EA000569B1

EA000569B1 - Объектив для приборов ночного видения

Info

Publication number: EA000569B1
Application number: EA199800359A
Authority: EA
Inventors: Степан Трофимович Архутик; Владимир Евгеньевич Бирюлин; Сергей Максимович Козловский; Владимир Иванович Покрышкин; Владимир Михайлович Ходосевич
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 1999-12-29
Also published as: EA199800359A1

Description

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к оптическому приборостроению, и может быть использовано при разработке и модернизации приборов ночного видения.

Известен шестилинзовый объектив для приборов ночного видения «Гелиос-ПА» /1/, с диаметром входного зрачка 100 мм и относительным отверстием 1:1,5, содержащий четыре оптических компонента, первый со стороны пространства предметов компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы, второй компонент выполнен в виде склейки, состоящей из двух выпукло-вогнутых линз, выпуклой поверхностью обращенный к первому компоненту, третий компонент представляет собой склейку, состоящую из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, вогнутой поверхностью обращенный ко второму компоненту, четвертый компонент в виде одиночной двояковыпуклой линзы.

Недостатком объектива является недостаточно исправленные уровни аберраций, недостаточный уровень частотно-контрастных характеристик.

Известен семилинзовый объектив «Сириус» /2/, преимущественно с диаметром входного зрачка 1 00 мм и относительным отверстием 1 :1 ,5, содержащий шесть компонентов, первый, четвертый и шестой из которых выполнены в виде одиночных двояковыпуклых линз, второй представляет собой склейку, состоящую из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий выполнен в виде двояковогнутой линзы, а пятый выполнен в виде отрицательного мениска, выпуклостью обращенного к первому компоненту (см. фиг. 1, на которой представлена принципиальная оптическая схема объектива, где цифрами обозначены номера компонентов объектива). В табл. I приведены значения радиусов линз, толщин линз, воздушных промежутков, марок стекол указанного объектива. Объектив формирует изображение предмета с обеспечением полихроматической контрастности с учетом спектральной эффективности мультищелочного фотокатода в соответствии с данными табл. II, в которой приведены значения частотно-контрастных характеристик для ряда пространственных частот в плоскости наилучшей установки с учетом спектральной эффективности мультищелочного фотокатода. График спектральной эффективности мультищелочного фотокатода изображен на фиг. 2.

Недостатком объектива является недостаточно исправленные уровни аберраций, недостаточный уровень частотно-контрастных характеристик. Попытка провести перерасчет объектива на базе указанного объектива «Сириус» с целью повышения частотно-контрастных характеристик в области спектра 546.1 ... 900 нм при одновременном увеличении фокусного расстояния объектива не дала положительных результатов.

Таблица I

№№ пп.	Радиусы кривизны	Осевые расстояния	Марки стекол
0	-	-	воздух
1	161,254	14,818	ЛК 103
2	-405,646	12,338	воздух
3	174,821	22,524	ЛК 103
4	-121,263	7,635	ТФ 104
5	4768,52	13,408	воздух
6	-127,263	5,765	ЛК 103
7	2713,552	2,296	воздух
8	71,156	19,413	ЛК 103
9	-1025,709	2,339	воздух
10	193,619	7,139	ЛК 103
11	45,870	11,721	воздух
12	160,967	14,402	ЛК 103
13	-103,114	70,864	воздух
14	0,0	4,25	К 8
15	0,0		воздух

_Таблица II

Система-Объектив «Сириус-ПА» o'/f = 1.5/150

Частотно -контрастная характеристика

Простран. частота, лин/мм	Точка на оси	Y' = -3.0000	Y' = -2.3555	Y' = -2.0719	Y' = -1.3004
мер.	car	мер.	car	мер.	car	мер.	car
Полихроматические (непрерывный спектр Хн = 546 нм, Хв = 900 нм)
0.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
10.00	0.84	0.47	0.68	0.51	0.76	0.58	0.82	0.69	0.85

20.00	0.60	0.34	0.31	0.37	0.44	0.41	0.56	0.49	0.63
30.00	0.49	0.22	0.10	0.28	0.22	0.33	0.38	0.39	0.51
40.00	0.43	0.14	0.09	0.20	0.12	0.28	0.25	0.33	0.43
50.00	0.37	0.06	0.11	0.13	0.10	0.21	0.17	0.28	0.35
60.00	0.33	0.01	0.08	0.07	0.10	0.16	0.13	0.25	0.28
70.00	0.31	0.03	0.05	0.03	0.10	0.12	0.12	0.22	0.23
80.00	0.28	0.04	0.06	0.02	0.07	0.08	0.12	0.20	0.18
90.00	0.27	0.03	0.06	0.03	0.04	0.05	0.12	0.17	0.14
100.00	0.26	0.02	0.05	0.04	0.04	0.03	0.11	0.14	0.12

o'/f - относительное отверстие/фокусное расстояние объектива «Сириус-ПА»; Y' - угловая координата.

Задачей изобретения является создание объектива преимущественно с диаметром входного зрачка 104 мм и относительным отверстием 1:1,65, с удовлетворительно исправленными уровнями аберраций, имеющего высокие значения полихроматических частотно-контрастных характеристик с учетом спектральной эффективности мультищелочного фотокатода в области повышенных пространственных частот и, как следствие, обеспечивающего высокую, конкурентоспособную дальность видения наблюдательных приборов, созданных на базе указанного объектива и усилителей яркости изображения.

