ПРОЕКЦИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА Российский патент 2006 года по МПК G02B9/16 G02B13/14 

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в проекционных объективах с вынесенным входным зрачком и увеличением, близким к минус единице, работающих в ИК-области спектра, например в тепловизионных приборах.

Известны конструкции светосильных проекционных объективов с увеличением, близким к минус единице, описанных, например, в заявке Японии №45-30788 (82), НКИ 104 А-412, опубликованной 05.10.70 г., и патенте США №3507560, МПК G 02 B 9/36, опубликованном 21.04.70 г. Они имеют большое количество линз и работают в видимом диапазоне спектра.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является объектив с изломом оптической оси и увеличением, близким к минус единице (патент ФРГ №2140897, МПК G 02 B 13/24, опубликованный 13.12.1973 г.). Он выполнен из двух групп одиночных линз, между которыми расположено зеркало, отклоняющее оптическую ось на 90 градусов: первая группа - двояковыпуклая линза, отрицательный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к предмету, и положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предмету; вторая группа - положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к предмету, отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предмету, и двояковыпуклая линза. Объектив содержит большое количество оптических элементов и имеет малый угол поля зрения 2w=16".

Задачей изобретения является создание светосильного проекционного объектива для ИК-области с увеличением, близким к минус единице, вынесенным входным зрачком и небольшими габаритами оптической схемы при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю.

Технический результат, обусловленный указанной задачей, достигается созданием светосильного проекционного объектива для инфракрасной области спектра, содержащего две группы одиночных линз, между которыми под углом 45 градусов к оптической оси расположено отклоняющее зеркало, причем первая из групп состоит из двух положительных линз, вторая из которых - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, в отличие от известного отрицательный мениск в первой группе обращен вогнутостью к предмету, а первая положительная линза второй группы - мениск, обращенный вогнутостью к предмету и его вогнутая поверхность выполнена асферической.

Конструктивное исполнение светосильного объектива показано на фиг.1, на фиг.2 - то же без отклоняющего зеркала, на фиг.3 - графики аберраций проекционного объектива.

Объектив (фиг.1) состоит из отрицательного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, положительного мениска 2, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, причем его вогнутая поверхность является асферической, положительного мениска 3, обращенного вогнутой поверхностью к предмету, и отклоняющего зеркала 4.

Объектив работает следующим образом. Изображение предмета, расположенного на расстоянии 4 мм от объектива, проецируется в плоскость наилучшего изображения, расположенную на расстоянии S'=44 мм от последней поверхности объектива, в которой расположен приемник оптического изображения (не показан). Отклоняющее зеркало 4 позволяет уменьшить габариты системы. Асферическая поверхность на линзе 2 объектива позволяет получить хорошее качество изображения при меньшем количестве линз и небольших габаритах оптических деталей.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив с конструктивными данными, приведенными в таблице.

Основные характеристики объектива

Расчетная длина волны10,6 мкмРабочий спектральный диапазон8,66- 12,2 мкмФокусное расстояние F'45,5 ммОтносительное отверстие1:0,5Задний фокальный отрезок S'44,0 ммУвеличение-1кратЛинейное поле в пространстве предметов12,8 мм

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата, т.е. создан светосильный проекционный объектив для работы в ИК-области спектра с увеличением, близким к минус единице, вынесенным входным зрачком Sвх.зр.=-217,77 мм, с малыми габаритами L=97,49 мм, при хорошем качестве изображения, а также уменьшена трудоемкость при изготовлении и сборке прибора.

Проекционный объектив содержит две группы одиночных линз, между которыми под углом 45 градусов к оптической оси расположено отклоняющее зеркало. Первая группа состоит из отрицательного мениска, а вторая группа - из двух положительных линз, последняя из которых - мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Отрицательный мениск в первой группе обращен вогнутостью к предмету, а первая положительная линза второй группы - мениск, обращенный вогнутостью к предмету и его вогнутая поверхность выполнена асферической. Объектив имеет увеличение, близкое к минус единице, вынесенный входной зрачок и небольшие габариты оптической схемы при хорошем качестве изображения точки на оси и по полю. 3 ил., 1 табл.

Проекционный объектив для инфракрасной области спектра, содержащий две группы одиночных линз, между которыми под углом 45 градусов к оптической оси расположено отклоняющее зеркало, причем первая группа состоит из отрицательного мениска, а вторая группа - из двух положительных линз, последняя из которых - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, отличающийся тем, что отрицательный мениск в первой группе обращен вогнутостью к предмету, а первая положительная линза второй группы - мениск, обращенный вогнутостью к предмету, и его вогнутая поверхность выполнена асферической.