Патент на изобретение №2261461
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СВЕТОСИЛЬНЫЙ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
(57) Реферат:
Светосильный зеркально-линзовый объектив может быть использован в приборах ночного видения. Объектив содержит переднюю положительную менисковую линзу, обращенную выпуклостью к предмету, с зеркальным покрытием в центральной части второй поверхности, отрицательную менисковую линзу с зеркальным покрытием периферийной части второй поверхности, представляющую собой линзу Манжена, и положительную менисковую линзу компенсатора, расположенную сзади линзы Манжена выпуклостью к ней. Технический результат упрощение конструкции объектива с сохранением высоких оптических характеристик, в частности коэффициента передачи контраста. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве объектива к приборам ночного видения (ПНВ) в самых разнообразных условиях эксплуатации. Известен светосильный зеркально-линзовый объектив с линзой Манжена (Г.М.Попов “Современная астрономическая оптика”. – М.: Наука, Главная редакция Физико-математической литературы, 1988 год, стр.159, рис.9.6, пат. СН №624776, кл. G 02 B 17/08, публ. 14.08.81 г.), содержащий два компонента (двояковыпуклую линзу с центральным зеркалом на 2-ой поверхности и отрицательную менисковую линзу с периферийным зеркалом на 2-ой поверхности и с приклеенной к ее вогнутой поверхности двояковыпуклой линзой компенсатора). Недостатком этого устройства является наличие разных марок стекол, наличие склейки, что усложняет трудоемкость комплектования при массовом производстве и увеличивает трудоемкость изготовления. Известен светосильный зеркально-линзовый объектив с линзой Манжена (патент RU 2112257 кл. G 02 B 17/08, публ. 17.05.98 г.), содержащий четыре компонента из одинаковых марок стекол, первый из которых – положительная линза, второй – отрицательная линза Манжена, третий – выпуклое отражающее зеркало и четвертый – положительная линза компенсатора. Недостатком этого устройства является наличие центрального отверстия в первом компоненте и в линзе Манжена, что увеличивает трудоемкость в изготовлении оптики и затрудняет юстировку объектива при сборке. Наиболее близким по исполнению к предлагаемому является светосильный зеркально-линзовый объектив для ночных приборов (патент ER 083136, кл. G 02 B 17/08, публ. 06.07.83 г.), содержащий переднюю выпукло-плоскую линзу с зеркальным покрытием в центральной части плоской поверхности (контрзеркало), отрицательную менисковую линзу с зеркальным покрытием периферийной части второй поверхности (основное зеркало, линза Манжена) и положительную линзу компенсатора, расположенную около менисковой линзы. Схема предусматривает использование для переднего и задних компонентов различных марок оптических стекол, например BaF3 и ВК7. Внутреннее размещение линзы компенсатора технически труднее исполнимо. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции объектива с сохранением высоких оптических характеристик. Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в светосильном зеркально-линзовом объективе, содержащем переднюю положительную линзу с зеркальным покрытием в центральной части второй поверхности, отрицательную менисковую линзу с зеркальным покрытием периферийной части второй поверхности (линзу Манжена) и положительную линзу компенсатора, расположенную около линзы Манжена, в отличие от известного, передняя линза выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, линза компенсатора выполнена в виде мениска и расположена сзади линзы Манжена выпуклостью к ней. Целесообразно, чтобы линза компенсатора имела оптическую силу, равную 1÷2 оптической силы объектива, расстояние между передней линзой и линзой Манжена составляло (0,2÷0,6) F, а между линзой Манжена и линзой компенсатора – (0,01÷0,1) F, где F – фокусное расстояние объектива. Расположение линзы компенсатора сзади линзы Манжена облегчает ее крепление в объективе, а выполнение всех линз в виде менисков и из одного материала, например оптического стекла К8, упрощает конструкцию зеркально-линзового объектива. Оптические характеристики объектива выше, чем у прототипа. Схема объектива показана на чертеже. Объектив содержит первый компонент 1 – положительную менисковую линзу, обращенную выпуклостью к предмету, с зеркальным покрытием в центральной части второй поверхности (контротражатель), второй компонент 2 – отрицательную менисковую линзу с зеркальным покрытием периферийной части второй поверхности (линзу Манжена) и третий компонент 3 – положительный мениск компенсатора, расположенный сзади линзы Манжена выпуклостью к ней. Конструктивные параметры варианта исполнения объектива следующие:
Параметры такого варианта исполнения объектива:
Принцип действия объектива заключается в следующем. Первый компонент 1, выполненный в виде положительного мениска, в сочетании со вторым компонентом 2 в виде отрицательной линзы Манжена компенсирует хроматические аберрации в заданном спектральном диапазоне (Г.Г.Слюсарев “Расчет оптических систем”, Ленинград, “Машиностроение”, 1975 год, стр.355). Центральная зона второго компонента – линзы Манжена выполнена без зеркального покрытия и в сочетании с третьим компонентом 3 компенсирует астигматизм и кривизну поверхности изображения. Линза компенсатора имеет оптическую силу, равную 1÷2 оптической силы объектива, и устанавливается на расстоянии (0,01÷0,1) F от второго компонента, а расстояние между первым и вторым компонентами составляет (0,2÷0,6) F. Все компоненты выполнены из одного оптического стекла марки К8. Задаваясь критерием качества – величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) и учитывая: – толщину защитного стекла фотокатода электронно-оптического преобразователя (ЭОП), равную 1,2 мм; – спектральную эффективность по длинам волн с учетом чувствительности фотокатода ЭОП и светопропускания объектива – 0,8 на длине волны 546 нм, 1 на 656 нм и 0,1 на 900 нм; – пространственную частоту 20 лин/мм (рабочая разрешающая способность ЭОП), получаем следующие расчетные значения (положение плоскости установки – на расстоянии, равном минус 0,006 мм от плоскости Гаусса): Как видно из расчетов, объектив, при простоте его конструкции, обеспечивает приемлемое качество изображения для приборов ночного видения, использующих ЭОП.
Формула изобретения
1. Светосильный зеркально-линзовый объектив, содержащий переднюю положительную линзу с зеркальным покрытием в центральной части второй поверхности, отрицательную менисковую линзу с зеркальным покрытием периферийной части второй поверхности (линзу Манжена) и положительную линзу компенсатора, расположенную около линзы Манжена, отличающийся тем, что передняя линза выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, а линза компенсатора – в виде мениска и расположена сзади линзы Манжена выпуклостью к ней. 2. Объектив по п.1, отличающийся тем, что линза компенсатора имеет оптическую силу, равную 1 3. Объектив по п.1 или 2, отличающийся тем, что все линзы выполнены из одной марки стекла, в частности, стекла К8.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
