Система ввода изображения в окуляр

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ВВОДА ИЗОБРАЖЕНИЯ В ОКУЛЯР(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Анохина Людмила Васильевна Черняк Нинэль Андреевна Мышалов Павел Ильич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Система ввода изображения в окуляр, содержащая оптически связанные систему индикаторов, элемент совмещения изображений, компенсатор астигматизма, проекционный объектив, систему сопряжения изображений и окуляр, отличающаяся тем, что в качестве элемента совмещения изображений использована трапециевидная призма, у которой основания образуют плоскопараллельную пластину и расположены перпендикулярно оптической оси проекционного объектива, а наклонные боковые грани выполнены зеркальными, Фиг. 1 37772007.08.30 система индикаторов содержит три блока индикаторов, два из которых расположены со стороны наклонных зеркальных боковых граней трапециевидной призмы, а третий расположен со стороны большего основания трапециевидной призмы, при этом все блоки индикаторов установлены в плоскости предметов проекционного объектива, компенсатор астигматизма содержит два одинаковых клина, установленных так, что наружные преломляющие поверхности перпендикулярны оптической оси проекционного объектива, а наклонные преломляющие поверхности клиньев образуют воздушную наклонную пластину,причем толщинанаклонной воздушной пластины, показатель преломлениястекла клиньев, уголмежду наружной и наклонной преломляющими поверхностями клина,увеличениепроекционного объектива от блока индикаторов до плоскости изображения,сагиттальный отрезококуляра, меридиональный отрезок х окуляра, фокусное расстояние ок окуляра связаны следующей зависимостью( 21) 22/ (122 ) 30,0005( ок ) 2 , причем при (-)0 воздушная наклонная пластина расположена в сагиттальном сечении, а при (-)0 - в меридиональном сечении. Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к системам ввода информации в окуляр наблюдательного прибора, в котором необходимо в процессе наблюдения цели одновременно получить информацию о ее дальности, сигналы готовности и другую служебную информацию, обычно вводимую на краю поля зрения окуляра. Наиболее близкой по технической сущности является система ввода изображения в окуляр 1, содержащая блок индикаторов, проекционную систему, состоящую из проекционного объектива и системы сопряжения, окуляр и плоскопараллельную пластину, установленную до или после проекционного объектива с наклоном к оптической оси проекционной системы. Недостатком данной системы является то, что при использовании окуляров с большими угловыми полями зрения, имеющих большие значения остаточных аберраций на краю поля зрения, компенсация которых приводит к существенному увеличению толщины плоскопараллельной пластины, снижается качество изображения, а также невозможно увеличить количество служебной информации. Задачей полезной модели является увеличение количества служебной информации,передаваемой наблюдателю, и повышение качества изображения информации на краю поля зрения. Поставленная задача достигается тем, что в системе ввода изображения в окуляр, содержащей оптически связанные систему индикаторов, элемент совмещения изображений,компенсатор астигматизма, проекционный объектив, систему сопряжения изображений и окуляр, отличающаяся тем, что в качестве элемента совмещения изображений использована трапециевидная призма, у которой основания образуют плоскопараллельную пластину и расположены перпендикулярно оптической оси проекционного объектива, а наклонные боковые грани выполнены зеркальными, система индикаторов содержит три блока индикаторов, два из которых расположены со стороны наклонных зеркальных боковых граней трапециевидной призмы, а третий расположен со стороны большего основания трапециевидной призмы, при этом все блоки индикаторов установлены в плоскости предметов проекционного объектива, компенсатор астигматизма содержит два одинаковых клина, установленных так, что наружные преломляющие поверхности перпендикулярны оптической оси проекционного объектива, а наклонные преломляющие поверхности 2 37772007.08.30 клиньев образуют воздушную наклонную пластину, причем толщинанаклонной воздушной пластины, показатель преломлениястекла клиньев, уголмежду наружной и наклонной преломляющими поверхностями клина, увеличениепроекционного объектива от блока индикаторов до плоскости изображения, сагиттальный отрезококуляра, меридиональный отрезок х окуляра, фокусное расстояние ок окуляра связаны следующей зависимостью( 21) 22/ (122 ) 30,0005( ок ) 2 , причем при (-)0 воздушная наклонная пластина расположена в сагиттальном сечении, а при (х-х)0 - в меридиональном сечении. Системы ввода изображения в окуляр применяются в наблюдательных приборах, когда необходимо в поле зрения окуляра, кроме основного изображения, видеть дополнительную информацию, например измеренную лазерным дальномером дальность, координаты наблюдаемого объекта, световую информацию и т.