RU2047203C1

RU2047203C1 - High-speed binocular system

Info

Publication number: RU2047203C1
Application number: RU93025603A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Бабинцев; Г.Ю. Беляев; Н.Ф. Кощавцев
Original assignee: Специальное конструкторское бюро техники ночного видения Научно-производственного объединения "Орион"
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: observation devices. SUBSTANCE: high-speed binocular system has magnifying glass 1 manufactured in the form of positive meniscus 2 facing object with concavity, thick positive meniscus 3 presenting cemented negative 4 and positive 5 lenses facing object with convexities and biconvex lens 6 and right-angle prism 7 with reflecting faces, optically mating lenses 9 of telescopic checkers 8, flat mirrors 11 with eye-pieces 12. Each eye-piece 12 is fabricated in the form of first negative meniscus 13 facing object with convexity and cemented with biconvex positive lens 14, positive meniscus 15 facing object with convexity and second negative meniscus 16 facing object with convexity. EFFECT: enhanced operational characteristics. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в наблюдательных приборах. The invention relates to optical systems and can be used in monitoring devices.

Известна светосильная бинокулярная система, которая содержит пять линз и призму, с помощью которой можно рассматривать предметы одновременно двумя глазами (авт.св. СССР N 851319, кл. G 02 В 25/00),
Недостатками данной системы являются невысокое увеличение и большой вес.Known fast binocular system, which contains five lenses and a prism, with which you can view objects simultaneously with two eyes (ed. St. USSR N 851319, class G 02 B 25/00),
The disadvantages of this system are the low increase and high weight.

Наиболее близкой к изобретению является светосильная бинокулярная система (Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем, Л.Машиностроение, 1975, с.398). Система выполнена в виде обычного призменного бинокля и содержит последовательно расположенные на одной оптической оси лупу и прямоугольную призму, отражающие грани которой оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками, каждая из которых состоит из объектива, оптически сопряженного через соответствующую отражающую грань прямоугольной призмы, коллектив и плоское зеркало с многокомпонентным окуляром. Closest to the invention is a fast binocular system (Slyusarev G.G. Calculation of optical systems, L.Mashinostroenie, 1975, p. 398). The system is made in the form of ordinary prism binoculars and contains a magnifier and a rectangular prism sequentially located on the same optical axis, the reflecting faces of which are optically coupled to the corresponding telescopic nozzles, each of which consists of a lens optically coupled through the corresponding reflective face of a rectangular prism, a team and a flat mirror with a multicomponent eyepiece.

В данной системе улучшено увеличение за счет исправления сферической хроматической аберрации и комы в рабочей зоне. Однако данная система имеет малый угол поля зрения и небольшой размер выходного зрачка при значительном весе. In this system, the increase is improved due to the correction of spherical chromatic aberration and coma in the working area. However, this system has a small field of view angle and a small exit pupil size with significant weight.

Задачей изобретения является увеличение угла поля зрения и размера выходного зрачка при одновременном снижении веса системы. The objective of the invention is to increase the angle of the field of view and the size of the exit pupil while reducing the weight of the system.

Для этого в светосильной бинокулярной системе, содержащей последовательно расположенные на одной оптической оси лупу и прямоугольную призму, отражающие грани которой оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками, каждая из которых состоит из объектива, оптически сопряженного через соответствующую отражающую грань прямоугольной призмы, коллектив и плоское зеркало с многокомпонентным окуляром, лупа выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска, выполненного в виде склеенных отрицательной и положительной линз, все поверхности которых обращены выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, при этом объективы телескопических насадок выполнены в виде одиночных положительных линз, а каждый многокомпонентный окуляр выполнен в виде первого отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и склеенного с двояковыпуклой линзой, положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и второго отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету. For this, in a fast binocular system containing a magnifying glass and a rectangular prism sequentially located on the same optical axis, the reflecting faces of which are optically coupled to the corresponding telescopic nozzles, each of which consists of a lens optically coupled through the corresponding reflecting face of a rectangular prism, a team and a flat mirror with multicomponent eyepiece, the magnifier is made in the form of a positive meniscus, facing concavity to the subject, a thick positive meniscus, lens in the form of glued negative and positive lenses, all surfaces of which are convex to the object, and a biconvex lens, while the telescopic lenses are made in the form of single positive lenses, and each multicomponent eyepiece is made in the form of the first negative meniscus, convex to the object and glued with a biconvex lens, a positive meniscus convex to the object, and a second negative meniscus facing concavity to the object.

Выбор конструкции отдельных компонентов и их взаимное расположение обеспечивает без ухудшения качества изображения увеличение угла поля зрения и размера выходного зрачка. The choice of the design of the individual components and their relative position ensures without increasing image quality an increase in the angle of view and the size of the exit pupil.

Существенное снижение веса в системе обеспечивается за счет уменьшения массы используемого стекла. Significant weight reduction in the system is ensured by reducing the mass of glass used.

На фиг.1 представлена оптическая система светосильной бинокулярной системы; на фиг.2 и 3 графики ее аберраций. Figure 1 presents the optical system of the fast binocular system; figure 2 and 3 graphs of its aberrations.

