бинокулярная наблюдательная система
Классы МПК: | G02B23/18 для бинокулярных устройств |
Автор(ы): | Булейшвили М.Я. (RU), Фроимсон И.М. (RU), Абрамов А.Н. (RU) |
Патентообладатель(и): | Булейшвили Михаил Ясонович (RU), Фроимсон Игорь Михайлович (RU), Абрамов Александр Николаевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-04-15 публикация патента:
27.02.2005 |
Бинокулярная наблюдательная система содержит коллимационный объектив, светоделитель и две симметрично расположенные относительно оси коллимационного объектива телескопической системы. Каждая из телескопической системы содержит объектив, дефлектор и окуляр. Объектив каждой телескопической системы состоит из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, причем положительный мениск установлен перед дефлектором и обращен к дефлектору своей вогнутой стороной. Фокусные расстояния объектива телескопической системы, двояковыпуклой линзы, положительного мениска, и толщины двояковыпуклой линзы, положительного мениска и воздушного промежутка между ними связаны соотношениями, указанными в формуле изобретения. Обеспечивается большое увеличение, малые габариты и вес. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Формула изобретения
1. Бинокулярная наблюдательная система, содержащая коллимационный объектив, светоделитель, две симметрично расположенные относительно оси коллимационного объектива телескопической системы, каждая из которых содержит объектив, дефлектор и окуляр, отличающаяся тем, что объектив каждой телескопической системы состоит из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, причем положительный мениск установлен перед дефлектором, обращен к дефлектору своей вогнутой стороной и соблюдены следующие соотношения:
0,4f’об<f’ 1<0,6f’oб; 0,4f’об<f 2’<0,6f’об; 0,2f’об d1+d2+d3 0,4f’об;
f’об - фокусное расстояние объектива телескопической системы;
f1 ’ - фокусное расстояние двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы;
f2’ - фокусное расстояние положительного мениска объектива телескопической системы;
d1 - толщина двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы;
d2 - толщина положительного мениска объектива телескопической системы;
d3 - толщина воздушного промежутка между компонентами объектива телескопической системы.
2. Бинокулярная наблюдательная система по п.1, отличающаяся тем, что окуляр каждой телескопической системы состоит из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, причем положительный мениск установлен после дефлектора и обращен к нему своей вогнутой стороной.
3. Бинокулярная наблюдательная система по п.1, отличающаяся тем, что окуляр каждой телескопической системы состоит из положительного мениска, своей вогнутой стороной обращенного к дефлектору, и двухлинзовой склейки, состоящей из отрицательного мениска, своей выпуклой стороной обращенного к дефлектору, и положительной линзы.
4. Бинокулярная наблюдательная система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что коллимационный объектив выполнен пятикомпонентным, причем первый компонент - отрицательный мениск, своей выпуклой стороной обращенный к объекту наблюдения, второй компонент - положительная линза, третий компонент - положительный мениск, обращенный своей выпуклой стороной к объекту наблюдения, четвертый компонент - двояковогнутая линза, пятый компонент - положительная линза.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, конкретно, к бинокулярным наблюдательным системам и может быть использовано в качестве бинокулярной системы наблюдения экрана электронно-оптического преобразователя прибора ночного видения.
Известны несколько бинокулярных наблюдательных систем с различным построением оптических схем.
Одна из них (см. патент РФ №2047203 от 24.04.93 г.) содержит коллимационный объектив, установленные за ним параллельно два объектива телескопических насадок, светоделитель в виде прямоугольной призмы с внешними отражающими гранями и две оптические ветви, состоящие каждая из коллектива, дефлектора и окуляра.
К основным недостаткам данной бинокулярной системы можно отнести:
- невозможность реализации регулировки системы по базе глаз наблюдателя и, как следствие, уменьшение поля зрения, видимого каждым глазом отдельно при крайних значениях баз наблюдателя и использование при этом краевых зон выходных зрачков, ухудшающих качество изображения;
- увеличение массы и габаритов, связанное с необходимостью применения больших световых диаметров отдельных оптических элементов для создания избыточных по размерам, но неэффективно используемых выходных зрачков системы.
Наиболее близким техническим решением является бинокулярная наблюдательная система по патенту США №4,463,252 от 4 января 1982 г. Эта оптическая система содержит шестилинзовый коллимационный объектив, светоделитель и две симметрично расположенные относительно оси коллимационного объектива телескопические системы, каждая из которых содержит трехлинзовый объектив, зеркало и окуляр.
Недостатками этой оптической системы являются:
- недостаточное увеличение бинокулярной системы Г 9,3х при линейном поле зрения 2у’=18 мм;
- невозможность реализации значения межзрачкового расстояния в диапазоне от 58 до 64 мм из-за больших продольных габаритов трехлинзового объектива телескопической системы;
- большие габариты и вес коллимационного объектива и всей системы.
Техническая задача изобретения заключается в создании бинокулярной наблюдательной системы большого увеличения с малыми габаритами и весом.
Для решения этой задачи предлагается бинокулярная наблюдательная система, содержащая коллимационный объектив, светоделитель, выполненный, например, в виде прямоугольной призмы с внешними отражающими гранями, две симметрично расположенные относительно оси коллимационного объектива телескопические системы, каждая из которых содержит объектив, дефлектор и окуляр, причем объектив каждой телескопической системы состоит из двояковыпуклой линзы и положительного мениска, установленного перед дефлектором и обращенного к нему своей вогнутой стороной, при соблюдении следующих соотношений:
0,4f’об <f1’<0,6f’об; 0,4f’об<f 2’<0,6f’об; 0,2f’об d1+d2+d3 0,4f’об;
где f’об - фокусное расстояние объектива телескопической системы,
f1’ - фокусное расстояние двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы,
f2’ - фокусное расстояние положительного мениска объектива телескопической системы,
d1 - толщина двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы,
d2 - толщина положительного мениска объектива телескопической системы,
d3 - толщинa воздушного промежутка между компонентами объектива телескопической системы.
