RU2360269C1 - Объектив для приборов ночного видения - Google Patents
Объектив для приборов ночного видения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360269C1 RU2360269C1 RU2007138243/28A RU2007138243A RU2360269C1 RU 2360269 C1 RU2360269 C1 RU 2360269C1 RU 2007138243/28 A RU2007138243/28 A RU 2007138243/28A RU 2007138243 A RU2007138243 A RU 2007138243A RU 2360269 C1 RU2360269 C1 RU 2360269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- convex
- objective
- faces
- night vision
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Объектив может быть использован с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП), в частности с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы. Объектив содержит установленные по ходу луча первый элемент в виде одиночной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, второй элемент, выполненный в виде склейки из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенной выпуклостью к предмету, третий элемент в виде одиночного положительного мениска, выпуклой поверхностью обращенного к предмету, и четвертый элемент - в виде симметричной двояковогнутой линзы. Технический результат - повышение качества изображения в области повышенных пространственных частот при совместной работе с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы. 1 табл., 6 ил.
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах ночного видения с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП), в частности с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы. Рынок приборов ночного видения в последние десятилетия получил стремительное развитие, причем спрос повысился как на приборы ночного видения военного назначения, работающие с ЭОП второго и третьего поколений, так и на гражданские приборы, к которым относятся не только любительские приборы нулевого и первого поколений, но и военные системы, адаптированные для нужд служб спасения, для обеспечения сотрудников правоохранительной системы и охраны, также относящиеся к приборам нулевого поколения. Значительным по количеству выпускаемых изделий является рынок приборов ночного видения, работающих совместно с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы. Возможность применения ЭОП нулевого поколения, имеющих катод сферической формы, была весьма ограничена из-за расфокусировки в точках, удаленных от центра катода. Эта задача была в принципе решена за счет применения объективов, имеющих кривизну изображения, совпадающую с кривизной катода, но при этом оптика получается сложной, состоящей из большого количества элементов. Применение же более простых объективов приводит к большим искажениям по краям изображения, обусловленным значительной кривизной поля зрения. Так, известен объектив для приборов ночного видения по патенту RU №2218585, МПК G02B 13/14, 9/60, 2003 г., содержащий установленные по ходу луча положительную двухлинзовую склейку, положительный одиночный мениск, отрицательную двухлинзовую склейку и два мениска, обращенных выпуклостями друг к другу.
Этот линзовый объектив успешно может быть использован совместно с ЭОП второго и третьего поколений, однако его применение совместно с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы, не обеспечивает высокого качества изображения, поскольку дает четкое изображение только в центре, с искажением и меньшим разрешением по краям из-за значительной кривизны поля зрения. Таким образом, недостатком известного объектива при использовании совместно с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы, является низкое качество изображения.
Другой недостаток известного объектива - большое количество линз и большая номенклатура используемых марок стекол. Этот недостаток является также существенным, поскольку в основном именно на использовании ЭОП нулевого поколения, имеющих катод сферической формы, строится сегмент рынка носимых и переносных приборов ночного видения.
Наиболее близким к заявляемому объективу по технической сущности (прототипом) является объектив для приборов ночного видения, выполненный в виде установленных по ходу луча пяти элементов, первый из которых выполнен в виде одиночной положительной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, второй - в виде склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, обращенной выпуклостью к предмету, а третий представляет собой плосковогнутую линзу, обращенную вогнутостью к изображению, четвертый и пятый - плосковыпуклую линзу и мениск соответственно, обращенные выпуклостями к предмету [RU №2276799, МПК G02B 13/14, 9/60, 2004 г.].
Этот линзовый объектив имеет по отношению к первому аналогу меньшее количество элементов и меньшую номенклатуру стекол, однако качество изображения при работе с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы, остается низким по причинам, указанным выше при описании объектива по патенту RU №2218585.
Таким образом, задачей изобретения является создание объектива для приборов ночного видения, который обеспечивает высокое качество изображения при совместной работы с ЭОП нулевого поколения, имеющими катод сферической формы, и который имеет при этом малое количество элементов.
Поставленная задача достигается тем, что в объективе для приборов ночного видения, содержащем установленные по ходу луча первый элемент в виде одиночной положительной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, второй элемент в виде склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, обращенной выпуклостью к предмету, третий элемент выполнен в виде одиночного положительного мениска, выпуклой поверхностью положительной линзы обращенного к предмету, а четвертый - в виде симметричной двояковогнутой линзы. Таким образом, объектив содержит всего четыре элемента.
