СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ

СВЕТОСИЛЬНЫЙ ОБЪЕКТИВ
Изобретение относится к области объективов для нриборов ночного видения. Приборы ночного видения дают возможность рассматривать окружающее пространство в условиях пониженной и низкой освещенности. В качестве приемника энергии используется электронно-оптический преобразователь (ЭОП) - прибор, усиливающий попадающие на него слабые световые сигналы в  раз. Объективы, применяемые для приборов такого типа, должны иметь возможно большее относительное отверстие и, одновременно, для удобства работы большое поле зрения, что обуславливает ДОВОЛЬНО сложную конструкцию схемы оптики объектива. Так как входное окно ЭОПа защищено плоскопараллельной пластинкой значительной ТОЛЩИНЫ, то при расчете светосильных объективов она должна быть учтена. Так как спектральная чувствительность современных ЭОПов охватывает широкий диапазон длин волн - от ,450 мкм до ,900 мкм, то задача заключается в достижении одинаковой степени коррекции моно- и хроматических аберраций по всему полю изображения.
Широко известны схемы светосильных объективов типа Гаусса 1 и их различные модификации 2,3,4,5. Рассмотренные объективы обладают значительными остаточными аберрациями для осевой точки изображения при относительных отверстиях .2 - 1:1.4. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является объектив 6, который выбран в качестве прототипа. Этот объектив состоит из шести компонентов, первые два из которых представляют собой положительные мениски, третий - отрицательную одиночную линзу, четвертый - двояковыпуклую линзу, пятый компонент склеен из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, а шестой отрицательный компонент склеен из положиМПК 6 G 02 в 9/62
тельного мениска и отрицательной линзы. Объектив рассчитан на использование в приборе ночного видения с ЭОПом, имеющим толстое защитное стекло, и обеспечивает достаточно хорошее качество изображения. Использование ЭОПа с более тонким защитным стеклом влечет за собой ухудшение качества изображения.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества изображения при сохранении эксплуатационных характеристик объектива, а также упрощение конструкции объектива.
Для решения данной задачи предлагается светосильный объектив, содержащий последовательно установленные первый и второй компоненты, выполневные в виде положительных менисков, обращенных выпуклой стороной к объекту, третий компонент, представляюш 1Й собой двояковогнутую линзу, апертурную диафрагму, четвертый двояковыпуклый компонент, расположенный в плоскости апертурной диафрагмы, пятый положительный компонент, склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, и шестой отрицательный компонент. В отличие от прототипа шестой компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы, при этом оптические силы компонентов удовлетворяют следующим условиям:
0,8 ф  ф4  0,9 ф
1,4 ф ф5  1,5 ф
-1,4ф  фб -1,3 ф
1,66 П6 1,68
где ф4, ф5, фб, ф - оптические силы четвертого, пятого, шестого компонента и всего объектива в целом соответственно,
Пб, V6- показатель преломления (па) и коэффициент дисперсии (vd) стекла шестого компонента.
(о;
Такая подборка оптических сил и материалов компонентов позволяет получить улучшенное качество изображения, а выполнение шестого компонента в виде одиночной линзы упрош;ает конструкцию объектива.
Суш;ность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. представлена оптическая схема предлагаемого объектива.
Светосильный объектив на фиг. содержит последовательно расположенные первый 1 и второй 2 компоненты, выполненные в виде положительных: менисков, обращённых выпуклой стороной к объекту, третий компонент 3, представляюпщй собой двояковогнутую отрицательную линзу, четвёртый компонент 4, выполненный в виде двояковыпуклой положительной линзы с одинаковыми по величине радиусами, установленной вблизи плоскости апертурной диафрагмы 7, пятый положительный компонент 5, склеенный из положительной линзы и отрицательного мениска, и шестой отрицательный компонент 6, выполненный в виде двояковогнутой линзы. Плоскопараллельная пластина 8, расположенная непосредственно перед плоскостью изображения, представляет собой заш;итное стекло приёмника энергии, которое в схему объектива не входит, но является необходимой деталью при расчёте и контроле объектива.
Предлагаемый объектив работает следуюш;им образом. Передняя группа линз, состоящая из компонентов 1, 2 и 3, образует слабую положительную систему и строит увеличенное изображение объекта на большом заднем отрезке. При этом вносится значительный отрицательный астигматизм и дистория, но в 1,6 раз уменьшается высота падения апертурных лучей на последуюшую группу линз, расположенную за апертурной диафрагмой и состоящую из компонентов 4, 5 и 6. Вторая группа линз работает с положительного переднего отрезка (предметный мнимый) и строит изображение в фокальной плоскости всего объектива с линейным увеличением Р  0,139, компенсируя монохроматические и хроматические аберрации предыдущих компонентов.
ittiio io i
Описываемая схема дает возможность при значительном относительном отверстии и широком спектральном диапазоне при улучшении освещенности на краю поля изображения по отношению к центру поля, получить более высокое качество изображения по полю по сравнению с объективом-прототипом .
Предлагаемый объектив может быть использован в приборах ночного видения, где высокое относительное отверстие и широкий спектральный диапазон при ровном качестве изображения по всему полю существенно улучшают эксплуатационные свойства прибора.
Источники информации:
1.Д.С. Волосов Фотографическая оптика, изд. Искусство, М., 1971, с.381-405, 566-570,
2.Патент ФРГ № 21 63 431, G 02 В 9/60,
3.Патент Франции № 71 46 643 G 02 В 11/00,
4.Патент Японии № 61-31847 G 02 В 9/62,
5.Патент США № 4 448 497 G 02 В 9/62
6.Заявка на изобретение РФ № 98123898/28 от 25.12.98, опубликована 27.09.2000 (прототип).