ОКУЛЯР Российский патент 2019 года по МПК G02B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве окуляра к двухканальным приборам дневно-ночного видения в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Известен окуляр (патент RU 2155980 С1), содержащий три компонента, первый из которых - положительная склейка, состоящая из отрицательной и двояковыпуклой положительной линз, второй и третий - положительная и отрицательная линзы. Окуляр содержит также светоделительную призму, расположенную перед первым компонентом, и имеет возможность отображения вспомогательной информации через светоделительную призму.

Недостатком этого окуляра является узкое поле зрения в дополнительном канале (всего несколько градусов) и сравнительно короткий передний отрезок, что не позволяет установить в дополнительный канал микродисплей.

Наиболее близким по технической сущности является окуляр (патент RU 2439631 С1, опубл. 10.01.2012), содержащий светоделительную призму, установленную перед первым линзовым компонентом, и расположенные по ходу луча плосковыпуклую одиночную линзу, обращенную плоской поверхностью к пространству предметов, и склейку из двояковыпуклой и отрицательной линз, обращенную двояковыпуклой линзой к пространству предметов. Окуляр имеет увеличенный угол поля зрения дополнительного канала, равный углу поля зрения основного канала, что дает возможность работать с ЖК дисплеем в дополнительном канале.

Недостатком этого окуляра является малое удаление выходного зрачка, составляющее 0,85⋅f_ок, что ограничивает его применение в современных наблюдательных приборах при использовании индивидуальных средств защиты.

Задачей настоящего изобретения является увеличение удаления выходного зрачка до значения, равного ⋅f_ок, с сохранением высоких оптических характеристик.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в окуляре, содержащем светоделительную призму в виде куб-призмы, в отличие от известного, после куб-призмы по ходу луча установлены плосковогнутая отрицательная линза, обращенная плоской поверхностью к пространству предметов и две двояковыпуклые положительные линзы, при этом выполняется следующее соотношение:

ϕ_о.л.=-(0,4÷1,2)⋅ϕ_ок,

где ϕ_о.л. - оптическая сила отрицательной линзы;

ϕ_ок - оптическая сила окуляра.

Такой окуляр обеспечивает удаление выходного зрачка до значения, равного ⋅f_ок, с сохранением высоких оптических характеристик. Оптической схема окуляра показана на фигуре 1.

Окуляр содержит светоделительную куб-призму 1, отрицательную линзу 2, положительные линзы 3 и 4. Глаз наблюдателя помещается в выходном зрачке 5.

На фигуре 2 приведены графики кривизны и астигматизма, на фигуре 3 - график относительной дисторсии, на фигуре 4 - график сферических аберраций для точки на оси. Линейное поле окуляра m=16 мм, указанное по шкале ординат на графиках фигур 2 и 3 соответствует угловому полю окуляра ~ 40 градусов (для обоих каналов). Величина шкалы 0,5 мм на графике фигуры 2 соответствует ~ 0,95 дптр. График сферических аберраций для точки на оси на фигуре 4 показан для диаметра зрачка глаза 5,1 мм. Все кривые представлены для длины волны 587,6 нм.

Конструктивные параметры варианта исполнения окуляра приведены в таблице 1.

Параметры такого варианта исполнения окуляра:

- угол поля зрения в пространстве изображения в обоих каналах... 42°;

- диаметр выходного зрачка…6 мм;

- дисторсия на краю поля зрения…≤5%;

- удаление выходного зрачка…23 мм;

- фокусное расстояние…23 мм;

- угловые аберрации для края поля зрения…≤1 дптр.

Принцип действия окуляра заключается в следующем.

Световой поток от предметной плоскости А проходит через светоделительную куб-призму 1 и линзы 2, 3 и 4, и попадает в глаз наблюдателя, находящийся в выходном зрачке 5 окуляра. Вспомогательная информация, поступающая от ЖК-дисплея, расположенного в плоскости Б, проходит через светоделительную куб-призму 1, линзы 2, 3 и 4, и попадает в выходной зрачок 5 одновременно с основным изображением от предметной плоскости А. Для увеличения удаления выходного зрачка необходимо выполнить следующее соотношение:

ϕ_о.л.=-(0,4+1,2) -*+_ок,

где ϕ_о._л - оптическая сила отрицательной линзы;

ϕ_ок - оптическая сила окуляра.

Как видно из расчетов по графикам на фигурах 2, 3 и 4, такой окуляр с удалением выходного зрачка, увеличенным до значения, равного f_ок, обеспечивает сохранение высоких оптических характеристик.

Окуляр может быть применен в двухканальных оптико-электронных приборах в разнообразных условиях эксплуатации. Окуляр содержит светоделительную призму в виде куб-призмы, после которой по ходу луча установлены плосковогнутая отрицательная линза, обращенная плоской поверхностью к пространству предметов, и две двояковыпуклые положительные линзы. Выполняется следующее соотношение: ϕ_о.л. = -(0,4÷1,2)⋅ϕ_ок, где ϕ_о.л. - оптическая сила отрицательной линзы; ϕ_ок - оптическая сила окуляра. Технический результат - увеличение удаления выходного зрачка до значения, равного f_ок, с сохранением высоких оптических характеристик. 4 ил., 1 табл.

Окуляр, содержащий светоделительную призму в виде куб-призмы, отличающийся тем, что после куб-призмы по ходу луча установлены плосковогнутая отрицательная линза, обращенная плоской поверхностью к пространству предметов, и две двояковыпуклые положительные линзы, при этом выполняется следующее соотношение:

ϕ_о.л. = -(0,4÷1,2)⋅ϕ_ок,

где ϕ_о.л. - оптическая сила отрицательной линзы;

ϕ_ок - оптическая сила окуляра.