Сущность изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена оптическая схема линзового объектива прибора ночного видения;
на фиг.2 - график частотно-контрастной характеристики (ЧКХ);
на фиг.3 - графики лучевых аберраций, при этом на фиг.3а даны графики лучевых аберраций для осевого пучка лучей (ω=0°), а на фиг.3б и 3в - для внеосевых пучков лучей двух наклонов (ω=4,5° и ω=6,5° соответственно);
на фиг.4 - график кривизны и астигматизма;
на фиг.5 - график дисторсии;
на фиг.6 - график продольного хроматизма.
Объектив для прибора ночного видения (фиг.1) содержит четыре оптических элемента, первый из которых по ходу луча выполнен в виде одиночной положительной плосковыпуклой линзы 1, обращенной выпуклостью к предмету, второй - в виде склейки 2 из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, обращенной выпуклостью к предмету, третий элемент выполнен в виде одиночного положительного мениска 3, выпуклой стороной обращенного к предмету, четвертый - в виде симметричной двояковогнутой линзы 4.
Оптические силы элементов объектива связаны следующими соотношениями:
φ1=(0,2÷0,4)φ0; φ2=(0,3÷0,6)φ0; φ3=-(0,7÷1,4)φ0; φ4=-(3÷6)φ0,
где φ0 - оптическая сила объектива;
φ1, φ2, φ3, φ4 - оптические силы элементов объектива.
Оптические силы линз второго элемента 2 объектива связаны следующими соотношениями:
φ21=(1,5÷4)φ2; φ22=-(1.5÷3,5)φ2,
где φ2 - оптическая сила второго элемента 2 объектива;
φ21, φ22 - оптические силы линз второго элемента 2 объектива.
При этом радиусы кривизны поверхности третьего элемента 3, обращенной к четвертому элементу 4, и поверхностей четвертого элемента 4 находятся в следующей зависимости:
R7=-R8=R9.
Объектив работает следующим образом. Свет от предмета, расположенного на большом расстоянии от первого элемента, преломляясь, проходит через элементы 1, 2, 3, 4 и формирует в фокальной плоскости объектива изображение предмета.
В соответствии с предложенным техническим решением рассчитан вариант объектива для фокусного расстояния f=70 мм и входной апертуры D=50 мм, конструктивные параметры которого приведены в таблице.
Поверхность | Радиус | Толщина | Марка стекла | Диаметр |
STO | 119.12 | 6 | BK8 | 52 |
2 | ∞ | 0.4 | 52 | |
3 | 44.06 | 12 | TK14 | 50 |
4 | -248.9 | 4.5 | TF10 | 50 |
5 | 93.76 | 55.1 | 44 | |
6 | 18.196 | 12 | TK14 | 16 |
7 | 23.01 | 2.2 | 14 | |
8 | -23.01 | 3 | BF27 | 14 |
9 | 23.01 | 0.3 | 15 | |
10 | 30 | 1.2 | LK3 | 15 |
11 | 30 | 16 |
Объектив имеет угловое поле зрения 2ω=13°, относительное отверстие 1:1.4, и высокое качество изображения, что подтверждается графиками, представленными на фиг.2-6.
На всех упомянутых графиках кривые представлены для четырех длин волн - 0,486; 0,587; 0,656; 0,852 мкм, при этом кривые для длины волны 0,486 мкм показаны сплошной линией, для 0,587 мкм - коротким пунктиром, 0,656 мкм - длинным пунктиром, 0,852 мкм - штрихпунктирной линией. Диапазон шкал по осям ординат соответствует входящему диаметру объектива.
Как видно из графиков, объектив, выполненный в соответствии с изобретением, характеризуется следующими параметрами:
- хроматическая аберрация не превышает 0,02 мм во всем диапазоне спектра и поля зрения (фиг.6);
- сферическая аберрация на зоне зрачка m=0,707 ΔS′<0,025 мм (фиг.3);
- меридиональная кривизна ΔХ′m<0,05 мм (фиг.4);
- сагиттальная кривизна ΔX′s<0,05 мм (фиг.4);
- дисторсия <0,3% (фиг.5);
Полихроматический коэффициент передачи модуляции (КПМ) в изображении синусоидальной миры абсолютного контраста на пространственной частоте N=40 мм-1 (фиг.2) в спектральном интервале длин волн от 486 до 852 нм составляет:
- для осевой точки предмета - от 0,3 до 0,4;
- для края поля:
- меридиональное сечение - от 0,17 до 0,2;
- сагиттальное сечение - от 0,17 до 0,2.
