Светосильный зеркально-линзовый объектив прямого изображения приборов ночного видения
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.
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: | |||
| Радиусы | Толщины | Марка стекла | Световые диаметры |
| R1=173,38 | 52 | ||
| D1=6 | БФ16 | ||
| R2=-304,8 | 52 | ||
| D2=26,2 | |||
| R3=-26,55 | 41 | ||
| D3=5 | TK21 | ||
| 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=6,7 | ТФ2 | ||
| R10=-30,48 | 20 | ||
| D10=8,7 | |||
| R11=-115,88 | 22,5 | ||
| D11=6,8 | БФ25 | ||
| R12=-20,8 | 20 | ||
| D12=17,8 | |||
| R13=34,36 | 18 | ||
| D13=3,3 | ЛК3 | ||
| R14=-54,58 | 18 | ||
| D14=0,1 | |||
| R15=16,069 | 18 | ||
| D15=4,1 | К8 | ||
| 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.
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.
