Abstract
Purpose: This paper is about development and design of the 1x optical path relay adapter for the beam splitting prism by us the day & night scope. Methods: To product the day & night scope by using the beam splitting prism and the commercial zoom optical system with the C-mount lens barrel structure, the optical path relay adapter, which doesn't change the image size of the zoom optical system and can stretch the position of the image-forming surface, is needed. We could design the 1x optical path relay adapter by using the CodeV program in which the Lens Module mode is offered. Results: We could design the optical path relay adapter used in the day&night scope with the beam splitting prism, of which characteristics have the EFL of -56.0 mm, the magnification of +1.0x, the distance from the 1st lens surface to the last lens surface of about 20.4 mm. The resolution of this system is characterized by 30 lp/mm at 40% MTF. This is enough to accommodate the designed optical path relay adapter can overcome the resolution of the 3rd generation of image intesifier tubes. Conclusions: By designing and applying the optical path relay adapter of which optical characteristics have the EFL of -56.0 mm, the magnification of +1.0x, the distance from the 1st lens surface to the last lens surface of about 20.4 mm, and the resolution of 30 lp/mm at 40% MTF, we could develop the new type day&night scope consisting of the beam splitting, the commercial zoom optical system with the C-mount lens barrel structure, and the 3rd generation of image intesifier tubes.
목적: 본 연구는 주야 관측경에 사용되는 빔 분리프리즘용 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터(optical path relay adapter) 설계 개발에 관한 것이다. 방법: 상용 C-mount 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 빔 분리프리즘을 사용하여 주간 야간용 관측경을 만들기 위해서는 줌렌즈 광학계의 상의 크기는 변하지 않으면서 결상면의 위치를 길게 늘일 수 있는 광로 연장 어댑터가 필요하다. 이에 우리는 lens module 모드를 사용할 수 있는 CodeV 프로그램을 이용하여 $1{\times}$ 광로 연장 어댑터를 설계할 수 있었다. 결과: 우리는 빔 분리 프리즘을 갖는 주야 관측경용 광로 연장 어댑터를 설계 할 수 있었는데, 이 광학계는 EFL이 -Q56.0 mm, 배율이 +1.0배, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 약 20.4 mm인 특징을 갖는 광학계가 되었다. 이 시스템의 분해능은 40% MTF 값 기준으로 30 lp/mm인 특성을 보여준다. 이 특성은 설계되어진 광로 연장 어댑터는 3세대 영상증폭관(IIT: image intesifier tubes)의 분해능을 충분히 수용할 수 있는 광학계임을 보여준다. 결론: 30 lp/mm에서 MTF 40%인 성능을 가지면서, 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 거리가 20.4 mm, EFL이 -Q56.0 mm, 배율이+1.0인 광학적 특성을 갖는 광로 연장 어댑터를 설계하여 적용함으로써 우리는 상용 C-mount 결상 경통구조를 가지는 줌렌즈 광학계와 3세대 영상증폭관(IIT)과 빔 분리프리즘으로 이루어진 새로운 형태의 주야 관측경을 개발할 수 있었다.