Коллимационный объектив выполнен пятикомпонентным, причем первый компонент - отрицательный мениск, своей выпуклой стороной обращенный к объекту наблюдения, второй компонент - положительная линза, третий компонент - положительный мениск, обращенный своей выпуклой стороной к объекту наблюдения, четвертый компонент - двояковогнутая линза, пятый компонент - положительная линза.
Окуляр каждой телескопической системы состоит из положительного мениска, установленного после дефлектора и обращенного к нему своей вогнутой стороной, и двояковыпуклой линзы.
Другой вариант выполнения окуляров состоит в том, что каждый из окуляров выполнен в виде положительного мениска, своей вогнутой стороной обращенного к дефлектору, и двухлинзовой склейки, состоящей из отрицательного мениска, своей выпуклой стороной обращенного к дефлектору, и положительной линзы.
Дефлектор каждой телескопической системы выполнен в виде зеркала или призмы.
Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемое техническое решение бинокулярной наблюдательной системы обеспечивает возможность наблюдения с большим увеличением всего поля зрения каждым глазом при любой межзрачковой базе наблюдателя за счет возможности подвижки телескопических систем в направлении, перпендикулярном оптической оси коллимационного объектива, а также обеспечивает снижение габаритов и массы бинокулярной наблюдательной системы за счет радикального уменьшения световых диаметров оптических компонентов.
На фиг.1 представлена оптическая схема бинокулярной наблюдательной системы, состоящей из коллимационного объектива (1), светоделителя (2), выполненного в виде прямоугольной призмы с внешними отражающими гранями, и двух телескопических систем (3), оптически сопряженных с коллимационным объективом (1) и включающих каждая объектив (4), дефлектор (5) и окуляр (6).
Коллимационный объектив (1) выполнен пятикомпонентным, причем первый компонент (7) - отрицательный мениск, своей выпуклой стороной обращенный к объекту наблюдения, второй компонент (8) - положительная линза, третий компонент (9) - положительный мениск, обращенный своей выпуклой стороной к объекту наблюдения, четвертый компонент (10) - двояковогнутая линза, пятый компонент (11) - положительная линза.
Объектив (4) каждой телескопической системы (3) состоит из двояковыпуклой линзы (12) и положительного мениска (13), установленного перед дефлектором (5) и обращенного к нему своей вогнутой стороной, причем соблюдены следующие соотношения:
0,4f’об<f1’<0,6f’об ; 0,4f’об<f2’<0,6f’об; 0,2f’об d1+d2+d3 0,4f’об;
где f’об - фокусное расстояние объектива телескопической системы,
f1’ - фокусное расстояние двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы,
f2’ - фокусное расстояние положительного мениска объектива телескопической системы,
d1 - толщина двояковыпуклой линзы объектива телескопической системы,
d2 - толщина положительного мениска объектива телескопической системы,
d3 - толщина воздушного промежутка между компонентами объектива телескопической системы.
Окуляр (6) каждой телескопической системы состоит из положительного мениска (14), установленного после дефлектора (5) и обращенного к нему своей вогнутой стороной, и двояковыпуклой линзы (15).
Каждый из окуляров (6) может быть выполнен также в виде положительного мениска, своей вогнутой стороной обращенного к дефлектору (5), и двухлинзовой склейки, состоящей из отрицательного мениска, своей выпуклой стороной обращенного к дефлектору (5), и положительной линзы.
Система работает следующим образом.
Световой пучок от объекта наблюдения, расположенного в предметной плоскости, проходит через коллимационный объектив (1), делится светоделителем (2) на две части, которые отклоняются перпендикулярно оптической оси коллимационного объектива (1) в противоположные стороны и направляются в телескопические системы (3), в каждой из которых световой пучок проходит через объектив (4), отклоняется дефлектором (5), проходит через окуляр (6), и попадает в глаз наблюдателя.
С использованием предлагаемого технического решения создана бинокулярная наблюдательная система со следующими характеристиками:
Увеличение 12 крат
Линейное поле зрения 18 мм
Размер выходного зрачка по вертикали 9 мм
по горизонтали 7 мм
Диапазон регулирования межцентрового
расстояния окуляров от 57,5 мм до 71,5 мм
Длина оптической системы
от предметной плоскости до
плоскости выходных зрачков 72 мм
Масса 275 г
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает создание бинокулярной наблюдательной системы большого увеличения с малым весом и габаритами.
Класс G02B23/18 для бинокулярных устройств
бинокулярная система со стабилизацией изображения - патент 2472191 (10.01.2013) | |
способ наблюдения объектов и бинокулярное устройство - патент 2464602 (20.10.2012) | |
бинокль - патент 2414730 (20.03.2011) | |
оптический бинокулярный прицел (варианты) - патент 2362192 (20.07.2009) | |
бинокль - патент 2316030 (27.01.2008) | |
псевдобинокулярные очки ночного видения - патент 2242777 (20.12.2004) | |
бинокулярная система со стабилизацией изображения - патент 2229149 (20.05.2004) | |
бинокулярная наблюдательная система - патент 2217782 (27.11.2003) | |
бинокулярная насадка - патент 2212699 (20.09.2003) | |
светосильная бинокулярная система - патент 2170941 (20.07.2001) |