RU39207U1

RU39207U1 - PROTECTIVE IRIS FOR OPTICAL INSTRUMENT LENS

Info

Publication number: RU39207U1
Application number: RU2004112399/22U
Authority: RU
Inventors: В.Г. Сидорович
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Подсолнечник Технологии"
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2004-07-20

Abstract

Полезная модель направлена на полное исключение возможности обнаружения оптического прибора и наблюдателя по обратным бликам от оптических элементов прибора, используемого для наблюдения, определения координат или кино - фотосъемки. Указанный технический результат достигается тем, что защитная диафрагма для объектива оптического прибора, содержит область или области, пропускающие оптическое излучение без искажений волнового фронта, и симметричные им относительно центра апертуры объектива область или области, не пропускающие излучение.The utility model is aimed at the complete exclusion of the possibility of detecting an optical device and an observer by back flares from the optical elements of the device used for observation, determination of coordinates, or film photography. The indicated technical result is achieved in that the protective diaphragm for the lens of the optical device contains a region or regions transmitting optical radiation without distortion of the wavefront, and a region or regions symmetrical with respect to the center of the aperture of the lens that do not transmit radiation.

Description

Полезная модель относится к оптике и, в частности к области конструирования оптических приборов.The utility model relates to optics and, in particular, to the field of construction of optical devices.

Известно, что любой оптический прибор, используемый для наблюдения или кино-фотосъемки, дает обратные блики -отражение попадающего на объектив оптического излучения от оптических элементов прибора, которое позволяет определить местонахождение наблюдателя и/или прибора.It is known that any optical device used for observation or film photography gives back flare - the reflection of the optical radiation incident on the lens from the optical elements of the device, which allows you to determine the location of the observer and / or device.

Наиболее яркими и легко обнаруживаемыми являются обратные блики от поверхностей деталей оптического тракта, расположенных в окрестности фокальных плоскостей фокусирующих оптических элементов объектива прибора (стеклянные пластинки с окулярными сетками и визирными крестами, фотоприемные матрицы различной конструкции, и т.д.).The most striking and easily detectable are the back flares from the surfaces of the parts of the optical path located in the vicinity of the focal planes of the focusing optical elements of the lens of the device (glass plates with ocular networks and sighting crosses, photodetector arrays of various designs, etc.).

Для частичного подавления таких обратных бликов можно использовать различные светозащитные бленды, которые, кроме того, снижают помехи в оптико-электронных приборах, обусловленные попаданием прямого или рассеянного солнечного света или других оптических помех, в объектив прибора.To partially suppress such back glare, various light shields can be used, which, in addition, reduce the interference in optoelectronic devices due to direct or diffused sunlight or other optical noise entering the lens of the device.

Бленды обеспечивают частичное подавление обратных бликов за счет следующих факторов. Во-первых, они сужают угловое поле, в пределах которого источники интенсивных оптических помех способны произвести засветку объектива оптического прибора, приводящую к образованию бликов. Во-вторых, они сужают угловое поле, в пределах которого обратные блики, выходящие из объектива, могут беспрепятственно наблюдаться па удалении от прибора.Blends provide partial suppression of back flare due to the following factors. Firstly, they narrow the angular field, within which sources of intense optical noise are able to produce illumination of the lens of the optical device, leading to the formation of glare. Secondly, they narrow the angular field, within which the back glare coming out of the lens can be freely observed at a distance from the device.

Известна оптическая бленда (В.Н.Луканцев, М.П.Колосов "Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах", Москва, "Радио и связь", Рис. 6.3) [1], состоящая из корпуса и плоских внутренних диафрагм, установленных перпендикулярно продольной оси бленды.Known optical lens hood (V.N. Lukantsev, MPKolosov "Methods to combat interference in optoelectronic devices", Moscow, "Radio and communications", Fig. 6.3) [1], consisting of a housing and flat internal diaphragms mounted perpendicular to the longitudinal axis of the lens hood.