Как видно из конкретного примера воплощения изобретения, заявленный объектив имеет высокое качество изображения в области повышенных пространственных частот при работе совместно с ЭОП нулевого поколения, имеющим катод сферической формы.
Это стало возможным благодаря тому, что расчетная поверхность изображения объектива имеет сферическую форму, совпадающую с формой катода, и тем самым обеспечивается значительное уменьшение аберраций и в особенности устраняется кривизна поля зрения, а также обеспечивается получение высоких значений полихроматических частотно-контрастных характеристик с учетом спектральной эффективности фотокатода в области повышенных пространственных частот. При этом объектив согласно изобретению имеет относительно простую оптику, включающую всего 4 элемента (вместо 5 в прототипе) и меньшее количество линз (5 вместо 6 в прототипе).
Claims (1)
- Объектив для приборов ночного видения, содержащий установленные по ходу луча первый элемент, выполненный в виде одиночной положительной плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к предмету, второй элемент, выполненный в виде склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной двояковогнутой линз, обращенной выпуклостью к предмету, а также третий и четвертый элементы, отличающийся тем, что третий элемент выполнен в виде одиночного положительного мениска, выпуклой поверхностью обращенного к предмету, а четвертый - в виде симметричной двояковогнутой линзы.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20070842 | 2007-07-06 | ||
BYBY2007-0842 | 2007-07-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007138243A RU2007138243A (ru) | 2009-04-20 |
RU2360269C1 true RU2360269C1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41017455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007138243/28A RU2360269C1 (ru) | 2007-07-06 | 2007-10-15 | Объектив для приборов ночного видения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2360269C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574332C1 (ru) * | 2014-10-22 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Объектив с вынесенным входным зрачком |
RU186023U1 (ru) * | 2018-08-29 | 2018-12-26 | ООО "Конструкторское бюро "Луггар" | Объектив для прибора ночного видения |
-
2007
- 2007-10-15 RU RU2007138243/28A patent/RU2360269C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574332C1 (ru) * | 2014-10-22 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Объектив с вынесенным входным зрачком |
RU186023U1 (ru) * | 2018-08-29 | 2018-12-26 | ООО "Конструкторское бюро "Луггар" | Объектив для прибора ночного видения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007138243A (ru) | 2009-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2443005C2 (ru) | Катадиоптрический телескоп | |
CN104330867A (zh) | 用于电视波段的大口径小f数光学*** | |
RU192789U1 (ru) | Четырехлинзовый апохроматический объектив | |
RU2360269C1 (ru) | Объектив для приборов ночного видения | |
CN107991767A (zh) | 轻型微光夜视仪光学*** | |
JP7225047B2 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
RU2415451C1 (ru) | Зеркально-линзовый объектив | |
RU195924U1 (ru) | Объектив | |
CN210072199U (zh) | 一种非制冷型手持红外观测仪的目镜 | |
RU2421764C1 (ru) | Объектив для видимой и ближней ик-области спектра | |
RU2652660C1 (ru) | Окуляр с вынесенным выходным зрачком | |
RU182711U1 (ru) | Оптическая система оптико-электронного координатора | |
RU204248U1 (ru) | Объектив | |
RU2331909C1 (ru) | Объектив для ближней ик-области спектра | |
RU2276799C1 (ru) | Объектив для ближней ик-области спектра | |
RU2328022C2 (ru) | Объектив с вынесенным входным зрачком | |
RU2262726C1 (ru) | Объектив | |
RU108649U1 (ru) | Светосильный объектив | |
RU2428729C2 (ru) | Оптический наблюдательный прибор | |
RU127949U1 (ru) | Зеркально-линзовый вариообъектив | |
RU2281536C1 (ru) | Инфракрасный объектив с вынесенным входным зрачком | |
RU2239855C2 (ru) | Линзовый объектив | |
RU2412455C1 (ru) | Четырехлинзовый объектив | |
RU2670237C1 (ru) | Зеркально-линзовый объектив | |
RU2218585C1 (ru) | Линзовый объектив прибора ночного видения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131016 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |