Окуляр с удаленным выходным зрачком

 

Использование: в качестве окупора в прицелах ночного видения. Сущность изобретения: окуляр содержит два компонента, при этом первый компонент неподвижен и удален от второго компонента, а диоптрийная наводка осуществляется подвижкой второго компонента. Оптическая сила первого компонента, воздушный промежуток между компонентами и фокусное расстояние окуляра взаимосвязаны между собой. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве окуляра к ночным прицелам с электронно-оптическим преобразователям (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности являются окуляр с удаленным выходным зрачком и окуляр с внутренней фокусировкой (Справочник конструктора оптико-механических приборов / Под ред. В.А.Панова. Л.: Машиностроение, 1980, с.246, рис. 4.59, 4.62.б).

Недостатком этих устройств является сложность конструктивного исполнения ночного прицела при диоптрийной наводке под глаз наблюдателя подвижкой всей оптической системы окуляра (Б.Н. Бегунов и др. Теория оптических систем, М.: Машиностроение, 1981, с.220)Б а при исполнении с внутренней фокусировкой не обеспечивается размещение ЭОП (плоскость предметов расположена между линзами внутри окуляра). Также невелико удаление выходного зрачка (немногим больше фокусного расстояния окуляра), а при использовании ЭОП с внутренним расположением экрана (внутри вакуумной колбы) ограничивается диоптрийная наводка для близорукого (миопического) глаза.

Это обусловлено конструктивными особенностями данных окуляров и тем, что диоптрийная подвижка для близорукого глаза должна осуществляться перемещением окуляра к экрану ЭОП.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции при диоптрийной наводке под глаз наблюдателя и увеличение удаления выходного зрачка окуляра за счет неподвижной установки первого компонента окуляра.

Эта цель достигается тем, что в окуляре с удаленным зрачком, содержащем два компонента, первый компонент выполнен из отрицательной линзы в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту, и положительного мениска, обращенного вогнутостью к объекту, и расположен на расстоянии от плоскости предмета, равном (0,1 - 0,4)F, а второй компонент выполнен в виде двух положительных линз, при этом расстояние между компонентами составляет (0,3 - 0,5)F, где F - фокусное расстояние окуляра.

Конструктивное исполнение окуляра с удаленным зрачком показано на чертеже. Здесь содержатся первый компонент I, включающий в себя отрицательную линзу 1 и положительный мениск 2, второй компонент II, включающий в себя две положительные линзы 3 и 4. Параметры варианта исполнения светосильного объектива даны в табл. 1.

Параметры такого окуляра: расчетная длина волны - 546 нм; рабочий спектральный диапазон - (486 - 643) нм; фокусное расстояние F = 25,04 мм; передний отрезок S_f = - 5,72 мм; диаметр выходного зрачка □ = 6 мм; удаление выходного зрачка t_зр = 70 мм; линейное поле зрения 2y = 16 мм; изменение воздушного промежутка D₄ на 1,25 мм соответствует 1 диоптрии.

Принцип действия устройства заключается в следующем. Первый компонент I, компенсирующий астигматизм и кривизну поверхности изображения, устанавливается на расстоянии от плоскости предмета, равном (0,1 - 0,4) F, выполнен в виде отрицательной 1 и положительной 2 линз с оптической силой, равной 0,1 - 0,5 оптической силы окуляра, причем отрицательная линза 1 первого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту. Диоптрийная наводка под глаз наблюдателя осуществляется подвижкой второго компонента II, выполненного в виде двух положительных линз 3 и 4, - изменением расстояния D₄ между первым и вторым компонентами, которое в начальном положении (в положении "ноль диоптрий") составляет (0,3 - 0,5) F, причем положительная линза 3 второго компонента выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению.

Задаваясь критерием качества - величиной полихроматической частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) и учитывая: толщину защитного стекла экрана ЭОП, равную 1,4 мм;
спектральную эффективность по длинам волн с учетом излучения люминофора экрана и светопропускания окуляра - 1,0 на длине волны 546 нм, 0,4 на 486 нм, 0,4 на 589;
пространственную частоту 20 линий/мм, получаем следующие расчетные значения (положение плоскости установки - плоскость Гаусса):
положение "ноль диоптрий":
точка на оси - ЧКХ = 72%
точка поля 6 мм - ЧКХм = 30%
диоптрийная наводка всей оптической системой окуляра на минус 1 диапетрию:
точка на оси - ЧКХ = 71%
точка поля 6 мм - ЧКХм = 17%
диоптрийная наводка подвижкой второго компонента на минус 1 диапетрию:
точка на оси - ЧКХ = 71%
точка поля 6 мм - ЧКХм = 28%
Как видно из расчетов, диоптрийная наводка подвижкой второго компонента обеспечивает приемлемое качество изображения, при этом также уменьшается дисторсия (с 2,2 до 0,23%), а фокусное расстояние незначительно увеличивается (на 0,60%).

Положительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в упрощении конструкции при диоптрийной наводке окуляром с удаленным зрачком, уменьшении трудоемкости при изготовлении и сборке приборов ночного видения.

Формула изобретения

Окуляр с удаленным выходным зрачком, содержащий неподвижную и подвижную части и выполненный в виде двух компонентов, первый из воторых включает отрицательную линзу и положительный мениск, обращенный вогнутостью к объекту, а второй две положительные линзы, отличающийся тем, что отрицательная линза первого компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту, а первая положительная линза второго компонента выполнена в виде мениска, обращенного выпуклостью к изображению, при этом подвижной частью окуляра является второй компонент, а неподвижной частью первый компонент, имеющий оптическую силу, равную 0,1 0,5 оптической силы окуляра, и расположенный на расстоянии от предмета 0,1 0,4 F, при этом расстояние между первым и вторым компонентами составляет 0,3 0,5 F, где F фокусное расстояние окуляра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2