Недостатком такой бленды является то, что при заданном коэффициенте ослабления бленды она имеет большие габариты по длине и значительное число диафрагм.The disadvantage of this hood is that for a given attenuation coefficient of the hood, it has large dimensions in length and a significant number of diaphragms.

Известна малогабаритная (по длине) бленда (см. там же рис. 5.7) [2], имеющая в своем составе набор плоских и кольцевых диафрагм и одну коническую, установленную на передней кромке входного отверстия бленды. Недостатком такой бленды является сложность ее конструкции и большие поперечные размеры.A small (in length) hood is known (see also Fig. 5.7) [2], which includes a set of flat and annular diaphragms and one conical mounted on the front edge of the hood inlet. The disadvantage of this hood is the complexity of its design and large transverse dimensions.

Наиболее близким к заявляемому техническим решением является бленда, каждая диафрагма которой выполнена в виде боковой поверхности усеченного конуса, образующая которого составляет с предельным лучом засветки для этой диафрагмы угол в диапазоне 80-110°, а ее рабочая кромка находится на границе поля зрения оптического прибора.The closest to the claimed technical solution is a hood, each diaphragm of which is made in the form of a lateral surface of a truncated cone, the generatrix of which makes an angle in the range of 80-110 ° with the maximum illumination beam for this diaphragm, and its working edge is on the border of the field of view of the optical device.

Рабочая кромка каждой предыдущей диафрагмы бленды (считая от входного отверстия бленды) лежит внутри отрезка прямой, образованного рабочей кромкой последующей диафрагмы и точкой пересечения границы поля зрения оптического прибора с прямой, которая соединяет точку крепления последующей диафрагмы к корпусу бленды с точкой входа лучей засветки (RU 2073903 [3]).The working edge of each previous lens hood diaphragm (counting from the lens hood inlet) lies inside a straight line segment formed by the working edge of the subsequent diaphragm and the point of intersection of the field of view of the optical device with a straight line that connects the attachment point of the next diaphragm to the lens hood with the entry point of the exposure beams (RU 2073903 [3]).

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции и невысокая эффективность, не позволяющая полностью предотвратить возможность обнаружения наблюдателя, использующего тот или иной оптический прибор, по обратным бликам от оптических элементов прибора.A disadvantage of the known technical solution is the design complexity and low efficiency, which does not allow to completely prevent the possibility of detecting an observer using a particular optical device in the inverse glare from the optical elements of the device.

Известно, что детали оптических приборов (окулярные сетки, визирные кресты, средства фиксации изображений, сетчатка глаза и т.п.), находящиеся в фокальной области объектива или в одном из промежуточных фокусов, отражают попадающие на них лучи, которые, выходя из объектива прибора, позволяют обнаружить этот прибор (см. US 6 603 134 [4]). Любые бленды предотвращают обнаружение оптического прибора (и наблюдателя) только в том случае, если обнаружитель (другой наблюдатель или техническое устройство, регистрирующее обратные блики) или источник света, создающий блик, находятся вне поля зрения, ограниченного блендой.It is known that the details of optical instruments (ocular reticles, sight crosses, image fixation means, the retina of the eye, etc.) located in the focal region of the lens or in one of the intermediate foci reflect the rays incident on them, which, leaving the lens of the device , allow you to detect this device (see US 6 603 134 [4]). Any lens hoods prevent the detection of an optical device (and observer) only if the detector (another observer or technical device detecting back flares) or a light source that creates a glare are outside the field of view limited by the hood.

В то же время, обратные блики от деталей оптического тракта, расположенных в окрестности фокальных поверхностей оптических элементов объектива, распространяются точно в направлении источников света, соз-At the same time, back flares from optical path parts located in the vicinity of the focal surfaces of the optical elements of the lens propagate exactly in the direction of the light sources created by

давших эти блики. Если такие естественные или искусственные источники света располагаются в пределах углового поля бленды в окрестности линии визирования, соединяющей объектив оптического прибора и наблюдаемый объект, то блики будут хорошо заметны обнаружителю, расположенному в окрестности этой линии визирования.giving these glare. If such natural or artificial light sources are located within the angular field of the lens hood in the vicinity of the line of sight connecting the lens of the optical device and the observed object, the glare will be clearly visible to the detector located in the vicinity of this line of sight.

