Details

Предмет исследования. Методика расчета оптической системы миниатюрного тепловизионного объектива, предназначенного для использования в составе компактного мультиспектрального устройства с одномоментной регистрацией нескольких спектральных изображений на единый матричный приемник излучения. Цель работы. Разработка принципиальной схемы построения оптической системы миниатюрного объектива тепловизионного диапазона (8-14 мкм), а также методики ее расчета. Метод. Предлагаемое решение основано на комбинации композиционного метода синтеза оптических систем с алгебраическим методом, основанным не теории аберраций третьих порядков. Объектив строится по схеме реверсивного телеобъектива и состоит из базового двухлинзового склеенного компонента и коррекционного элемента в виде двух менисков, исправляющих астигматизм и кривизну поверхности изображения. Основные результаты. Предложены схема построения миниатюрного тепловизионного реверсивного телеобъектива и методика синтеза его оптической системы, основанная на теории аберраций третьих порядков. Проведены габаритный и аберрационный расчеты, выполнена оценка качества формируемого объективом изображения. Объектив демонстрирует степень коррекции, близкую к дифракционной, при нормальной светосиле и высоком угловом поле. При этом его итоговая оптическая система не подвергалась автоматизированной коррекции. Практическая значимость. Предложенный объектив может использоваться для различных приложений, в частности в составе мультиспектральной тепловизионной системы, способной решать задачи по сбору пространственно-спектральных данных, что может быть полезным для дистанционного зондирования, экомониторинга и в других приложениях. Малые габариты объектива обуславливают возможность использования его в составе компактного устройства, устанавливаемого на подвижный носитель.

Subject of study. The design of an optical system of a compact long-wavelength infrared multispectral device lens. The aim of study is to design an optical system of a miniature thermal imaging lens of long-wavelength infrared range (8-14 mum) and its synthesis methodology. Method. The proposed solution is based on a combination of compositional and algebraic methods for optical systems synthesis. The lens layout corresponds to inverse telephoto lens and consists of a basic double-cemented lens component and a correction component of two meniscus lens that correct astigmatism and field curvature. Main results. The paper demonstrates the layout and synthesis methodology for a miniature thermal imaging inverse telephoto lens, its design and aberration synthesis. Practical significance. The proposed lens design can be used to create a multispectral thermal imaging system capable to collect spatial-spectral data, which can be useful for environmental monitoring and other applications. Small dimensions of the lens make it possible to use it as part of a compact device mounted on a mobile vehicle.