Поставленная задача достигается тем, что в объективе, содержащем шесть оптических компонентов, первый из которых выполнен в виде одиночной положительной линзы, шестой компонент - в виде одиночной двояковыпуклой линзы, отличием является то, что первый компонент выполнен в виде выпукло-вогнутой линзы, выпуклой поверхностью обращенной к пространству предметов, второй компонент - в виде одиночной положительной выпукло-вогнутой линзы, выпуклой поверхностью обращенной к первому компоненту, третий компонент - в виде склейки, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, выпуклой поверхностью обращенный ко второму компоненту, четвертый в виде одиночного отрицательного мениска, вогнутой поверхностью обращенного к третьему компоненту, а пятый компонент - в виде склейки, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, двояковыпуклой линзой обращенный к четвертому компоненту.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 3 представлена принципиальная оптическая схема предлагаемого объектива. Объектив имеет диаметр входного зрачка 104 мм, относительное отверстие 1:1,65 и фокусное расстояние 172 мм. В табл. III приведены значения радиусов линз, толщин линз, воздушных промежутков заявляемого объектива.

Таблица III

№№ пп.	Радиусы кривизны	Осевые расстояния	Марки стекол
0	-	-	воздух
1	159,706	17,000	ТК 121
2	682,325	3,000	воздух
3	274,223	13,000	ТК 121
4	471,807	3,000	воздух
5	132,465	22,000	ТК 121
6	-498,846	6,000	ТФ 107
7	116,122	22,100	воздух
8	-108,652	7,000	ТФ 110
9	-216,280	9,000	воздух
10	103,030	18,000	ТК 121
11	-103,030	8,000	ОФ 101
12	59,018	7,330	воздух
13	132,465	11,830	ТК 121
14	-191,540	85,208	воздух
15	0,0	7,900	К 8
16	0,0		воздух

В табл. IV приведены значения полихроматических частотно-контрастных характеристик предлагаемого объектива.

Таблица IV

Система-Объектив о/f = 1.66/172 2w = 6
Частотно-контрастная характеристика
Простран. частота, лин/мм	Точка на оси	Y = -3.0000	Y = -2.3555	Y = -2.0719	Y = -1.3004
мер.	car	мер.	car	мер.	car	мер.	car
Полихроматические (непрерывный спектр Хн = 546 нм, Хв = 900 нм)
0.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
10.00	0.95	0.47	0.86	0.53	0.90	0.65	0.92	0.81	0.94
20.00	0.82	0.35	0.58	0.39	0.67	0.45	0.75	0.57	0.80
30.00	0.71	0.27	0.35	0.32	0.47	0.38	0.59	0.47	0.67
40.00	0.63	0.23	0.20	0.27	0.32	0.33	0.46	0.41	0.58
50.00	0.58	0.20	0.12	0.24	0.21	0.29	0.36	0.37	0.51
60.00	0.53	0.17	0.10	0.21	0.14	0.25	0.27	0.34	0.44
70.00	0.49	0.15	0.10	0.18	0.11	0.23	0.20	0.31	0.37
80.00	0.45	0.13	0.10	0.16	0.11	0.21	0.16	0.29	0.32
90.00	0.42	0.12	0.08	0.15	0.10	0.19	0.14	0.26	0.28
100.00	0.38	0.10	0.07	0.13	0.09	0.18	0.13	0.25	0.24

o/f- относительное отверстие/фокусное расстояние; w - угол поля зрения заявляемого объектива;

Y - угловая координата.

Объектив формирует изображение предмета с полихроматическими частотноконтрастными характеристиками с учетом спектральной эффективности мультищелочного фотокатода (фиг. 2) в соответствии с данными табл. IV. Как видно из таблиц значений полихроматических частотно-контрастных характеристик (табл. II) объектива «Сириус» и табл. IV - предлагаемого объектива, рассчитанных в одном спектральном диапазоне длин волн 546.1 ... 900 нм и с учетом одних и тех же значений спектральной эффективности мультищелочного фотокатода, предлагаемый объектив обеспечивает значительно более высокую контрастность формирования изображения объектов наблюдения как для точки на оси, так и для углового поля зрения. Это обеспечит значительный прирост дальности видения наблюдательных приборов ночного видения. В табл. I и III в строках 14 и 15, соответственно, в колонке «осевые расстояния» указаны толщины фотокатодных стекол усилителей яркости изображения, совместно с которыми объективы работают.

Применение предлагаемого объектива обеспечит высокую дальность и, соответственно, конкурентоспособность приборов ночного видения.

Использованные источники информации:

1. Объектив «Гелиос-ПА». Технические условия БЛЗ.877.044 ТУ, 1973 г.

2. Авторское свидетельство № 1584598, СССР, G 02B 13/16 (прототип).

Claims

Объектив для приборов ночного видения, содержащий шесть оптических компонентов, первый из которых выполнен в виде одиночной положительной линзы, шестой компонент - в виде одиночной двояковыпуклой линзы, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде выпукло-вогнутой линзы, выпуклой поверхностью обращенной к пространству предметов, второй компонент - в виде одиночной положительной выпукло-вогнутой линзы, выпуклой поверхностью обращенной к первому компоненту, третий компонент - в виде склейки, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, выпуклой поверхностью обращенный ко второму компоненту, четвертый - в виде одиночного отрицательного мениска, вогнутой поверхностью обращенного к третьему компоненту, а пятый компонент - в виде склейки из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, двояковыпуклой линзой обращенный к четвертому компоненту.