Панкратический окуляр

 

Панкратический окуляр относится к области оптико-электронной техники и может быть использован в приборах ночного видения. Панкратический окуляр содержит два компонента - положительный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и обладающий оптической силой, равной 1,2 - 1,8 оптической силы второго комйонента, выполненного положительным, при этом расстояние от плоскости предмета до первого компонента изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, расстояние между первым и вторым компонентами изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, где F - текущее значение фокусного расстояния панкратического окуляра. Панкратический окуляр позволяет упростить конструкцию прибора ночного видения, уменьшить его габаритные размеры и массу и обеспечить наблюдение с изменяемым увеличением, что облегчает поиск объектов в большом поле зрения, а распознавание их - при большом увеличении прибора. 1 ил., 2 табл.

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

Наиболее близкими по технической сущности являются панкратический окуляр (Л. В. Ключникова, В.В. Ключников "Проектирование оптико-механических приборов: Учебн. пособие для сред. спец. учеб. заведений. Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХНИКА, 1995 г., стр. 91 - 92, рис. 52).

Недостатком этого устройства является большое число оптических элементов, что увеличивает трудоемкость и номенклатуру оснастки при изготовлении окуляра.

Это обусловлено конструктивными особенностями данного устройства, использованием подвижки глазной линзы только для настройки под диоптрийность глаза наблюдается.

Целью настоящего изобретения является уменьшение количества применяемых оптических деталей с сохранением возможности диоптрийной наводки под глаз наблюдателя.

Эта цель достигается тем, что в панкратическом окуляре, содержащем два компонента, первый компонент выполнен из положительной линзы в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, а расстояние от плоскости предмета до первого компонента изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, второй компонент выполнен в виде положительной линзы, при этом расстояние между первым и вторым компонентами также изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, где F - текущее значение фокусного расстояния панкратического окуляра F_min и F_max - минимальное и максимальное значения фокусного расстояния окуляра соответственно.

Конструктивное исполнение варианта панкратического окуляра показано на фиг. 1. Здесь содержатся первый компонент 2 и второй компонент 3. Параметры варианта исполнения панкратического окуляра см. в табл. 1.

Параметры такого панкратического окуляра: - расчетная длина волны - 546 нм; - рабочий спектральный диапазон - (480 - 640) нм; - кратность изменения фокусного расстояния K = 1,83; - фокусное расстояние переменное от F_min = 12 мм до F_max = 22 мм при изменении D2 от 7,6 мм до 0,97 мм, а D4 от 0,5 мм до 22,8 мм соответственно; - диаметр выходного зрачка 4d гл = 6 мм; - удаление выходного зрачка 4t гл = 15 мм; - линейное поле зрения 2y составляет от 7,6 мм при F_min и 12,5 мм при F_max.

Зависимости F от значений D2 и D4 см. в табл. 2.

Принцип действия устройства, заключается в следующем.

Первый компонент 2, компенсирующий астигматизм и кривизну поверхности изображения, устанавливается на расстоянии от плоскости предмета, изменяющемся нелинейно при изменении F от F_min до F_max, и выполнен в виде положительной линзы с оптической силой, равной 1,2 - 1,8 оптической силы второго компонента, причем линза выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к объекту. Второй компонент 3 выполнен в виде положительной линзы, при этом расстояние D4 между первым и вторым компонентами изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, а диоптрийная подвижка осуществляется либо одновременным перемещением обоих компонентов, либо перемещением второго компонента.

Задаваясь критерием качества - величиной полихроматической частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) и учитывая: - толщину защитного стекла 1 экрана ЭОП, равную 1,2 мм; - спектральную эффективность по длинам волн с учетом излучения люминофора экрана и светопропускания панкратического окуляра - 1,0 на длине волны 546 нм, 0,4 на 486 нм, 0,4 на 589 нм;
- пространственную частоту 20 линий/мм, получаем следующие расчетные значения (положение плоскости установки смещено от плоскости Гаусса на минус 0,12 мм):
при F_min = 12 мм
- точка на оси ЧКХ = 52%
- точка поля 3 мм ЧКХм = 30%, ЧКХс = 21%
при F_{текущем} = 17 мм
- точка на оси ЧКХ = 54%
- точка поля 4,5 мм ЧКХм = 9%, ЧКХс = 22%
при F_max = 22 мм
- точка на оси ЧКХ = 54%
- точка поля 4,8 мм ЧКХм = 49%, ЧКХс = 8%
Как видно из расчетов, панкратический окуляр обеспечивает приемлемое качество изображения в диапазоне изменения фокусного расстояния от F_min до F_max.

Положительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в уменьшении количества применяемых оптических деталей, что сокращает номенклатуру технологических процессов и применяемых материалов и уменьшает трудоемкость при изготовлении оптических деталей.

Формула изобретения

Панкратический окуляр, содержащий два компонента, второй из которых положительная линза, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде положительного мениска с оптической силой, равной 1,2 - 1,8 оптической силы второго компонента, и обращен вогнутостью к предмету, расстояние от плоскости предмета до первого компонента изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, расстояние между первым и вторым компонентами также изменяется нелинейно при изменении F от F_min до F_max, где F - текущее значение фокусного расстояния панкратического окуляра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3