RU2370798C2 - Night vision device - Google Patents
Night vision device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370798C2 RU2370798C2 RU2005127507/28A RU2005127507A RU2370798C2 RU 2370798 C2 RU2370798 C2 RU 2370798C2 RU 2005127507/28 A RU2005127507/28 A RU 2005127507/28A RU 2005127507 A RU2005127507 A RU 2005127507A RU 2370798 C2 RU2370798 C2 RU 2370798C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- photocathode
- max
- component
- positive
- Prior art date
Links
- 230000004297 night vision Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 101000628647 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 24 Proteins 0.000 description 3
- 101000880439 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase 3 Proteins 0.000 description 3
- 102100026764 Serine/threonine-protein kinase 24 Human genes 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Telescopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов ночного видения (ПНВ) с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации.The invention relates to the field of optoelectronic technology and can be used in the manufacture of night vision devices (night vision devices) with electron-optical converters (EOP) in a wide variety of operating conditions.
Известен прибор ночного видения (патент RU №2182718, кл. G02B 23/12, опубл. 20.05.2002 г.), содержащий объектив, бипланарный ЭОП прямого изображения, корректор, оборачивающую систему (ОС) и окуляр.Known night vision device (patent RU No. 2182718, class G02B 23/12, publ. 05/20/2002), containing a lens, a biplanar image intensifier tube of a direct image, a corrector, a wrapping system (OS) and an eyepiece.
Наиболее близким по технической сущности является прибор ночного видения с переменным увеличением, содержащий оптически сопряженные объектив, ЭОП и окуляр (В.В.Тарасов, Ю.Г.Якушенков “Инфракрасные системы “смотрящего” типа”. - Москва.: Логос, 2004 г., стр.125, рис.6.13). Окуляр является панкратическим и выполнен по патенту RU 2136028, кл. G02B 25/00, опубл. 20.06.1997 г.The closest in technical essence is a night-vision device with variable magnification, containing optically coupled lens, image intensifier tubes and an eyepiece (V.V. Tarasov, Yu.G. Yakushenkov “Infrared systems of the“ looking ”type. - Moscow: Logos, 2004 ., p. 125, Fig. 6.13). The eyepiece is pancratic and made according to patent RU 2136028, class. G02B 25/00, publ. 06/20/1997
Недостатком этих устройств является малое увеличение и его фиксированная величина, не позволяющая проводить опознавание объекта после его обнаружения при наблюдении, а при применении панкратического окуляра разрешающая способность ПНВ не может превысить величину, ограниченную разрешающей способностью ЭОП и фокусным расстоянием применяемого объектива.The disadvantage of these devices is a small increase and its fixed value, which does not allow the recognition of an object after its detection during observation, and with the use of a panoramic eyepiece, the resolution of the NVD cannot exceed the value limited by the resolution of the image intensifier and the focal length of the lens used.
Задачей настоящего изобретения является создание ПНВ с плавным изменением увеличения и соответственно с плавным изменением разрешающей способности при простых технологических решениях.The present invention is the creation of NVD with a smooth change in magnification and, accordingly, with a smooth change in resolution with simple technological solutions.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в приборе ночного видения, содержащем объектив, ЭОП и окулярную систему, объектив выполнен в виде четырех компонентов, первый из которых представляет собой положительную выпукло-вогнутую линзу, второй - группу из двух отрицательных линз, третий - положительную двояковыпуклую линзу, четвертый - группу из трех линз, первая из которых - положительная двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная двояковогнутая линза, третья - положительная выпукло-вогнутая линза. Второй компонент имеет возможность перемещения относительно фотокатода ЭОП, при этом его крайние положения обеспечивают минимальное и максимальное значения эквивалентного фокусного расстояния объектива при неизменном положении плоскости наилучшей установки относительно фотокатода ЭОП. Четвертый компонент имеет возможность перемещения относительно фотокатода ЭОП для компенсации сдвига плоскости наилучшей установки при промежуточных положениях второго компонента (при промежуточных значениях эквивалентного фокусного расстояния объектива), при этом максимальная величина его подвижкиThe technical result due to the task is achieved by the fact that in the night vision device containing the lens, image intensifier tube and the ocular system, the lens is made in the form of four components, the first of which is a positive convex-concave lens, the second is a group of two negative lenses, the third is a positive biconvex lens, the fourth is a group of three lenses, the first of which is a positive biconvex lens, the second is a negative biconcave lens, and the third is a positive convex-concave lens. The second component has the ability to move relative to the photocathode of the image intensifier tube, while its extreme positions provide the minimum and maximum values of the equivalent focal length of the lens with the same plane of the best setting relative to the photocathode of the image intensifier tube. The fourth component has the ability to move relative to the photocathode of the image intensifier tube to compensate for the shift of the plane of the best installation at intermediate positions of the second component (at intermediate values of the equivalent focal length of the lens), while its maximum movement
Δd11max≤5ΔSmax,Δd11 max ≤5ΔS max ,
где ΔSmax - максимальная величина продольной сферической аберрации в рабочем спектральном диапазоне.where ΔS max is the maximum value of the longitudinal spherical aberration in the working spectral range.