Светосильная бинокулярная система содержит последовательно установленные на оптической оси лупу 1, выполненную в виде положительного мениска 2, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска 3, представляющего склеенные отрицательную 4 и положительную 5 линзы, все поверхности которых обращены выпуклостями к предмету, и двояковыпуклой линзы 6, и прямоугольную призму 7, на наружные грани которой нанесено отражающее покрытие и которые оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками 8, каждая из которых состоит из объектива 9, выполненного в виде одиночной положительной линзы и оптически сопряженного через соответствующую грань прямоугольной призмы 7, коллектив 10 и плоское зеркало 11 с многокомпонентным окуляром 12, представляющим собой первый отрицательный мениск 13, обращенный выпуклостями к предмету и склеенный с двояковыпуклой линзой 14, положительный мениск 15, обращенный выпуклостями к предмету, и второй отрицательный мениск 16, обращенный вогнутостями к предмету. The fast binocular system contains a magnifier 1 sequentially mounted on the optical axis, made in the form of a positive meniscus 2 facing concavity to the object, a thick positive meniscus 3 representing glued negative 4 and 5 positive lenses, all surfaces of which are convex to the object, and a biconvex lens 6 , and a rectangular prism 7, on the outer faces of which a reflective coating is applied and which are optically coupled to respective telescopic nozzles 8, each of which x consists of a lens 9 made in the form of a single positive lens and optically conjugated through the corresponding face of a rectangular prism 7, a team 10 and a flat mirror 11 with a multicomponent eyepiece 12, which is the first negative meniscus 13, convex to the object and glued with a biconvex lens 14 , a positive meniscus 15, convex to the subject, and a second negative meniscus 16, concave to the subject.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Свет, излучаемый предметом, в светосильной бинокулярной системе, пройдя через лупу 1 и объективы 9 телескопических насадок 8, делится прямоугольной призмой на два равноценных пучка, которые, пройдя через коллективы 10 телескопических насадок 8, отражаются от плоских зеркал 11 и через окуляры 12 телескопических насадок 8 попадают в глаза наблюдателя. The light emitted by an object in a fast binocular system, passing through a magnifying glass 1 and lenses 9 of telescopic nozzles 8, is divided by a rectangular prism into two equivalent beams, which, passing through groups of 10 telescopic nozzles 8, are reflected from flat mirrors 11 and through eyepieces 12 of telescopic nozzles 8 fall into the eyes of the observer.

Диаметры выходных зрачков системы составляют 13 мм, что исключает необходимость подгонки системы на базе глаз, вследствие чего отпадает необходимость использования дополнительного механизма. В связи с этим упрощается конструкция и, следовательно, снижается вес системы. Кроме того, снижение веса системы по сравнению с прототипом обеспечивается за счет уменьшения массы используемого стекла, в результате чего вес системы по сравнению с прототипом уменьшается в 4-5 раз. The diameter of the exit pupils of the system is 13 mm, which eliminates the need for fitting the system on the basis of the eyes, as a result of which there is no need to use an additional mechanism. In this regard, the design is simplified and, consequently, the weight of the system is reduced. In addition, reducing the weight of the system compared to the prototype is achieved by reducing the mass of glass used, as a result of which the weight of the system compared to the prototype is reduced by 4-5 times.

Из графиков аберраций на фиг.2, 3 видно, что в системе по сравнению с прототипом увеличен угол поля зрения в 3 раза, а размер выходного зрачка в 2 раза при высоком качестве изображения за счет уменьшения аберраций осевого и полевого пучков, рассчитанных с учетом смещения лучей при их прохождении через систему. From the graphs of aberrations in figure 2, 3 shows that in the system compared with the prototype the field of view is increased by 3 times, and the size of the exit pupil by 2 times with high image quality by reducing the aberrations of the axial and field beams calculated taking into account the displacement rays as they pass through the system.

Светосильная бинокулярная система имеет следующие оптические характеристики: Увеличение 10,0^х Линейное поле 18 мм Удаление выходных зрачков 35 мм Диаметры выходных зрачков 13 мм.The fast binocular system has the following optical characteristics: Magnification 10.0 ^x Linear field 18 mm Removal of exit pupils 35 mm Diameters of exit pupils 13 mm.

Claims

A LIGHT BINOCULAR SYSTEM, comprising a magnifier and a rectangular prism sequentially located on the same optical axis, the reflective faces of which are optically coupled to the corresponding telescopic nozzles, each of which consists of a lens optically coupled through the corresponding reflective face of the rectangular prism, a team and a flat mirror with a multi-component eyepiece, characterized in that the magnifier is made in the form of a positive meniscus, facing concavity to the subject, a thick positive a suit made in the form of glued negative and positive lenses, all surfaces of which are convex to the object, and a biconvex lens, while the lenses of the telescopic nozzles are made in the form of single positive lenses, and each multicomponent eyepiece is made in the form of a first negative meniscus convex to the object and glued with a biconvex lens, a positive meniscus convex to the object, and a second negative meniscus facing concavity to the object.