ПРИБОР ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ В НОЧНЫХ УСЛОВИЯХ Российский патент 1997 года по МПК G02B23/12 

Прибор для наблюдения в ночных условиях относится к области оптического приборостроения. Он может быть использован для визуального наблюдения удаленных предметов в условиях малой освещенности.

Известен дневной/ночной визуальный прибор (патент DЕ N 2704185/ G 02 B 23/12, 1978).

Прибор предназначен для применения в стационарном положении. В ночном канале он имеет призменно-линзовую оборачивающую систему, служащую для передачи изображения с плоскости экрана электронно-оптического преобразователя изображения (ЭОП) в плоскость промежуточного изображения окуляра. Применение призменно-линзовой оборачивающей системы приводит к усложнению конструкции прибора, а также увеличению его массы.

Известен также визуальный прибор, переключаемый с дневного режима работы на ночной. (Патент ДЕ N 4016587, G 02 B 23/12, 1991).

Этот прибор требует применения ЭОП третьего поколения, а именно такого, который производит оборачивание изображения при передаче его с фотокатода на экран. Поэтому после ЭОП не требуется применения оборачивающей системы. Производство таких ЭОП сложно и, как правило, они имеют большую стоимость.

Наиболее близким является ночной канал монокуляра, входящий в бинокль для ночного и дневного наблюдения (ЕПВ N 0469942, G 02 B 23/12, 1991 г).

Ночной канал состоит из объектива, ЭОП, расположенных соосно, оборачивающей системы, выполненной в виде двух линзовых групп, двух зеркал, служащих для преломления оптической оси, и окуляра. Первая линзовая группа оборачивающей системы расположена после ЭОП перед первым зеркалом, а вторая - между зеркалами, второе из которых установлено перед окуляром.

Расположение первой линзовой группы оборачивающей системы непосредственно после ЭОП приводит к увеличению продольных габаритов прибора, т.к. экран ЭОП должен находиться в фокальной плоскости первой линзовой группы. Кроме того, чем дальше друг от друга находятся линзовые группы, тем больше световой диаметр линз второй из них. Если прибор применяется в качестве монокуляра, то для удобства наблюдения или, исходя из требований по размещению прибора при наблюдении, может возникнуть необходимость конструктивно увеличить расстояние между осями объектива и окуляра, или же сделать это расстояние изменяющимся в процессе эксплуатации. Это обуславливает необходимость расположения линзовых групп как можно ближе друг к другу. Также для получения технологической конструкции прибора желательно оборачивающую систему и окуляр построить по симметричной схеме.

Технической задачей данного изобретения является упрощение конструктивной реализации оптической схемы прибора для наблюдения в ночных условиях от ЭОП до глаза наблюдателя, сокращение продольных габаритов прибора при использовании ЭОП без оборачивания изображения, а также создание более удобных условий пользования прибором при эксплуатации.

Технический результат заключается в разработке технологичной конструкции прибора, которая обусловлена тем, что оборачивающая система в совокупности с окуляром построена по симметричной схеме, а также в сокращении продольных габаритов прибора до размеров, удобных для эксплуатации в переносном варианте за счет расположения двух линзовых групп оборачивающей системы между зеркалами. Кроме того, создаются более удобные условия пользования прибором в рабочем положении за счет более широкого предела изменения расстояния между осями объектива и окуляра, причем принципиально это расстояние в процессе эксплуатации может при необходимости меняться, благодаря изменению воздушного промежутка между линзовыми группами оборачивающей системы.

Технический результат достигается тем, что прибор для наблюдения в ночных условиях, содержащий объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов, расположенные соосно, оборачивающую систему, выполненную в виде двух линзовых групп, два зеркала и окуляр, при этом первая линзовая группа оборачивающей системы совместно с второй установлены между неподвижными зеркалами, первое из которых расположено после электронно-оптического преобразователя сигналов, а второе перед окуляром, перед которым также установлена коллективная линза, причем линзовые группы и окуляр выполнены по симметричной схеме, и каждая из частей оборачивающей системы состоит из двух компонентов одиночной положительной линзы и склейки из двух линз, которые удовлетворяют следующим условиям:



где
ν_ос дисперсия отрицательной линзы, входящей в склейку;
ν_пс дисперсия положительной линзы, входящей в склейку;
ν_ол дисперсия одиночной линзы;
фокусное расстояние склеенной группы линз, в мм;
фокусное расстояние каждой из частей оборачивающей системы, в мм;
фокусное расстояние положительной линзы, входящей в склейку, в мм;
фокусное расстояние отрицательной линзы, входящей в склейку, в мм.

Дисперсия дана для длины волны λ=546,07 нм.

В качестве изображающего объектива может быть использована зеркально-линзовая система. В приборе вместо зеркал могут применяться призмы с полным внутренним отражением.

На фиг. 1 оптическая схема прибора для наблюдения в ночных условиях; на фиг. 2 принципиальная оптическая схема прибора после ЭОП.

