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007131066/28A RU2349942C1 (en) | 2007-08-15 | 2007-08-15 | Discrete-zoom telescope for far infrared |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2349942C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2397518C1 (en) * | 2009-06-24 | 2010-08-20 | Евгений Александрович Терешин | Four-component telescope with two magnification power values for far infrared spectrum |
| RU2400786C2 (en) * | 2008-12-31 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Infrared telescope for far infrared spectrum with remote exit pupil and two magnification power values |
| RU2400785C1 (en) * | 2009-06-24 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Telescope with two magnifying power values and remote exit pupil for far infrared spectrum |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2106004C1 (en) * | 1996-06-18 | 1998-02-27 | Ирина Леонидовна Анитропова-Лившиц | Telescopic system |
| RU2209455C2 (en) * | 2001-09-14 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Telescopic optical system, type galileo |
| RU2244333C1 (en) * | 2003-05-21 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Night vision device |
-
2007
- 2007-08-15 RU RU2007131066/28A patent/RU2349942C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2106004C1 (en) * | 1996-06-18 | 1998-02-27 | Ирина Леонидовна Анитропова-Лившиц | Telescopic system |
| RU2209455C2 (en) * | 2001-09-14 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Telescopic optical system, type galileo |
| RU2244333C1 (en) * | 2003-05-21 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Night vision device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400786C2 (en) * | 2008-12-31 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Infrared telescope for far infrared spectrum with remote exit pupil and two magnification power values |
| RU2397518C1 (en) * | 2009-06-24 | 2010-08-20 | Евгений Александрович Терешин | Four-component telescope with two magnification power values for far infrared spectrum |
| RU2400785C1 (en) * | 2009-06-24 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН | Telescope with two magnifying power values and remote exit pupil for far infrared spectrum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10509210B2 (en) | Two-color very wide field of view refractive eyepiece-type optical form | |
| TWI480573B (en) | Five-piece lens set for capturing images | |
| CN106461920A (en) | Oblique-view objective optical system and oblique-view endoscope equipped with same | |
| RU2349942C1 (en) | Discrete-zoom telescope for far infrared | |
| RU156006U1 (en) | ATHERMALIZED LENS FOR IR SPECTRUM | |
| RU2400784C1 (en) | Infrared objective lens with two fields of vision and remote aperture diaphragm | |
| CN104459958B (en) | Prime lens used for infrared camera | |
| RU2419113C1 (en) | Optical system with pinhole aperture for middle infrared range | |
| RU191911U1 (en) | Projection Aperture Lens | |
| RU170736U1 (en) | LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM | |
| RU2678957C1 (en) | Wide-angle high-power infrared lens | |
| RU82875U1 (en) | LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM | |
| RU2410733C1 (en) | Double-spectrum infrared lens having aperture diaphragm in image space | |
| RU2577082C1 (en) | Apochromatic athermal lens (versions) | |
| RU2621366C1 (en) | Compact lens of mid-infrared range | |
| RU2586273C1 (en) | High-aperture lens | |
| RU2464599C1 (en) | Endoscope lens | |
| RU2386156C1 (en) | Optical system with remote apertures for infrared spectrum | |
| RU184257U1 (en) | LIGHT LIGHT FOR INFRARED SPECTRUM | |
| RU2510059C1 (en) | Infrared objective lens with two fields of vision and remote aperture diaphragm | |
| RU2199143C1 (en) | Telescope with discrete change of magnification for far-field or region of spectrum | |
| JP6975559B2 (en) | Squint objective optical system and a squint endoscope equipped with it | |
| RU2779740C1 (en) | Infrared lens | |
| RU2472190C1 (en) | Catadioptric telescope | |
| RU96987U1 (en) | LIGHT POWER LENS WITH EXTENDED PUPILS FOR THE INFRARED SPECTRUM |