RU2778445C1 - Lens for night vision devices - Google Patents
Lens for night vision devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778445C1 RU2778445C1 RU2021125476A RU2021125476A RU2778445C1 RU 2778445 C1 RU2778445 C1 RU 2778445C1 RU 2021125476 A RU2021125476 A RU 2021125476A RU 2021125476 A RU2021125476 A RU 2021125476A RU 2778445 C1 RU2778445 C1 RU 2778445C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- plane
- glued
- complex
- night vision
- Prior art date
Links
- 230000004297 night vision Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 210000001747 Pupil Anatomy 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к объективам, используемым совместно с электронно-оптическими преобразователями в приборах ночного видения, работающих при пониженной освещенности как в активном, так и в пассивном режимах.The invention relates to the field of optical instrumentation, and in particular to lenses used in conjunction with image intensifier tubes in night vision devices operating in low light in both active and passive modes.
Известен линзовый объектив прибора ночного видения по патенту РФ №2218585, МПК G02B 9/60, 13/14, опубликованный в 2003 году. Он выполнен с фокусным расстоянием f'=80 мм, относительным отверстием 1:1,5, линейным полем в пространстве изображения 2у'=18 мм. Объектив содержит установленные по ходу луча силовой и коррекционный компоненты. Силовой компонент включает в себя положительные двухлинзовую склейку и одиночный мениск, а также отрицательную двухлинзовую склейку, установленную после одиночного мениска. Коррекционный компонент выполнен в виде двух менисков, обращенных выпуклостями друг к другу, и плоскопараллельной пластинки. Однако, данный объектив имеет недостаточно большие относительное отверстие и фокусное расстояние, что приводит к увеличению ошибки прицеливания на местности, а также узкий спектральный интервал работы (0,68-0,88) нм и укороченный задний вершинный отрезок, не позволяющий разместить турель со сменными светофильтрами, предназначенными для работы в пассивном, активном и выверочном режимах при использовании электронно-оптического преобразователя с защитным стеклом толщиной 5,6 мм, что ухудшает выходные параметры приборов.A lens lens of a night vision device is known according to the patent of the Russian Federation No. 2218585, IPC G02B 9/60, 13/14, published in 2003. It is made with a focal length f'=80 mm, a relative aperture of 1:1.5, a linear field in the image space 2y'=18 mm. The lens contains power and correction components installed along the beam. The force component includes a positive two-lens splice and a single meniscus, as well as a negative two-lens splice installed after the single meniscus. The correction component is made in the form of two menisci, facing each other with bulges, and a plane-parallel plate. However, this lens has an insufficiently large relative aperture and focal length, which leads to an increase in the aiming error on the ground, as well as a narrow spectral interval (0.68-0.88) nm and a shortened rear vertex segment, which does not allow to place a turret with interchangeable light filters designed to operate in passive, active and alignment modes when using an image intensifier tube with a protective glass 5.6 mm thick, which worsens the output parameters of the devices.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является светосильный объектив, описанный в патенте на полезную модель RU №37844, опубликованном 10.05.2004 г., заявка №2003134804, МПК G02B 9/34, G02B 11/20. Объектив состоит из последовательно установленных по ходу луча положительной двояковыпуклой линзы, сложной линзы, склеенной из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательной двояковогнутой линзы, склеенного положительного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предмета, отрицательного мениска, обращенного выпуклой стороной к плоскости предмета, и положительной двояковыпуклой линзы. Данный объектив предназначен для работы с электронно-оптическими преобразователями и имеет следующие характеристики: фокусное расстояние f'=50 мм, относительное отверстие 1:1, линейное поле в пространстве изображений равное 17 мм. Однако, этот объектив имеет малые величины диаметра входного зрачка и фокусного расстояния, приводящие к невозможности использования его на больших дальностях из-за ухудшения энергетических и точностных характеристик, а также небольшой размер заднего фокального отрезка, не позволяющий разместить сменные светофильтры при работе с современными электронно-оптическими преобразователями, имеющими защитное стекло толщиной 5,6 мм. Кроме того, объектив обладает невысоким качеством изображения в пределах указанного поля при введении в ход лучей сменных светофильтров и защитного стекла электронно-оптического преобразователя.The closest analogue of the proposed technical solution is a high-aperture lens described in the utility model patent RU No. 37844, published on May 10, 2004, application No. 2003134804, IPC
Задачей заявленного изобретения является создание объектива для приборов ночного видения с повышенными техническими и эксплуатационными характеристиками.The objective of the claimed invention is to create a lens for night vision devices with improved technical and operational characteristics.
