ОКУЛЯРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК G02B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в качестве окулярного устройства в различных приборах, например приборах ночного видения, в которых необходимо формирование изображения от двух предметных плоскостей.

Известны окулярные устройства, имеющие две предметные плоскости, описанные в патентах RU №2364898, МПК G02B 23/10, опубл. 20.08.2009 и RU №2439631, МПК G02B 25/00, опубл. 10.01.2012. Конструкции данных окулярных устройств усложняются содержанием склеенной призмы, что значительно увеличивает массу и габариты.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является окулярное устройство, описанное в патенте на полезную модель RU №102121, МПК G02B 23/12, опубл. 10.02.2011. Данное окулярное устройство состоит из линзового блока и установленной перед ним пластины, на одной из поверхностей которой, а именно обращенной к электронно-оптическому преобразователю (ЭОП), нанесено дихроичное покрытие, а на другой поверхности прицельная марка, при этом пластина имеет возможность перемещения в плоскости. перпендикулярной оптической оси, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Изображение окулярным устройством формируется следующим образом: излучение от экрана ЭОПа проходя через пластину и линзовый блок формирует изображение бесконечно удаленного предмета, одновременно излучение от подсвеченной с торца прицельной марки в обратном ходе лучей отражается от дихроичного покрытия пластины, и, проходя через линзовый блок, формирует изображение бесконечно удаленной прицельной марки. В данном окулярном устройстве для осуществления сопряжения первой предметной плоскости, в данном случае экрана ЭОПа, и второй предметной плоскости, в данном случае плоскости прицельной марки, необходимо обеспечивать равенство оптических путей в направлении оптической оси от первой предметной плоскости до плоскости с дихроичным покрытием и от второй предметной плоскости до плоскости с дихроичным покрытием. Поскольку одно из расстояний напрямую зависит от толщины стеклянной пластины и не может быть изменено при сборке и юстировке, то требуется подвижка одного из сложных узлов - электронно-оптического преобразователя или сетки с узлом ее перемещения. Данное обстоятельство делает производство окулярного устройства нетехнологичным. Кроме того, толщина стеклянной пластины должна быть такой, чтобы длина оптического пути обеспечивала расфокусировку второй предметной плоскости в прямом ходе, т.е. при ходе лучей от прицельной марки непосредственно к линзовому блоку, не менее 10 дптр. В противном случае, наблюдатель сможет сфокусировать взгляд и наблюдать изображение со второй предметной плоскости, формируемое напрямую без отражения от дихроичного покрытия пластины. Это изображение не будет оптически сопряжено с изображением с первой предметной плоскости, а напротив, будет мешать наблюдению. С учетом необходимости обеспечения равенства оптических путей это условие описывается формулой

d≥f²/(100×(n+1)),

где: d - толщина пластины,

f - фокусное расстояние линзового блока,

n - показатель преломления материала стеклянной пластины.

Таким образом, при больших фокусных расстояниях линзового блока толщина стеклянной пластины также значительно увеличивается, что приводит к увеличению веса окулярного устройства, что также можно отнести к недостаткам описанного окулярного устройства.

Задача изобретения - создание окулярного устройства с улучшенными эксплуатационными характеристиками и производственными характеристиками.

Технический результат - увеличение расфокусировки паразитного изображения элементов прицельной марки при неизменной толщине стеклянной пластины и, кроме того, устранение необходимости изменения положения стеклянной пластины с прицельной маркой относительно плоскости предмета и фокусного расстояния линзового блока при юстировке.

Это достигается тем, что в окулярном устройстве, состоящем по ходу луча из дихроичного покрытия, стеклянной пластины с нанесенной на ее плоскость прицельной маркой и линзового блока, в отличие от известного дихроичное покрытие нанесено на поверхность дополнительной стеклянной пластины, размещенной перед стеклянной пластиной с прицельной маркой и разделенной с ней воздушным промежутком.

На чертеже представлена оптическая схема окулярного устройства.