Подвижкой четвертого компонента также обеспечивается и фокусировка прибора ни ближнюю дистанцию.The movement of the fourth component also provides focusing of the device neither near distance.
Предложенное исполнение прибора и, прежде всего, раздельная подвижка компонентов объектива позволяют плавно изменять увеличение системы в целом от минимального до максимального значения подвижкой только одного компонента, при этом дополнительная малая подфокусировка другим подвижным компонентом требуется только при работе прибора на промежуточных значениях увеличения (или эквивалентного фокусного расстояния), исключая крайние. Кроме того, перемещение второго подвижного компонента обеспечивает также и фокусировку прибора на ближнюю дистанцию. Такая раздельная подвижка компонентов объектива позволяет уменьшить трудоемкость изготовления и сборки и исключает необходимость применения нелинейных законов движения компонентов.The proposed device design and, above all, the separate movement of the lens components allow you to smoothly change the magnification of the system as a whole from minimum to maximum values by moving only one component, while additional small focusing by the other moving component is required only when the device is operating at intermediate magnifications (or equivalent focal length) distances), excluding extreme. In addition, moving the second movable component also ensures that the device focuses at close range. Such separate movement of the components of the lens reduces the complexity of manufacturing and assembly and eliminates the need for non-linear laws of motion of the components.
На чертеже представлена схема ПНВ.The drawing shows a diagram of NVD.
Прибор ночного видения содержит объектив 1÷8, электронно-оптический преобразователь 9, окулярную систему 10, при этом объектив состоит из положительной двояковогнутой линзы 1, двух отрицательных линз 2 и 3, положительной двояковыпуклой линзы 4, положительной двояковыпуклой линзы 5, отрицательной двояковогнутой линзы 6, апертурной диафрагмы (АД) 7 и положительной выпукло-вогнутой линзы 8.The night vision device contains a
В объективе линзы 2 и 3 образуют группу 11, имеющую возможность перемещения относительно фотокатода ЭОП, а линзы 5, 6 и 8 с апертурной диафрагмой 7 образуют группу 12 с возможностью перемещения относительно фотокатода ЭОП. Конструктивные параметры варианта исполнения оптической системы объектива следующие:In the lens,
Параметры варианта исполнения оптической системы объектива:Parameters of the embodiment of the optical system of the lens:
Зависимости Fэкв от значений d2 и d6 следующие:The dependences of Feq on the values of d2 and d6 are as follows:
Принцип действия прибора ночного видения заключается в следующем. Объектив 1÷8 формирует изображение объектов на фотокатоде ЭОП 9. ЭОП 9 осуществляет усиление и перенос этого изображения на собственный экран, а окулярная система 10 позволяет рассматривать изображение на экране ЭОП 9.The principle of operation of the night vision device is as follows. The
При перемещении группы линз 11 относительно фотокатода ЭОП 9 из одного крайнего положения в другое меняется эквивалентное фокусное расстояние оптической системы объектива от минимального значения до максимального при постоянном линейном поле зрения и соответственно меняются общее увеличение ПНВ, его угловое поле зрения и разрешающая способность. При промежуточных положениях линз 11 возникает расфокусировка изображения, которая компенсируется подвижкой группы линз 12, при этом максимальная величина подвижки для компенсации этой расфокусировкиWhen moving a group of
Δd11max≤5ΔSmax.Δd11 max ≤5ΔS max .
Подвижкой группы линз 12 также обеспечивается и фокусировка прибора на ближнюю дистанцию.Moving the group of
Задаваясь критерием качества - величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) и учитывая спектральную эффективность по длинам волн - 0,6 на длине волны 486 нм, 1 на 700 нм, 0,2 на 900 нм (с учетом чувствительности фотокатода ЭОП и светопропускания оптической системы объектива), получаем следующие расчетные значения в плоскости наилучшей установки:Setting the quality criterion - the value of the polychromatic contrast transfer coefficient (CPC) and taking into account the spectral efficiency at wavelengths - 0.6 at a wavelength of 486 nm, 1 at 700 nm, 0.2 at 900 nm (taking into account the sensitivity of the image intensifier tube and light transmission of the optical system lens), we obtain the following calculated values in the plane of the best setting:
- для Fэкв=31,5 мм:- for Fekv = 31.5 mm:
точка на оси: КПК=80%point on the axis: PDA = 80%
точка поля 12 мм:
КПК, вычисленный для меридиональной плоскости,PDA calculated for the meridional plane,
KПKм=34%KPK m = 34%
КПК,PDA
вычисленный для сагиттальной плоскости,calculated for the sagittal plane,
КПКс=9%PDA with = 9%
- для Fэкв=63,5 мм:- for Fekv = 63.5 mm:
точка на оси: КПК=77%point on the axis: PDA = 77%
точка поля 12 мм:
КПКм=10%PDA m = 10%
КПКс=1%PDA with = 1%
- для Fсредн=45,3 мм (подвижка группы линз 12 для подфокусировки составляет Δd11=-0,75 мм):- for Fred = 45.3 mm (the shift of the
точка на оси: КПК=70%point on the axis: PDA = 70%
точка поля 12 мм:
- КПКм=12%- PDA m = 12%
- КПКс=17%- PDA with = 17%
Как видно из расчетов, оптическая система объектива обеспечивает приемлемое качество изображения для прибора ночного видения при изменении увеличения подвижкой только одного компонента, при этом сохраняется возможность обеспечения промежуточных значений увеличения при малой подфокусировке другим компонентом, подвижка которого также обеспечивает и фокусировку прибора на ближнюю дистанцию. Раздельная подвижка компонентов объектива позволяет уменьшить трудоемкость изготовления и сборки и исключает необходимость применения нелинейных законов движения компонентов.As can be seen from the calculations, the optical system of the lens provides an acceptable image quality for the night vision device when the magnification changes by moving only one component, while it remains possible to provide intermediate magnification values with low focusing by the other component, the movement of which also ensures the device focuses at a short distance. Separate movement of the components of the lens reduces the complexity of manufacturing and assembly and eliminates the need for non-linear laws of motion of the components.