Технический результат - создание объектива для приборов ночного видения с увеличенными светосилой и фокусным расстоянием, с повышенным качеством изображения в пределах всего углового поля объектива, с увеличенным задним вершинным отрезком, позволяющим размещение сменных светофильтров при работе с электронно-оптическими преобразователями, имеющими защитное стекло толщиной 5,6 мм.EFFECT: creation of a lens for night vision devices with increased luminosity and focal length, with improved image quality within the entire angular field of the lens, with an increased rear vertex segment, which allows the placement of replaceable light filters when working with image intensifier tubes having a protective glass with a thickness of 5 .6 mm.
Это достигается тем, что в объективе для приборов ночного видения, состоящем из последовательно расположенных по ходу луча положительной двояковыпуклой линзы, сложной линзы, склеенной из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательной двояковогнутой линзы, отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, и положительной двояковыпуклой линзы, в отличие от известного, введены отрицательная двояковогнутая линза и положительный мениск, обращенный выпуклой поверхностью к плоскости предмета, установленные последовательно друг за другом по ходу луча между сложной склеенной линзой и отрицательным мениском, при этом апертурная диафрагма расположена между сложной склеенной линзой и отрицательной двояковогнутой линзой, а плоскопараллельная пластина установлена по ходу луча за положительной двояковыпуклой линзой перед плоскостью изображения, причем линзы объектива выполнены из двух марок стекол.This is achieved by the fact that in the lens for night vision devices, consisting of a positive biconvex lens sequentially located along the beam, a complex lens glued from a positive biconvex lens and a negative biconcave lens, a negative meniscus, facing the concave surface to the image plane, and a positive biconvex lens , unlike the known one, a negative biconcave lens and a positive meniscus are introduced, facing the object plane with a convex surface, installed sequentially one after another along the beam between the complex glued lens and the negative meniscus, while the aperture diaphragm is located between the complex glued lens and the negative biconcave lens , and a plane-parallel plate is installed along the beam behind a positive biconvex lens in front of the image plane, and the objective lenses are made of two grades of glass.
На фиг. 1 представлена оптическая схема предлагаемого объектива для приборов ночного видения, на фиг. 2 отражены графики коэффициентов передачи модуляции объектива в меридиональном и сагиттальном сечениях, на фиг. 3, 4 представлены графики аберраций объектива для приборов ночного видения.In FIG. 1 shows an optical diagram of the proposed lens for night vision devices, Fig. 2 shows the graphs of the modulation transfer coefficients of the lens in the meridional and sagittal sections, in Fig. 3 and 4 are plots of lens aberrations for night vision devices.
Объектив для приборов ночного видения (фиг. 1) состоит по ходу лучей из положительной двояковыпуклой линзы 1, сложной линзы, склеенной из положительной двояковыпуклой линзы 2 и отрицательной двояковогнутой линзы 3, отрицательной двояковогнутой линзы 4, положительного мениска 5, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, отрицательного мениска 6, обращенного вогнутой поверхностью к плоскости изображения, положительной двояковыпуклой линзы 7 и плоскопараллельной пластины 8. Плоскопараллельная пластина 8, установленная перед плоскостью изображения иммитирует суммарную толщину защитного стекла электронно-оптического преобразователя и сменного светофильтра, выделяющего определенную область спектра, соответствующую различным режимам работы прибора. Апертурная диафрагма с максимальным диаметром 49,3 мм расположена между отрицательной двояковогнутой линзой 3 и отрицательной двояковогнутой линзой 4 на расстоянии 5,5 мм от отрицательной двояковогнутой линзы 3. Диаметр апертурной диафрагмы может изменяться при необходимости уменьшения освещенности изображения предметов, наблюдаемых на местности.The lens for night vision devices (Fig. 1) consists along the rays of a
Объектив для приборов ночного видения работает следующим образом. Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в бесконечности, проходит через объектив для приборов ночного видения в определенной последовательности. Сначала световой поток проходит через положительную двояковыпуклую линзу 1, положительную двояковыпуклую линзу 2, отрицательную двояковогнутую линзу 3, отрицательную двояковогнутую линзу 4, через положительный мениск 5, отрицательный мениск 6 и положительную двояковыпуклую линзу 7, затем световой поток проходит через оптические элементы, расположенные за линзой 7 объектива, формирующего в фокальной плоскости изображение предмета.The lens for night vision devices works as follows. The light flux emanating from the plane of objects, which is at infinity, passes through the lens for night vision devices in a certain sequence. First, the light flux passes through the
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан объектив для приборов ночного видения, работающий в спектральном диапазоне от 520 нм до 925 нм, рассчитанный с учетом плоскопараллельной пластины и с конструктивными данными, представленными в табл. 1.As a specific example of the implementation of the invention, a lens for night vision devices is designed, operating in the spectral range from 520 nm to 925 nm, calculated taking into account a plane-parallel plate and with the design data presented in table. one.
