БИНОКУЛЯРНАЯ ЛУПА Российский патент 1999 года по МПК G02B25/00 G02B27/22 G02B21/20 

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве бинокуляра к ночным приборам с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Наиболее близкими по технической сущности являются устройства для бинокулярного наблюдения, известные из DE, N 2321716.

Недостатком этих устройств является большое число компонентов (семь для устройств по фиг. 1 и 2, шесть для устройства по фиг. 3), трудоемкость при изготовлении и небольшое увеличение таких луп (фокусное расстояние для всех вариантов 32 мм), что требует увеличения фокусного расстояния объектива для повышения увеличения прибора ночного видения и, как следствие, ведет к увеличению габаритов и массы прибора.

Это обусловлено конструктивными особенностями данных устройств, наличием асферических поверхностей.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение увеличения бинокулярной лупы с обеспечением ее малогабаритности и возможности наблюдения за предметом двумя глазами без регулировки под базу глаз при смене наблюдателя, уменьшение трудоемкости при изготовлении.

Эта цель достигается тем, что в бинокулярной лупе, содержащей четыре компонента, ромбические призмы БС-О расположены после второго компонента, первый компонент выполнен из положительной линзы в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту, и расположен на расстоянии от плоскости предмета, равном (0,5 - 0,9)F, второй компонент выполнен в виде положительной линзы, при этом расстояние между первым и вторым компонентами составляет (0,01 - 0,05)F, где F - фокусное расстояние бинокулярной лупы.

Конструктивное исполнение варианта бинокулярной лупы показано на чертеже. Здесь содержатся первый компонент 1, второй компонент 2 и ромбические призмы 3 и 4. Параметры варианта исполнения бинокулярной лупы приведены в таблице.

Параметры такой бинокулярной лупы:
- расчетная длина волны 546 нм;
- рабочий спектральный диапазон 480 - 640 нм;
- фокусное расстояние F = 24,77 мм;
- передний отрезок Sf = -17,5 мм;
- удаление зрачков глаз от призм tгл = 15 мм;
- диапазон изменения базы глаз наблюдателя (для диаметра зрачка глаза dгл = 4 мм) без регулировки оптическими элементами Bгл = от 54 до 76 мм;
- линейное поле зрения 2y = 10 мм.

Принцип действия устройства заключается в следующем. Первый компонент 1, компенсирующий астигматизм и кривизну поверхности изображения, устанавливается на расстоянии от плоскости предмета, равном (0,5 - 0,9)F, выполнен в виде положительной линзы с оптической силой, равной 0,3 - 0,7 оптической силы бинокулярной лупы, причем линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту. Второй компонент 2 выполнен в виде положительной линзы, при этом расстояние D между первым и вторым компонентами составляет (0,01 - 0,05)F, а диоптрийная подвижка осуществляется одновременным перемещением первого и второго компонентов. Ромбические призмы 3 и 4 направляют лучи от предмета в правый и левый глаз, при этом расстояние от призм до глаз составляет (0,4 - 0,8)F.

Задаваясь критерием качества - величиной полихроматической частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) - и учитывая:
- толщину защитного стекла экрана ЭОП, равную 2,2 мм;
- спектральную эффективность по длинам волн с учетом излучения люминофора экрана и светопропускания бинокулярной лупы (1,0 на длине волны 5546 нм, 0,4 - на 486 нм, 0,4 - на 589 нм);
- пространственную частоту 20 линий/мм,
получаем следующие расчетные значения (положение плоскости установки - плоскость Гаусса):
- точка на оси ЧКХ = 71%;
- точка поля 4 мм ЧКХм = 55%;
ЧКХс = 32%.

Как видно из расчетов, бинокулярная лупа обеспечивает приемлемое качество изображения при одновременном наблюдении двумя глазами.

Положительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в упрощении конструкции, повышении увеличения бинокулярной лупы с обеспечением ее малогабаритности и возможности наблюдения за предметом двумя глазами без регулировки под базу глаз при смене наблюдателя, уменьшении трудоемкости при изготовлении, что упрощает конструкцию прибора ночного видения, уменьшает его габаритные размеры и вес.

Бинокулярная лупа используется в области оптико-электронной техники в качестве бинокуляра к ночным приборам с электронно-оптическим преобразователем в разнообразных условиях эксплуатации. Бинокулярная лупа содержит четыре компонента, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй - положительная линза, третий и четвертый - ромбические призмы, направляющие лучи от предмета в правый и левый глаз. Ромбические призмы расположены после второго компонента, положительный мениск выполнен с оптической силой 0,3 - 0,7 оптической силы бинокулярной лупы и расположен на расстоянии от плоскости предмета, равном (0,5 - 0,9)F, при этом расстояние между первым и вторым компонентами составляет (0,01 - 0,05)F, а расстояние от призм до глаз составляет (0,4 - 0,8)F, где F - фокусное расстояние бинокулярной лупы. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить увеличение бинокулярной лупы с обеспечением ее малогабаритности. 1 ил., 1 табл.

Бинокулярная лупа, содержащая четыре компонента, первый из которых выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, второй - положительная линза, третий и четвертый - ромбические призмы, направляющие лучи от предмета в правый и левый глаз, отличающаяся тем, что ромбические призмы расположены после второго компонента, положительный мениск выполнен с оптической силой 0,3 - 0,7 оптической силы бинокулярной лупы и расположен на расстоянии от плотности предмета, равном (0,5 - 0,9) F, при этом расстояние между первым и вторым компонентами составляет (0,01 - 0,05) F, а расстояние от призм до глаз составляет (0,4 - 0,8) F, где F - фокусное расстояние бинокулярной лупы.