СВЕТОСИЛЬНЫЙ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ ПРЯМОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИБОРОВ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G02B17/08 

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве объектива приборов ночного видения уменьшенных габаритов на двухкаскадных и бипланарных электронно-оптических преобразователях (ЭОП) с прямым изображением.

Наиболее близким по технической сущности является светосильный зеркально-линзовый объектив прямого изображения (патент РФ №2112258).

Недостатком этого устройства является большая кривизна поля (до 1,3 мм при поле 6°) и астигматизм (до 1 мм по краю поля), что не позволяет использовать его с ЭОПами, имеющими равномерное разрешение по полю.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества изображения, даваемого объективом, для работы с ЭОП.

Эта цель достигается тем, что в светосильном зеркально-линзовом объективе прямого изображения, содержащем шесть компонентов, компонент 1 выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, компонент 2 выполнен в виде отрицательной линзы Манжена, компонент 3 и компонент 6 выполнены в виде положительных менисков, обращенных выпуклостью на встречу друг другу, компонент 4 выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы Манжена, компонент 5 выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, а компонент 3, компонент 5 и компонент 6 представляют собой триплет с увеличенным воздушным промежутком между компонентами 3 и 5.

Конструктивное исполнение светосильного зеркально-линзового объектива прямого изображения приборов ночного видения показано на чертеже. Здесь содержатся первый компонент 1, второй компонент 2, третий компонент 3 четвертый компонент 4, пятый компонент 5 и шестой компонент 6.

Параметры варианта исполнения светосильного зеркально-линзового объектива прямого изображения приборов ночного видения следующие: РадиусыТолщиныМарка стеклаСветовые диаметрыR1=173,38  52 D1=6БФ16 R2=-304,8  52 D2=26,2  R3=-26,55  41 D3=5TK21 R4=-49,89  48 D4=-5-TK21 R5=-26,55  41 D5=-16,7  R6=-20,8  22,5 D6=-6,8-БФ25 R7=-115,88  22,5 D7=-8,7  R8=-30,48  20 D8=-6,7-ТФ2 R9=33,5  18 D9=6,7ТФ2 R10=-30,48  20 D10=8,7  R11=-115,88  22,5 D11=6,8БФ25 R12=-20,8  20 D12=17,8  R13=34,36  18 D13=3,3ЛК3 R14=-54,58  18 D14=0,1  R15=16,069  18 D15=4,1К8 R16=45,08  18

Параметры такого объектива:

- расчетная длина волны - 656 нм,

- рабочий спектральный диапазон - (546-900)нм,

- фокусное расстояние F′=72,44 мм

- геометрическое относительное отверстие 1:1,4

- эффективное относительное отверстие 1:1,6

- линейное поле зрения - 15,3 мм

Принцип действия светосильного зеркально-линзового объектива прямого изображения приборов ночного видения заключается в следующем: Первый компонент 1, выполненный в виде положительной двояковыпуклой линзы, в сочетании со вторым компонентом 2, выполненном в виде отрицательной линзы Манжена частично компенсирует хроматические аберрации. Третий компонент 3, выполненный в виде положительного мениска, компенсирует астигматизм и кривизну поверхности изображения. Сочетание третьего компонента 3, пятого компонента 5 и шестого компонента 6 представляет собой триплет с увеличенным воздушным промежутком между третьим компонентом 3 и пятым компонентом 5 и исправляет остаточные аберрации системы.

Промежуточное перевернутое изображение формируется компонентами 1, 2 и 3, расположено между третьим и четвертым компонентами. Прямое изображение затем формируется компонентами 4, 3, 5 и 6.

Принимая за критерий качества величину полихроматической частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) и учитывая параметры ЭОПа:

- толщину защитного стекла фотокатода 1,2 мм

- спектральную эффективность по длинам волн с учетом чувствительности фотокатода и светопропускания объектива

0,9 на длине волны 546 нм

1 на длине волны 656 нм

0,8 на длине волны 900 нм

- пространственную частоту 30 линий/мм (рабочая разрешающая способность двухкаскадных ЭОПов) получаем следующие расчетные значения:

Положение бесконечность точка на оси ЧКХ=25%

точка поля 5 мм от центра изображения ЧКХ=15,5%

точка поля 7,65 мм от центра изображения ЧКХ=15%

Положительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в повышении качества изображения по полю зрения, возможность уменьшения размеров приборов ночного видения на бипланарных и двухкаскадных ЭОПах.

Объектив содержит шесть компонентов, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, второй - отрицательная линза Манжена, третий - положительный мениск, четвертый - двояковыпуклая линза Манжена, пятый - положительная линза, а шестой - положительный мениск. Шестой и третий компоненты обращены выпуклостью навстречу друг другу. Третий, пятый и шестой компоненты представляют собой триплет с увеличенным воздушным промежутком между третьим и пятым компонентами. Обеспечивается повышение качества изображения по полю зрения и уменьшение габаритов приборов ночного видения на двухкаскадных и бипланарных ЭОПах. 1 ил.

Светосильный зеркально-линзовый объектив прямого изображения приборов ночного видения, содержащий оптические компоненты, первый из которых положительная линза, второй - отрицательная линза Манжена, третий и пятый - положительные линзы, четвертый - положительная линза Манжена, отличающийся тем, что введен шестой компонент, выполненный в виде положительного мениска, при этом первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы; шестой компонент и третий компонент, выполненный в виде положительного мениска, обращены выпуклостью навстречу друг другу, четвертый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, а третий, пятый и шестой компоненты представляют собой триплет с увеличенным воздушным промежутком между третьим и пятым компонентами.