На фиг. 1 изображена оптическая схема прибора для наблюдения в ночных условиях. Он состоит из объектива 1, электронно-оптического преобразователя изображения 2, закрепленных зеркал 3, 4, оборачивающей системы, включающей в себя первую 5 и вторую 6 линзовые группы, и окуляра 7. В данном случае ЭОП 2 не производит оборачивание изображения при его передаче с катода на экран. Ось окуляра 7 смешена относительно оси объектива 1 на некоторое базовое расстояние l, которое позволяет скомпоновать прибор в удобных габаритах. Важно также, чтобы это расстояние имело возможность конструктивно регулироваться в определенных пределах при каждом конкретном случае использования прибора, если это требуют условия эксплуатации. Пределы этого изменения будут в основном определяться световым диаметром второй линзовой группы 6 и допустимым пределом виньетирования для края поля. Зеркала 3, 4 служат для преломления оптической оси. В качестве объектива 1 используется зеркально-линзовая система.

На фиг. 2 представлен пример конкретного решения оптической схемы от ЭОП до глаза наблюдателя. В данном случае оборачивающая система 5, 6 и окуляр 7 выполнены по симметричной схеме, что позволяет уменьшить номенклатуру и себестоимость изделия.

В процессе эксплуатации прибора объектив 1 строит изображение на катоде ЭОП 2, которое с его экрана через зеркало 3, линзовую оборачивающую систему 5, 6 и зеркало 4 передается в переднюю фокальную плоскость окуляра 7. Наблюдатель через окуляр 7, который имеет диоптрийную подвижку, рассматривает промежуточное прямое изображение, получаемое после оборачивающей системе 5, 6.

В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет конкретной оптической схемы прибора для наблюдения в ночных условиях. Данный прибор обеспечивает пропускание лучей для спектрального интервала 680.920 нм до ЭОП с применением зеркально-линзового объектива порядка 0,7, после ЭОП в спектральном интервале 480.660 нм порядка 0,65. Видимое увеличение составляет Г^х=6,5^х. Угловое поле для объектива 2ω=5,5^o. Выходной зрачок диаметром 6 мм расположен на расстоянии 15 мм от последней поверхности окуляра. Диоптрийная подвижка окуляра составляет + 4 дптр. Угловой предел разрешения для точки на оси не превышает 45. Оборачивающая система и окуляр выполнены по симметричной схеме. Каждая из частей оборачивающей системы состоит из двух компонентов одиночной положительной линзы и склейки, которые имеют следующие отношения дисперсий и фокусных расстояний:



в

Использование: в области оптического приборостроения. Он может быть использован для визуального наблюдения удавленных предметов в условиях малой освещенности. Сущность изобретения: прибор для наблюдения в ночных условиях содержит объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов (ЭОП), расположенные соосно 1, оборачивающую систему, выполненную в виде двух линзовых групп 5, 6, два зеркала 3, 4 и окуляр 7, при этом первая линзовая группа 5 оборачивающей системы совместно со второй 6 установлены между неподвижными зеркалами 3, 4, первое 3 из которых расположено после ЭОП 2, а второе 4 - перед окуляром 7, перед которым также установлена коллективная линза, причем линзовые группы 5, 6 и окуляр 7 выполнены по симметричной схеме, и каждая из частей оборачивающей системы состоит из двух компонентов - одиночной положительной линзы и склейки из двух линз. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Прибор для наблюдения в ночных условиях, содержащий размещенные на одной оптической оси оптически сопряженные объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов, оборачивающую систему, выполненную в виде двух линзовых групп, два зеркала и окуляр, причем первое зеркало выполнено неподвижным, а вторая линзовая группа оборачивающей системы установлена перед вторым зеркалом, отличающийся тем, что в нем первая линзовая группа оборачивающей системы установлена между первым зеркалом и второй линзовой группой оборачивающей системы, первое зеркало установлено после электронно-оптического преобразователя сигналов, а также в прибор введена коллективная линза, размещенная между вторым зеркалом, выполненным неподвижным, и окуляром, причем линзовые группы оборачивающей системы и окуляр выполнены по симметричной схеме и каждая из линзовых групп оборачивающей системы выполнена из двух компонентов одиночной положительной линзы и склейки из двух линз, которые удовлетворяют следующим условиям:
25 < ν_o.c< 30;

где ν_o.c дисперсия отрицательной линзы, входящей в склейку (длина волны λ=546,07 нм);
n_п.c дисперсия положительной линзы, входящей в склейку;
ν_о.л дисперсия одиночной линзы;
фокусное расстояние склеенной группы линзы, мм;
фокусное расстояние каждой линзовой группы оборачивающей системы, мм;
фокусное расстояние положительной линзы, входящей в склейку, мм;
фокусное расстояние отрицательной линзы, входящей в склейку, мм. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что объектив выполнен зеркально-линзовым.