Claims (1)
Δd11max≤5ΔSmax,
где ΔSmax - максимальная величина продольной сферической аберрации в рабочем спектральном диапазоне,
а его дополнительная подвижка определяет ближнюю дистанцию фокусировки. A night vision device containing a lens, an electron-optical converter (EOP), an ocular system (OS), characterized in that the lens is made in the form of four components, the first of which is a positive convex-concave lens, the second is a group of two negative lens, the third is a positive biconvex lens, the fourth is a group of three lenses, the first of which is a positive biconvex lens, the second is a negative biconcave lens, the third is a positive convex-concave lens, while the second one the component has the ability to move relative to the photocathode of the image intensifier tube to ensure a smooth change in the equivalent focal length of the lens from the minimum and maximum values at a constant position of the plane of the best installation relative to the photocathode of the image intensifier tube, and the fourth component has the ability to move relative to the photocathode of the image intensifier tube to compensate for the shift of the plane of the best installation at intermediate positions of the second component (at intermediate values of the equivalent focal length of the lens), while the maximum value of its movement:
Δd11 max ≤5ΔS max ,
where ΔS max is the maximum value of the longitudinal spherical aberration in the working spectral range,
and its additional movement determines the close focusing distance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127507/28A RU2370798C2 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Night vision device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127507/28A RU2370798C2 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Night vision device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005127507A RU2005127507A (en) | 2007-03-10 |
| RU2370798C2 true RU2370798C2 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=37992275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127507/28A RU2370798C2 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Night vision device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2370798C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2244331C1 (en) * | 2003-05-26 | 2005-01-10 | ОАО "Ростовский оптико-механический завод" | Light-powered mirror-lens objective for straight displaying of night-vision devices |
| RU2252440C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-05-20 | Сергей Максимович Козловский | Objective for night vision devices |
-
2005
- 2005-09-01 RU RU2005127507/28A patent/RU2370798C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2244331C1 (en) * | 2003-05-26 | 2005-01-10 | ОАО "Ростовский оптико-механический завод" | Light-powered mirror-lens objective for straight displaying of night-vision devices |
| RU2252440C1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-05-20 | Сергей Максимович Козловский | Objective for night vision devices |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. - М.: Логос, 2004, с.125, рис.6.13. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005127507A (en) | 2007-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4934233B2 (en) | Objective optical system | |
| CN102460266B (en) | objective optical system | |
| US9684155B2 (en) | Optical system and image pickup apparatus including the same | |
| US20110235192A1 (en) | Objective lens for endoscopes | |
| JPH07191265A (en) | Endoscope optical system | |
| JP2015094867A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| WO2012169369A1 (en) | Optical unit and endoscope | |
| JPWO2017195857A1 (en) | Imaging optical system and image projection apparatus | |
| WO2017119188A1 (en) | Objective optical system | |
| JP6503383B2 (en) | Zoom imaging device | |
| JP5570171B2 (en) | Imaging device and surveillance camera | |
| JP6188798B2 (en) | Zoom lens | |
| JP2015230449A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JP4061152B2 (en) | Zoom photography optics | |
| JPWO2019180984A1 (en) | Objective optics, imaging devices, endoscopes, and endoscope systems | |
| JP2019074550A (en) | Zoom lens and image capturing device | |
| JP2013003384A (en) | Large-diameter variable power optical system and image pickup apparatus | |
| JP2009251432A (en) | Objective optical system for endoscope | |
| JP6001229B2 (en) | Endoscope objective optical system | |
| JP2013003255A (en) | Large-diameter variable power optical system and image pickup apparatus | |
| JP2003207722A (en) | Viewfinder and optical device using the same | |
| JP4426236B2 (en) | Endoscope objective optical system | |
| CN201051174Y (en) | Continuous zooming medical TV transfer lens | |
| JP2009157372A (en) | Rear focusing zoom lens | |
| RU2370798C2 (en) | Night vision device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090913 |