д. Так как служебная информация обычно располагается на краю поля зрения окуляра, то и полевые аберрации окуляра, такие как астигматизм и кривизна поля на краю поля зрения, должны быть скомпенсированы элементами, обладающими аналогичными аберрациями противоположного знака. Выполнение компенсатора астигматизма в виде двух одинаковых клиньев, наружные поверхности которых перпендикулярны оптической оси проекционного объектива, а наклонные поверхности образуют наклонную воздушную пластину и параметров пластины в соответствии со следующей зависимостью( 21) 22/ (122 ) 30,0005( ок ) 2 , позволяет устранить аберрации окуляра на краю поля зрения при небольшой толщине воздушной наклонной пластины, что приводит к повышению качества изображения информации. При (-)0 плоскости главных сечений клиньев расположены в сагиттальном сечении проекционного объектива, а при (-)0 - в меридиональном. Ориентация расположения воздушной наклонной пластины определяется условием исправления полевой комы окуляра. Использование трапециевидной призмы в качестве элемента совмещения изображения позволяет увеличить количество служебной информации. На фиг. 1 представлена система ввода изображения в окуляр с наклоном воздушной пластины в меридиональном сечении. На фиг. 2 представлена система индикаторов с элементом совмещения изображений. На фиг. 3 представлен вид поля зрения окуляра с введенной информацией. Система ввода изображения в окуляр (фиг. 1) содержит оптически связанные систему индикаторов 1, элемент совмещения изображений 2, компенсатор астигматизма 3, проекционный объектив 4, систему сопряжения изображений, состоящую из коллектива 5 и зеркала 6, и окуляр 7. В качестве проекционного объектива 4 в предлагаемом решении использован объектив типа триплет. Коллектив 5 может быть выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы. Зеркало 6 устанавливается таким образом, чтобы изображение от блока индикаторов разместилось на заданной высоте в передней фокальной плоскости окуляра. Элемент совмещения изображений 2 (фиг. 1, 2) представляет собой трапециевидную призму с основаниями, образующими плоскопараллельную пластину и расположенными перпендикулярно оптической оси проекционного объектива 4 и наклонными боковыми гранями, выполненными зеркальными. Система индикаторов 1 состоит из трех блоков индикаторов 8, 9, 10, два из которых 8,9 расположены со стороны зеркальных наклонных боковых граней трапециевидной призмы 2, а третий блок индикаторов 10 расположен со стороны большего основания трапециевидной призмы 2. Блоки индикаторов устанавливаются в плоскости предметов проек 3 37772007.08.30 ционного объектива 4, совмещение трех изображений позволяет существенно увеличить объем вводимой служебной информации. Блоки индикаторов могут быть цифровыми,знакосинтезирующими, световыми. Компенсатор астигматизма 3 выполнен в виде двух одинаковых клиньев, установленных так, что наружные преломляющие поверхности перпендикулярны оптической оси проекционного объектива 4, а наклонные преломляющие поверхности клиньев образуют воздушную наклонную пластину. Угол клина ограничивается углом полного внутреннего отражения на наклонной поверхности клина с учетом размеров индикаторов и числовой апертуры проекционного объектива. Система ввода изображения в окуляр работает следующим образом элемент совмещения изображений 2 сводит три изображения от блоков индикаторов 8, 9, 10 в одну плоскость предметов для проекционного объектива 4, который переносит это изображение в фокальную плоскость окуляра 7. Коллектив 5 сопрягает выходной зрачок проекционного объектива 4 с входным зрачком окуляра 7. Зеркало 6 направляет изображение от блоков индикаторов 8, 9, 10 в окуляр 7. В предлагаемом решении (см. фиг. 2) блоки индикаторов 8 и 9 выполнены знакосинтезирующими, а блок индикаторов 10 выполнен световым и представляет собой нанесенный на большее основание трапециевидной призмы рисунок в виде прозрачных прямоугольных окон, освещаемых светодиодами. Наблюдаемое при этом в окуляр изображение блока индикаторов представлено на фиг. 3. Размер матрицы индикаторов 2,715 мм. При угле клина 32, изготовленного из стекла марки ТК 21 ГОСТ 3514-94 с показателем преломления 1,655 для рабочей длины волны 0,656 мм, при толщине воздушной наклонной пластины 2 мм, увеличении проекционного объектива-0,35 х можно скомпенсировать астигматизм окуляра с ок 30 мм, равный 1,5 диоптрии, до 0,4 диоптрий, вполне допустимом значении остаточного астигматизма для визуальных систем. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4