Рассчитанный объектив для приборов ночного видения имеет следующие характеристики:The calculated lens for night vision devices has the following characteristics:
Объектив для приборов ночного видения имеет высокие значения полихроматических коэффициентов передачи модуляции для пространственной частоты 15 лин/мм в пределах всего поля изображения с учетом спектрального распределения актиничных потоков ночного канала, работающего с электронно-оптическим преобразователем, имеющим перед катодом пластину суммарной толщиной 7,8 мм, учитывающей толщину 5,6 мм защитного стекла электронно-оптического преобразователя и светофильтра, в данном конкретном случае 2,2 мм. Значения коэффициентов передачи модуляции для интервала от 5 до 30 лин/мм приведены в таблице 2.The lens for night vision devices has high values of polychromatic modulation transfer coefficients for a spatial frequency of 15 lines/mm within the entire image field, taking into account the spectral distribution of night channel actinic fluxes operating with an image intensifier tube having a plate with a total thickness of 7.8 mm in front of the cathode , taking into account the thickness of 5.6 mm of the protective glass of the electron-optical converter and light filter, in this particular case 2.2 mm. The values of the modulation transfer coefficients for the interval from 5 to 30 lines/mm are given in Table 2.
В предлагаемом объективе для приборов ночного видения линзы выполнены из двух марок стекол, которые могут быть обычными или малотемнеющими под воздействием ионизирующего излучения. Кроме того, комбинация двояковыпуклой линзы 1, положительной двояковыпуклой линзы 2, отрицательной двояковогнутой линзы 3 и отрицательной двояковогнутой линзы 4 обеспечивает коррекцию сферической аберрации. Положительный мениск 5 и отрицательный мениск 6 обеспечивают устранение остаточной кривизны поля изображения, а двояковыпуклая линза 7 является силовым компонентом для обеспечения заданной величины фокусного расстояния.In the proposed lens for night vision devices, the lenses are made of two types of glass, which can be ordinary or low-darkening under the influence of ionizing radiation. In addition, the combination of the
Таким образом, обеспечено получение технического результата: создан объектив для приборов ночного видения с увеличенными светосилой и фокусным расстоянием, с повышенным качеством изображения в пределах всего углового поля изображения объектива, и с возможностью размещения сменных светофильтров при работе с электронно-оптическими преобразователями, имеющими защитное стекло толщиной 5,6 мм.Thus, the technical result is obtained: a lens for night vision devices with increased aperture ratio and focal length, with improved image quality within the entire angular field of the lens image, and with the possibility of placing replaceable light filters when working with image intensifier tubes having a protective glass 5.6 mm thick.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778445C1 true RU2778445C1 (en) | 2022-08-18 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU37844U1 (en) * | 2003-12-02 | 2004-05-10 | ОАО "Ростовский оптико-механический завод" | LIGHT LIGHT |
RU2368923C2 (en) * | 2005-04-22 | 2009-09-27 | Сергей Максимович Козловский | Lens for night viewers |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU37844U1 (en) * | 2003-12-02 | 2004-05-10 | ОАО "Ростовский оптико-механический завод" | LIGHT LIGHT |
RU2368923C2 (en) * | 2005-04-22 | 2009-09-27 | Сергей Максимович Козловский | Lens for night viewers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2778445C1 (en) | Lens for night vision devices | |
RU2723338C1 (en) | Fast lens | |
RU2433433C1 (en) | Projection lens | |
RU2645912C1 (en) | High-aperture lens | |
RU2676554C1 (en) | Wide angle lens | |
RU2547005C1 (en) | Apochromatic lens | |
RU2331909C1 (en) | Objective lens for closer infrared spectrum | |
RU2726261C1 (en) | High-output lens | |
RU2753179C1 (en) | High-speed lens | |
RU2726280C1 (en) | High-output lens | |
RU2762218C1 (en) | Wide-angle retrofocus objective | |
RU215020U1 (en) | FAST WIDE-ANGLE LENS | |
RU87809U1 (en) | LIGHT LIGHT WITH EXTENDED PASSENGER | |
RU217209U1 (en) | LENS FOR SHORTWAVE INFRARED SPECTRUM | |
RU146322U1 (en) | EYEPIECE | |
RU2360269C1 (en) | Objective for night vision device | |
RU2759050C1 (en) | Doublet-objective lens | |
RU2648019C1 (en) | High-aperture lens | |
RU2737029C1 (en) | Large aperture lens | |
SU788065A1 (en) | Camera objective | |
RU2726263C1 (en) | High-output lens | |
RU127949U1 (en) | MIRROR LENS VARIO LENS | |
RU2760643C1 (en) | Photographic macrolens | |
RU2744091C1 (en) | High-aperture lens | |
RU108649U1 (en) | LIGHT LIGHT |