устройство для отображения визуальной информации

Формула изобретения

Устройство для отображения визуальной информации, включающее электронно-лучевую трубку и проекционный объектив, содержащий семь линз, отличающееся тем, что между электронно-лучевой трубкой и проекционным объективом установлена трапецеидальная призма, при этом входная грань призмы ориентирована под острым углом к экрану электронно-лучевой трубки, первая линза проекционного объектива выполнена в виде наклонного положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, вторая линза выполнена положительной двояковыпуклой линейно-децентрированной и обращена более выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, третья линза выполнена плосковыпуклой цилиндрической и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, четвертая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, пятая линза выполнена в виде отрицательного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, шестая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, седьмая линза выполнена положительной двояковыпуклой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в бортовых навигационных системах, а также в качестве индикатора наведения в системах визирования и прицелах.

Известно устройство для отображения визуальной информации, представляющее собой голографический прицел, содержащий прицельную марку, выполненную в виде голограммы с записью спроектированного на бесконечности изображения прицельной сетки, и расположенный под углом к оси прицеливания источник света с источником электропитания, голограмма выполнена отражательной, а источник света установлен под углом менее 10 к оси прицеливания, см. патент Российской Федерации №2034321 от 26.06.1992 по классу G 02 B 27/34.

Основными недостатками этого устройства являются малый угол поля зрения, а также малая информативность, поскольку воспроизводится единственное изображение прицельной сетки, записанной на голограммном элементе оптической системы.

Известно устройство для отображения визуальной информации, включающее электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и проекционный объектив, содержащий семь линз. Оптический сигнал с экрана ЭЛТ проходит последовательно через проекционный объектив, отражается от зеркала, затем проходит через светоделитель, содержащий три голограммных оптических элемента, и воспринимается наблюдателем в виде спроецированного в бесконечность изображения информационной картины, см. патент GB 2088079 А от 20.01.1980 по классу G 02 B 27/00.

Данное техническое решение, принятое за прототип настоящего изобретения, обеспечивает увеличение угла поля зрения и повышение информативности устройства благодаря использованию ЭЛТ в качестве визуализатора информационной картины, а также применению широкоугольной оптической системы с тремя голограммными оптическими элементами, образующими светоделитель.

Однако указанные элементы вносят существенные дисторсионные искажения, значительно ухудшающие качество изображения информационной картины. Это обусловлено тем, что на средний голограммный элемент, имеющий оптическую силу, лучи света падают под углом к оптической оси элемента и неодинаково отражаются от верхней и нижней его частей.

В основу изобретения положено решение задачи повышения качества изображения информационной картины за счет компенсации искажений, вносимых голограммными оптическими элементами.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в устройстве для отображения визуальной информации, включающем электронно-лучевую трубку и проекционный объектив, содержащий семь линз, между электронно-лучевой трубкой и проекционным объективом установлена трапецеидальная призма, при этом входная грань призмы ориентирована под острым углом к экрану электронно-лучевой трубки, первая линза проекционного объектива выполнена в виде наклонного положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, вторая линза выполнена положительной двояковыпуклой линейно-децентрированной и обращена более выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, третья линза выполнена плосковыпуклой цилиндрической и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, четвертая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке, пятая линза выполнена в виде отрицательного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, шестая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке, седьмая линза выполнена положительной двояковыпуклой.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает важное новые свойство объекта, состоящее в том, что трапецеидальная призма и указанным образом выполненные линзы проекционного объектива создают так называемое предыскажение изображения, равное по величине и обратное по знаку тому искажению, которое создается средним голограммным оптическим элементом, последнее складывает с предыскажением, и происходит оптическая компенсация искажений. Таким образом, практически полностью устраняются дисторсионные искажения изображения информационной картины.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема устройства.

Устройство включает электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 1 и проекционный объектив, который содержит линзы 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Между ЭЛТ 1 и проекционным объективом установлена трапецеидальная призма 9. Входная (обращенная к ЭЛТ) грань 10 призмы 9 ориентирована под острым углом “” к экрану ЭЛТ 1. Угол “а” составляет 1-5.

Первая линза проекционного объектива выполнена в виде наклонного положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Вторая линза выполнена положительной двояковыпуклой линейно-децентрированной и обращена более выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Третья линза выполнена плосковыпуклой цилиндрической и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Четвертая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена выпуклой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Пятая линза выполнена в виде отрицательного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Шестая линза выполнена в виде положительного мениска и обращена вогнутой поверхностью к электронно-лучевой трубке. Седьмая линза выполнена положительной двояковыпуклой.

Устройство работает следующим образом. Изображение на экране ЭЛТ 1 формируется с помощью электронного устройства типа телевизионного приемника (на чертеже не показано). Формируемое изображение в виде оптического сигнала последовательно проходит через призму 9, линзы 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 проекционного объектива. При этом оптическое изображение приобретает предискажение, равное по величине и обратное по знаку искажению, вносимому средним голограммным элементом 11. Оптический сигнал отражается от зеркала 12 проходит через защитное стекло 13, отражается от плоского голограммного элемента 14, проходит средний голограммный элемент 11, отражается от второго плоского голограммного элемента 15, отражается от среднего голограммного элемента 11 и направляется к глазам 16 наблюдателя. Качество воспринимаемого изображения существенно повышается благодаря компенсации искажений, создаваемых средним голограммным элементом 11.

Для реализации данного устройства для отображения визуальной информации разработана специальная технология и оснастка, которые могут быть осуществлены на современном промышленном оборудовании, что обусловливает соответствие изобретения критерию “промышленная применимость”.