Исследование схем объективов с вынесенным выходным зрачком для тепловизионных приборов
+7 (383) 343-12-55 vestnik@ssga.ru
Ru
En
Ru
En
Авторам публикаций
Вестник СГУГиТАрхив журнала Исследование схем объективов с вынесенным выходным зрачком для тепловизионных приборов

Исследование схем объективов с вынесенным выходным зрачком для тепловизионных приборов

Оптико-электронные приборы и комплексы
УДК: 681.7.067.2
DOI: 10.33764/2411-1759-2020-25-2-259-275
Т. Н. Хацевич 1, А. С. Греченевский 2
Год: 2020
Том: 25
№: 2
Страницы: 259 - 275
1 Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск
2 ООО «Конструкторское бюро "Луггар"», 630102, Россия, г. Новосибирск, ул. Шевченко, 11, инженер-конструктор; Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск

Финансирование: -

Аннотация:

Предложена классификация структурных схем объективов тепловизионных приборов с охлаждаемыми приемниками излучения по признаку «положение входного зрачка». Представлена математическая модель в области параксиальной оптики двухкомпонентной схемы объектива, сопрягаемого с охлаждаемой диафрагмой, для случая размещения входного зрачка на первом компоненте схемы. Определена область решений, учитывающая габаритные ограничения и ограничения по относительным отверстиям компонентов. На конкретных примерах показано, что количество линз в объективе может быть минимизировано до двух за счет применения биасферических линз. Приведены характеристики двухлинзовых объективов с относительными отверстиями 1 : 2 и 1 : 4 и фокусными расстояниями 300 и 100 мм. Расстояние между компонентами объектива является действенным коррекционным параметром и не может быть минимизировано без усложнения конструктивного исполнения второго компонента объектива. Уменьшение осевой длины объектива приводит к увеличению относительных отверстий компонентов и соответственно к увеличению линз во втором компоненте до двух или более. Отмечается соответствие параметров объективов и области решений, полученной по предлагаемой математической модели. Последняя может служить научно-техническим обоснованием оптимальности разрабатываемых объективов для новых тепловизионных приборов. Использование найденных соотношений представляет интерес для практической разработки новых оптических систем объективов.

Ключевые слова (RU):

тепловизионные приборы, параксиальная модель объектива, вынесенный выходной зрачок, охлаждаемая диафрагма, структурный анализ оптических систем, проектирование оптических систем, биасферические линзы

Ключевые слова (EN):

infrared devices, paraxial lens model, extended exit pupil, cooled diaphragm, structural analysis of optical systems, design of optical systems, bi-aspheric lenses

Читать статью Скачать JATS XML

Библиографический список:

  1. Оружие и технологии России. Энциклопедия XXI век. Том 11. Оптико-электронные системы и лазерная техника. – М. : Издательский дом «Оружие и технологии», 2005. – 720 с.
  2. Тарасов В. В., Якушенков Ю. Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. – М. : Логос, 2004. – 444 с.
  3. Дружкин Е. В., Хацевич Т. Н. Реализация общетехнических и специальных требований при разработке малогабаритных тепловизионных приборов наблюдения и прицелов // Приборы. – 2018. – № 1. – С. 43–50.
  4. Тарасов В. В., Якушенков Ю. Г. Современное состояние и перспективы развития зарубежных тепловизионных систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2013. – № 3. – С. 1–13.
  5. Тарасов В. В., Торшина И. П., Якушенков Ю. Г. Современные проблемы оптотехники : учеб. пособие. – М. : МИИГАиК, 2014. – 82 с.
  6. Гаршин А. С. Особенности расчета трехлинзовых инфракрасных объективов, работающих с охлаждаемыми приемниками // Оптический журнал. –2016. – Т. 83, № 4. – С. 38–43.
  7. Ульянова Е. О. Оптические системы для тепловизионных приборов на основе матричных фотоприемных устройств спектрального диапазона 8–12 мкм // Оптический журнал. – 2013. – Т. 80, № 6. – С. 14–19.
  8. Пат. 2434256 Российская Федерация, МПК G02B 13/14 (2006.01), G02B 9/60 (2006.01). Светосильный широкоугольный линзовый объектив для инфракрасной области спектра / Лебедев О. А., Сабинин В. Е., Солк С. В. ; патентообладатели Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) ; заявл. 12.08.2010 ; опубл. 20.11.2011. – Бюлл. № 32.
  9. Пат. 2419113 Российская Федерация, МПК G02B 13/14 (2006.01), G02B 9/64 (2006.01). Оптическая система с вынесенной апертурной диафрагмой для среднего ИК диапазона спектра / Хацевич Т. Н., Терешин Е. А. ; патентообладатели Хацевич Т. Н., Терешин Е.А. ; заявл. 06.08.2009 ; опубл. 20.05.2011. – Бюлл. № 14.
  10. Пат. 2379723 Российская Федерация, МПК G02B 13/14 (2006.01), G02B 9/60 (2006.01). Светосильный объектив с вынесенными зрачками для ИК области спектра / Терешин Е. А., Хацевич Т. Н., Ковтуненко Е. В. ; патентообладатель Институт физики полупроводников СО РАН ; заявл. 25.08.2008 ; опубл. 20.01.2010. – Бюлл. № 2.
  11. Пат. 2522463 Российская Федерация, МПК G02B 13/14 (2006.01), G02B 13/16 (2006.01). Оптическая система тепловизионного объектива / Балоев В. А., Иванов В. П., Рагинов С. В., Скочилова И. А. ; патентообладатель Открытое акционерное общество «Научнопроизводственное объединение» Государственный институт прикладной оптики (ОАО «НПО ГИПО») ; заявл. 03.04.2014 ; опубл. 10.08.2013. – Бюлл. № 22.
  12. Anthony John Kirkham. US. 7136235, Int. Cl. G02B 9/00. Optical apparatus; assignee Thales Optics Ltd., date of patent 14.11.2006.
  13. Anthony John Kirkham. US. 6424460, Int. Cl. G02B 15/14. Dual field-of-view objects system for the infrared; assignee Pilkington PE Limited, date of patent 23.07.2002.
  14. Max Amon. US. 6423969, Int. Cl. G08B 13/14. Dual infrared band objective lens; assignee Lockheed Martin Corporation, date of patent 23.07.2002.
  15. Пат. 2355003 Российская Федерация, МПК G02B17/08. Оптическая система для формирования изображения объекта в двух полях зрения / Киселев М. В., Малеев Н. М., Михайлов В. Н. ; патентообладатель Производственное объединение «Уральский оптико-механический завод» имени Э. С. Яламова» (ФГУП «ПО «УОМЗ») ; заявл. 28.08.2007 ; опубл. 10.05.2009. – Бюлл. № 13.
  16. Пат. 2629890 Российская Федерация, МКП G02B 13/14, 9/34. Инфракрасный объектив с пассивной атермализацией / Белоусов А. П. ; патентообладатель Акционерное общество «Швабе – Оборона и Защита» ; заявл. 10.06.2016 ; опубл. 04.09.2017. – Бюлл. № 25.
  17. Патент на полезную модель № 187815. Двухлинзовый светосильный объектив для ИК-области спектра / Хацевич Т. Н., Дружкин Е. В., Мордвин Н. Н., Волкова К. Д. ; патентообладатель ООО «Конструкторское бюро «Луггар» ; опубл. 19.03.2019. – Бюлл. № 8.
  18. Патент на полезную модель № 187832. Двухлинзовый светосильный объектив для инфракрасной области спектра / Хацевич Т. Н., Дружкин Е. В., Мордвин Н. Н., Волкова К. Д. ; патентообладатель ООО «Конструкторское бюро «Луггар» ; опубл. 19.03.2019. – Бюлл. № 8.
  19. Терешин Е. А., Хацевич Т. Н. Алгоритм эффективного проектирования многокомпонентных систем для инфракрасного спектрального диапазона // VIII Международная конференция «Прикладная оптика-2008» (20–24 октября 2008 г.). – СПб., 2008. – С. 69–73.
  20. Хацевич Т. Н. Оптика для тепловизионных приборов // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (г. Новосибирск, 19–29 апреля 2011 г.). – Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 5, ч. 1. – С. 36–39.
  21. Греченевский А. С., Хацевич Т. Н. Структура объектива тепловизионного прибора с охлаждаемым приемником // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. XV Междунар. науч. конгр. : Магистерская научная сессия «Первые шаги в науке» : сб. материалов в 9 т. (г. Новосибирск, 24–26 апреля 2019 г.). – Новосибирск : СГУГиТ, 2019. Т. 6, № 2. – С. 20–27.
  22. SCORPIO MW 640 х 512 – 15 μm pitch – MCT [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.lynred.com, свободный. – Загл. с экрана.
  23. Греченевский А. С., Хацевич Т. Н. Разработка объектива тепловизионной камеры // Калашниковские чтения [Электронный ресурс] : VI Всероссийская научно-практическая конференция, 7 ноября 2019 г. (В рамках II Молодежного форума студентов и курсантов оборонных специальностей вузов России «С именем Калашникова», 6–8 ноября 2019 г.) / [оргкомитет: Ю. Б. Брызгалов, С. А. Писарев, Н. П. Устинова]. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ им. М. Т. Калашникова, 2019. – 16,7 Мбайт (PDF). – С. 295–304.
  24. Хацевич Т. Н., Дружкин Е. В. Исследование объективов для малогабаритных тепловизионных приборов с позиции модели двухкомпонентного объектива // Вестник СГУГиТ. – 2018. – Т. 23, № 2. – С. 245–261.
  25. Gonzales-Acuna R. G., Chaparro-Romo H. A. General formula for bi-aspheric singlet lens design free of spherical aberration // Applied Optics. – 2018. – Vol. 57, No. 31. – P. 9341– 9345.
  26. Gonzales-Acuna R. G., Chaparro-Romo H. A., Gutierrez-Vega J. C. General formula for design a freeform singlet free of spherical aberration and astigmatism // Applied Optics. – 2019. Vol. 58, No. 4. – P. 1010–1015.
  27. ZEMAX Optical Design Program. User’s Guide. – Tucson, Arizona, USA: Zemax Development Corporation, 2009. – 732 p.