Окулярное устройство состоит по ходу лучей из дополнительной стеклянной пластины 1 с дихроичным покрытием, стеклянной пластины 2 с прицельной маркой и линзового блока 3. На плоскость стеклянной пластины 2, обращенную к линзовому блоку 3, нанесена прицельная марка. У дополнительной стеклянной пластины 1 дихроичное покрытие нанесено на плоскую поверхность, обращенную к стеклянной пластине 2 с прицельной маркой, причем дополнительная стеклянная пластина 1 размещена перед стеклянной пластиной 2 с прицельной маркой и разделена с ней воздушным промежутком.

Окулярное устройство работает следующим образом: световой поток из предметной плоскости, например экрана ЭОПа, проходит через дополнительную стеклянную пластину 1, стеклянную пластину 2 и затем линзовым блоком 3 формирует изображение бесконечно удаленного предмета, воспринимаемое глазом наблюдателя. Одновременно световой поток, исходящий от прицельной марки, нанесенной на плоскую поверхность стеклянной пластины 2, обращенную к линзовому блоку 3, в обратном ходе отражается от дихроичного покрытия, нанесенного на поверхность дополнительной стеклянной пластины 1 и, проходя через стеклянную пластину 2, при помощи линзового блока 3 формирует в глазу наблюдателя изображение прицельной марки. Таким образом, наблюдатель видит изображения от двух плоскостей изображения, разделенных дихроичным покрытием.

Равенство оптических путей до плоскостей изображения в схеме данного окулярного устройства обеспечивается за счет подвижки дополнительной стеклянной пластины 1 вдоль оптической оси, при неподвижном устройстве формирования предметного изображения, например ЭОПе, и узле прицельной марки, имеющей при необходимости возможность перемещения в плоскости перпендикулярной оптической оси. В связи с тем, что в данной схеме равенство оптических путей обеспечивается за счет изменения воздушного промежутка между дополнительной стеклянной пластиной 1 и стеклянной пластиной 2 и отсутствует зависимость между фокусным расстоянием линзового блока 3 и толщиной стеклянной пластины 2, то при увеличении фокусного расстояния не происходит увеличение толщины стеклянной пластины 2 и не влияет на массу узла с прицельной маркой, а разность между прямым и паразитным изображением прицельной марки и изображениями предмета и сопряженной с ним прицельной марки может быть обеспечена за счет увеличения воздушного промежутка между дополнительной стеклянной пластиной 1 и стеклянной пластиной 2 в 10 дптр и более.

Таким образом, достигнут технический результат - увеличена расфокусировка паразитного изображения элементов прицельной марки при неизменной толщине стеклянной пластины и, кроме того, устранена необходимость изменения положения стеклянной пластины с прицельной маркой относительно плоскости предмета и фокусного расстояния линзового блока при юстировке.

Изобретение может быть использовано в качестве окулярного устройства в приборах, например приборах ночного видения, в которых необходимо формирование изображения от двух предметных плоскостей. Окулярное устройство состоит по ходу луча из стеклянной пластины с нанесенной на ее плоскость, обращенную к линзовому блоку, прицельной маркой, дихроичного покрытия и линзового блока. Дихроичное покрытие нанесено на плоскую поверхность дополнительной стеклянной пластины, размещенной перед стеклянной пластиной с прицельной маркой и разделенной с ней воздушным промежутком. Технический результат - увеличение расфокусировки паразитного изображения элементов прицельной марки при неизменной толщине стеклянной пластины и устранение необходимости изменения положения стеклянной пластины с прицельной маркой относительно плоскости предмета и фокусного расстояния линзового блока при юстировке. 1 ил.

Окулярное устройство, состоящее по ходу луча из дихроичного покрытия, стеклянной пластины с нанесенной на ее плоскость прицельной маркой и линзового блока, отличающееся тем, что дихроичное покрытие нанесено на поверхность дополнительной стеклянной пластины, размещенной перед стеклянной пластиной с прицельной маркой и разделенной с ней воздушным промежутком.