Заявляемая в качестве полезной модели защитная диафрагма для объектива оптического прибора направлена на полное исключение возможности обнаружения оптического прибора и наблюдателя по обратным бликам от оптических элементов прибора, используемого для наблюдения, определения координат или кино - фотосъемки.The protective diaphragm declared as a useful model for the objective of an optical device is aimed at completely eliminating the possibility of detecting an optical device and an observer from the flare of the optical elements of the device used for observation, coordinate determination, or film shooting.

Указанный результат достигается тем, что защитная диафрагма для объектива оптического прибора, содержит область или области, пропускающие оптическое излучение без искажений волнового фронта, и симметричные им относительно центра апертуры объектива область или области, не пропускающие излучение.This result is achieved by the fact that the protective diaphragm for the lens of the optical device contains a region or regions transmitting optical radiation without distortion of the wavefront, and a region or regions symmetrical with respect to the center of the aperture of the lens that do not transmit radiation.

Указанный результат достигается также тем, что пропускающая без искажений оптическое излучение область выполнена в виде кругового сектора входной апертуры прибора с углом при вершине, меньшим или равным 180°The indicated result is also achieved by the fact that the transmission region without distortion of optical radiation is made in the form of a circular sector of the input aperture of the device with an angle at the apex less than or equal to 180 °

Указанный результат достигается также тем, что сектор выполнен в виде выреза в пластине из непрозрачного материала.The specified result is also achieved by the fact that the sector is made in the form of a cutout in a plate of opaque material.

Указанный результат достигается также тем, что диафрагма снабжена подвижным элементом с возможностью перекрытия выреза.The specified result is also achieved by the fact that the diaphragm is equipped with a movable element with the possibility of overlapping the cutout.

Указанный результат достигается также тем, что сектор выполнен из оптически прозрачного материала с полированными плоскими, параллельными друг другу, передней и задней поверхностями.The indicated result is also achieved by the fact that the sector is made of optically transparent material with polished flat, parallel to each other, front and rear surfaces.

Указанный результат достигается также тем, что поверхности оптически прозрачного материала выполнены с покрытием, препятствующим отражению оптического излучения.The specified result is also achieved by the fact that the surface of the optically transparent material is made with a coating that prevents the reflection of optical radiation.

Указанный результат достигается также тем, что пропускающие и не пропускающие излучение области выполнены в виде полуколец и круговых секторов.The indicated result is also achieved by the fact that the transmission and non-transmission areas are made in the form of half rings and circular sectors.

Указанный результат достигается также тем, что области, не пропускающие излучение, выполнены в виде наклеиваемой на поверхность входной линзы объектива непрозрачной пленки.The indicated result is also achieved by the fact that the areas that do not transmit radiation are made in the form of an opaque film adhered to the surface of the input lens of the lens.

Указанный результат достигается также тем, что диафрагма выполнена в виде нанесенного на поверхность входной линзы объектива рисунка из непрозрачной краскиThe indicated result is also achieved by the fact that the diaphragm is made in the form of an opaque paint applied to the surface of the input lens of the lens

Выполнение защитной диафрагмы для объектива оптического прибора, содержащей область или области, пропускающие оптическое излучение без искажений волнового фронта, и симметричные им относительно центра апертуры объектива область или области, не пропускающие излучение, позволяет обеспечить полное предотвращение возможности обнаружения используемых для наблюдения приборов по обратным бликам от их оптических деталей. Действительно, любой луч, прошедший в объектив, под небольшим углом к его оптической оси, отражается от деталей оптических приборов, находящихся в фокусе объектива, симметрично относительно оси объектива. И если на пути отраженного луча поставить непрозрачную преграду, то он не выйдет за пределы оптического прибора.The implementation of a protective diaphragm for the lens of an optical device containing a region or regions that transmit optical radiation without distortion of the wavefront, and symmetrical to them relative to the center of the aperture of the lens, the region or regions that do not transmit radiation, can completely prevent detection of the devices used for observation by reverse glare from their optical details. Indeed, any ray that passes into the lens at a slight angle to its optical axis is reflected from the details of the optical instruments in the focus of the lens symmetrically with respect to the axis of the lens. And if an opaque barrier is placed in the path of the reflected beam, then it will not go beyond the limits of the optical device.

