ОБЪЕКТИВ ДЛЯ БЛИЖНЕЙ ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА Российский патент 2010 года по МПК G02B13/14 G02B9/34 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах ночного видения (ПНВ).

Известны объективы для ПНВ по RU №2218585, МПК G02B 13/14, 9/60, 2003 г., RU №2276799, МПК G02B 13/14, 9/60, 2004 г. Они состоят из шести линз, имеют значительный вес, что существенно снижает потребительские свойства переносных приборов, в которых они использованы. Относительная весовая характеристика, характеризуемая приведенным весом и равная значению веса, отнесенного к значению входного зрачка, у указанных объективов превышает 3 г/мм.

Наиболее близким аналогом является объектив для ИК-области спектра по патенту RU №2072733, МПК G02B 13/14, 9/34, 1997 г., содержащий установленные по ходу луча четыре компонента, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, второй - в виде двухсклеенного мениска, состоящего из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенного выпуклостью к предмету, третий - в виде отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, четвертый - в виде двояковыпуклой линзы. У этого объектива также большое значение приведенного веса, равного 3 г/мм, и невысокое качество изображения - полихроматический коэффициент передачи модуляции (КПМ) в изображении синусоидальной меры абсолютного контраста на частоте N=30 мм^-1 в спектральном интервале длин волн от 660 до 920 нм составляет:

1) для осевой точки предмета - 0,50*

2) для края поля (ω=4,3°):

меридиональное сечение - 0,37*,

сагиттальное сечение - 0,28*,

где: * - КПМ рассчитан для объективов со стеклянной пластиной толщиной 5,6 мм, установленной в заднем фокальном отрезке и имитирующей стеклянную подложку фотокатода электронно-оптического преобразователя.

Задачей изобретения является создание объектива с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, - это уменьшение весовых характеристик, при повышении качества изображения.

Это достигается тем, что в объективе для ближней ИК-области спектра, состоящем из установленных по ходу луча четырех компонентов, первый из которых выполнен в виде положительной линзы, второй - в виде двухсклеенного мениска, третий и четвертый - в виде одиночных линз, в отличие от известного, в первом и третьем компоненте - линзы двояковыпуклые, а в четвертом - двояковогнутая, при этом линза первого компонента, одна из линз второго компонента и линза четвертого компонента выполнены из стекла с плотностью не более 2,6 г/см³.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображена оптическая схема объектива, на фиг.2 - график полихроматического коэффициента передачи модуляции (КПМ).

Объектив для ближней ИК-области спектра (фиг.1) содержит четыре компонента, первый из которых выполнен в виде двояковыпуклой линзы 1, второй - двухсклеенного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и состоящего из двояковыпуклой 2 и двояковогнутой 3 линз, третий - двояковыпуклой линзы 4, а четвертый компонент - двояковогнутая линза 5.

Объектив работает следующим образом. Свет от предмета, расположенного на бесконечно большом расстоянии от первого компонента, преломляясь, проходит через линзы 1, 2, 3, 4, 5 и формирует в фокальной плоскости объектива изображение предмета.

В соответствии с предложенным техническим решением рассчитан вариант объектива для фокусного расстояния f'=120 мм, конструктивные параметры которого приведены в таблице.

Объектив имеет угол поля зрения 2ω=8,6°, относительное отверстие 1:2 и высокое качество изображения - полихроматический КПМ в изображении синусоидальной миры абсолютного контраста на пространственной частоте N=30 мм^-1 (фиг.2) в спектральном интервале длин волн от 660 до 920 нм составляет:

1) для осевой точки предмета - 0,67*,

2) для края поля (ω=4,3°):

меридиональное сечение - 0,68*,

сагиттальное сечение - 0,65*.

Примечание: * - КПМ рассчитан для объективов со стеклянной пластиной толщиной 5,6 мм, установленной в заднем фокальном отрезке и имитирующей стеклянную подложку фотокатода электронно-оптического преобразователя.

Три из пяти линз выполнены из стекла К8, более легкого и дешевого, чем в ближайшем аналоге. Масса оптических деталей объектива равна 154 г, что обеспечивает значение веса, приведенного к размеру входного зрачка, равное 2,57 г/мм.

Как видно из конкретного примера расчета, объектив для ближней ИК-области спектра выполнен с меньшим весовым показателем и более высоким качеством изображения, что свидетельствует о том, что предложенная совокупность отличительных признаков обеспечивает требуемый результат.

Таким образом, получен объектив для ближней ИК-области спектра с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Объектив может быть использован в приборах ночного видения (ПНВ). Объектив содержит четыре компонента. Первый и третий компоненты - двояковыпуклые линзы. Второй компонент - двухсклеенный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Четвертый компонент - двояковогнутая линза. Первый компонент, первая линза второго компонента и четвертый компонент выполнены из стекла с плотностью не более 2,6 г/см³. Технический результат - уменьшение весовых характеристик при повышении качества изображения. 2 ил., 1 табл.

Объектив для ближней ИК-области спектра, содержащий четыре компонента, первый из которых положительная одиночная линза, второй - двухсклеенный мениск, обращенный выпуклостью к предмету и состоящий из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий и четвертый компоненты - одиночные линзы, отличающийся тем, что первый и третий компоненты - двояковыпуклые линзы, четвертый компонент - двояковогнутая линза, и кроме того первый компонент, первая линза второго компонента и четвертый компонент выполнены из стекла с плотностью не более 2,6 г/см³.