ОБОРАЧИВАЮЩАЯ ПРИЗМА РУСИНОВА Российский патент 1999 года по МПК G02B5/04 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оборачивающим призмам, и может быть использовано в биноклях и других оптических системах различного назначения.

Известна оборачивающая призма Пехана с крышей, состоящая из призм Шмидта с крышей и полупентапризмы, разделенных тонкой воздушной прослойкой (Справочник конструктора оптико-механических приборов. /Под ред. В.А. Панова. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980, с. 180). Такая призма дает полное оборачивание изображения с сохранением направления оптической оси. Расстояние между входной и выходной гранями составляет c = 1,23D, где D - диаметр входящего светового пучка, а длина хода лучей в призме l = 4,75. Недостатком этой призмы является сложность изготовления одной из ее составляющих - призмы Шмидта с крышей.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению известна оборачивающая призма Аббе с крышей, состоящая из прямоугольной призмы с крышей и прикрепленной к ней треугольной призмы (там же, с. 179, прототип). В этой составной призме угол между плоскими гранями в прямоугольной призме и все углы в треугольной призме равны по 60^o. Расстояние между входной и выходной гранями c = 3,46D, длина хода лучей l = 5,20D. Хотя призма Аббе проще в изготовлении, чем призма Пехана, но она имеет большой габаритный размер между входной и выходной гранями.

Целью предлагаемого изобретения является получение полного оборачивания изображения с сохранением направления оптической оси при одновременном уменьшении габаритного размера между входной и выходной гранями и длины хода лучей в призме.

Указанная цель достигается тем, что в известной призме, состоящей из прямоугольной призмы с крышей и приклеенной к ней треугольной призмы, в обеих составляющих призмах происходит по два отражения от плоских граней, при этом в прямоугольной призме угол между плоскими гранями равен 30^o, а углы в треугольной призме соответственно - 30^o, 120^o и 30^o, причем луч, пройдя по нормали к входной плоской грани прямоугольной призмы, выходит по нормали к выходной грани треугольной призмы с сохранением направления оптической оси. Благодаря таким величинам углов и ходу луча расстояние между входной и выходной гранями уменьшается по сравнению с призмой Аббе в три раза и составляет 1,15 D, а длина хода лучей в призме также значительно меньше l = 4,04D.

Такое техническое решение является новым, неизвестным в практике оптического приборостроения. Существенность отличительных признаков заключается в том, что, несмотря на вешнее сходство отдельных элементов призмы, рассмотренных выше, благодаря изменению углов полученная призма обнаруживает новые свойства: световой пучок претерпевает большее число отражений, что способствует уменьшению габаритных размеров призмы в направлении оптической оси. Изобретение является промышленно применимым из-за простоты конструкции и известности технологических процессов изготовления составляющих элементов.

На чертеже изображена схематически предлагаемая призма в двух проекциях. Она состоит из прямоугольной призмы с крышей 1 и приклеенной к ней треугольной призмы 2. В прямоугольной призме угол между плоскими гранями AE и AK равен 30^o, а в треугольной призме углы при вершинах K, B и C соответственно равны: 30^o, 120^o и 30^o.

Призма работает следующим образом.

Световой луч, пройдя по нормали к входной плоской грани AE прямоугольной призмы, падает на другую плоскую грань AB под углом меньше угла полного внутреннего отражения, вследствие чего эта грань должна быть алюминирована. Отразившись от грани AB, он попадает вторично на плоскую грань AE, на которой происходит полное внутреннее отражение. Затем луч отражается от крышевидных граней EK и попадает в треугольную призму 2 на ее плоскую грань CK, где также происходит полное внутреннее отражение. Далее луч отражается от грани BC, которая должна быть алюминирована, и выходит по нормали через грань CK на той же высоте от грани EK, что и входящий луч. Таким образом, сохраняется направление оптической оси и происходит полное оборачивание изображения.

Сущность изобретения: оборачивающая призма состоит из прямоугольной призмы с крышей и приклееной к ней треугольной призмы. В обеих составляющих призмах происходит по два отражения от плоских граней. В прямоугольной призме угол между плоскими гранями равен 30^o, а углы в треугольной призме соответственно 30^o, 120^o и 30^o. Луч, пройдя по нормали к входной плоской грани прямоугольной призмы, выходит по нормали к выходной грани треугольной призмы с сохранением направления оптической оси. Обеспечивается получение полного оборачивания изображения при одновременном уменьшении габаритного размера между входной и выходной гранями и длины хода луча в призме. 1 ил.

Оборачивающая призма, состоящая из прямоугольной призмы с крышей и приклееной к ней треугольной призмы, отличающаяся тем, что в обеих составляющих призмах происходит по два отражения от плоских граней, при этом в прямоугольной призме угол между плоскими гранями равен 30^o, а углы в треугольной призме соответственно 30^o, 120^o и 30^o, причем луч, пройдя по нормали к входной плоской грани прямоугольной призмы, выходит по нормали к выходной грани треугольной призмы с сохранением направления оптической оси.