Атермолізований чотирикомпонентний об’єктив для інфрачервоної області спектра

Реферат: UA 88915 U UA 88915 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до оптичного приладобудування, а саме до об'єктивів, що працюють в інфрачервоній (ІЧ) області спектра, і може бути застосована в оптичних системах тепловізорів, які використовують для реєстрації теплового зображення матричні приймачі випромінювання. За найближчий аналог прийнято патент на світлосильний об'єктив для тепловізора (RU 2403598 G02B 3/34 G02B 13/14 25.02.2009), призначений для спектрального діапазону 8…14 о мкм. Аналог має такі параметри: фокусна відстань f'=38 мм, кутове поле 2ω=25 , відносний отвір 1:1. Об'єктив містить послідовно розташовані по ходу променів перший додатній меніск, обернений опуклою поверхнею до простору зображень, другий від'ємний меніск, обернений опуклою поверхнею до простору предметів, третій додатній меніск, обернений опуклою поверхнею до простору предметів, та четвертий додатній меніск, обернений опуклою поверхнею до простору зображень. Друга лінза виконана двоопуклою. Усі заломлюючі поверхні є сферичними та виготовлені з кремнію. Основним недоліком найближчого аналогу є терморозфокусування оптичної системи пристрою, що виникає при використанні ІЧ об'єктива в нестабільних температурних умовах навколишнього середовища та призводить до різкого зниження якості зображення. В основу корисної моделі поставлена задача збереження якості зображення об'єктива при зміні температури навколишнього середовища в діапазоні від 0 до +60 °C. Поставлена задача вирішується тим, що чотирикомпонентний об'єктив для ІЧ області спектра містить послідовно розташовані по ходу променів чотири лінзи, які мають сферичні поверхні та працюють в спектральному діапазоні хвиль 8…12 мкм, новим є те, що об'єктив атермолізований в діапазоні температур від 0 до +60 °C, оптична система додатково містить апертурну діафрагму, що розташована усередині системи між другою та третьою лінзами. Корисна модель пояснюється кресленням, де показана оптична схема атермолізованого чотирикомпонентного об'єктива для ІЧ області спектра. Оптична схема містить послідовно розташовані по ходу променів перший від'ємний меніск 1, обернений опуклою поверхнею до простору предметів, другий, третій та четвертий додатні меніски 2, 4 та 5 відповідно, що обернені опуклими поверхнями до простору предметів. Діафрагма 3 розташована у повітряному просторі між меніском 2 та меніском 4. Заломлюючі поверхні лінз є сферичними. Лінзи 1, 2, 5 виконанні з германію, а лінза 4 з KRS5. ІЧ випромінення, від віддаленого об'єкта, проходячи послідовно через меніски 1 і 2, діафрагму 3 та меніски 4 і 5, фокусується в площині зображення, при цьому розмір плями розсіювання в діапазоні довжин хвиль 8…12 мкм відповідає величині пікселя матричного фотоприймального пристрою, внаслідок чого досягається реєстрація якісного зображення об'єктів. Конструктивні параметри атермолізованого чотирикомпонентного об'єктива для ІЧ області спектра приведені в табл. 1. Таблиця 1 Конструктивні параметри атермолізованого чотирикомпонентного об'єктива Радіус кривизни оптичної поверхні, мм Осьова відстань, мм R1=59,22 17,22 R2=43,92 20,02 R3=87,54 7,26 R4=113,22 54,96 R5=∞ (апертурна діафрагма) 1,0 R6=56,16 24,94 R7=113,37 7,73 R8=72,01 24,99 R9=76,80 4,0 40 45 Матеріал оптичного компонента Германій (Ge) Германій (Ge) Бромід-йодид талію (KRS5) Германій (Ge) Запропонований об'єктив має такі параметри (для температури +20 °C): фокусна відстань ' f'=50,8 мм, кутове поле 2ω=25°, відносний отвір 1:1, задній фокальний відрізок s f'=4,05 мм. Висока якість зображення в об'єктиві підтверджується малими значенням плям розсіювання в діапазоні температур від 0 до +60 °C, внаслідок чого формується якісне ображення на матричному приймачі (див. табл. 2). Під час розрахунку були враховані температурні зміни значень кривизн поверхонь, осьових товщин лінз та показників заломлення оптичних матеріалів. 1 UA 88915 U Таблиця 2 Розміри точкових діаграм атермолізованого чотирикомпонентного об'єктива Температура навколишнього середовища, °C 0 +20 +40 +60 14,36 13,03 12,69 13,52 17,17 17,44 18,12 19,17 31,07 29,85 30,01 31,48 СКВ радіусу плями в мкм (в діапазоні 8…12 мкм) для точки на оптичній осі (ω=0°) для точки на краю поля зору 2ω=16° для точки на краю поля зору 2ω=25° 5 Таким чином, запропонований атермолізований чотирикомпонентний об'єктив для ІЧ області спектра, порівняно з найближчим аналогом дозволяє покращити якість зображення, та зберегти високу якість зображення в діапазоні температур навколишнього середовища від 0 до +60 °C за рахунок відсутності терморозфокусування в оптичній системі приладу у вказаному діапазоні температур. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Атермолізований чотирикомпонентний об'єктив для інфрачервоної області спектра, що містить послідовно розташовані по ходу променів чотири лінзи, які працюють в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль 8…12 мкм, який відрізняється тим, що додатково містить апертурну діафрагму, яка розташована між другою та третьою лінзами, перша, друга і четверта лінзи виготовлені з германію, третя лінза виготовлена з KRS5, всі лінзи виконані як меніски, що обернені опуклими поверхнями до простору зображень. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2