Поэтому, если каждой прозрачной области диафрагмы будет соответствовать непрозрачная, симметричная ей относительно центра апертуры объектива, то все лучи, которые пройдут в объектив через прозрачную область будут задержаны непрозрачной областью (см. фиг.1).Therefore, if each transparent area of the diaphragm corresponds to an opaque, symmetrical to it relative to the center of the lens aperture, then all the rays that pass into the lens through the transparent area will be delayed by the opaque area (see figure 1).

Для того, чтобы все прошедшие в объектив лучи при их отражении внутри оптического тракта попали на непрозрачную область диафрагмы, пропускающая без искажений оптическое излучение область может быть выполнена в виде кругового сектора входной апертуры прибора с углом при вершине, меньшим или равным 180°. В этом случае каждой точке прозрачной области соответствует симметричная ей относительно центра апертуры объектива точка непрозрачного сектора диафрагмы, дополнительного к прозрачному сектору.In order to ensure that all rays transmitted into the lens when they are reflected inside the optical path fall into the opaque region of the diaphragm, the region that passes optical radiation without distortion can be made in the form of a circular sector of the input aperture of the device with an apex angle of less than or equal to 180 °. In this case, each point of the transparent region corresponds to a point of the opaque sector of the diaphragm, which is complementary to the transparent sector, symmetrical to it with respect to the center of the aperture of the lens.

Наиболее простым представляется выполнение кругового сектора в виде выреза в пластине из непрозрачного материала, устанавливаемой перед объективом или закрепляемой на оправе объектива. Если диафрагму снабдить подвижным элементом с возможностью перекрытия этого выреза, то она будет выполнять еще и функцию защитного колпачка для объектива.The simplest is the execution of a circular sector in the form of a cutout in a plate of opaque material, mounted in front of the lens or mounted on the lens barrel. If the diaphragm is equipped with a movable element with the possibility of overlapping this cut-out, then it will also fulfill the function of a protective cap for the lens.

В частных случаях, когда упоминаемый сектор выполнен из оптически прозрачного материала, целесообразно изготавливать его с полированными плоскими, параллельными друг другу, передней и задней поверхностями. Тогда прозрачная область диафрагмы не будет вносить оптических искажений в формируемое объективом изображение.In special cases, when the mentioned sector is made of optically transparent material, it is advisable to produce it with polished flat, parallel to each other, front and rear surfaces. Then the transparent area of the diaphragm will not introduce optical distortion into the image formed by the lens.

Антиотражающее покрытие на поверхностях оптически прозрачного материала полезно для снижения потерь света в оптической системе, кроме того, оно ослабляет зеркальные блики от полированных поверхностей диафрагмы. Выполнение пропускающих и не пропускающих излучение областей в виде полуколец и круговых секторов обеспечивает более мелкую фрагментацию прозрачных и непрозрачных областей апертуры объектива и позволяет вести наблюдение в том случае, когда часть этой апертуры перекрыта какой-либо преградой, расположенной вблизи оптического прибора.An antireflection coating on the surfaces of an optically transparent material is useful for reducing light loss in the optical system, in addition, it attenuates specular reflections from polished diaphragm surfaces. The implementation of transmission and non-transmission areas in the form of half rings and circular sectors provides a finer fragmentation of the transparent and opaque areas of the lens aperture and allows observation when part of this aperture is blocked by some obstacle located near the optical device.

Сущность заявляемой диафрагмы поясняется примерами ее реализации и чертежами. На фиг.1 показаны схемы прохождения светового луча при отсутствии диафрагмы (а) и при ее наличии - (б); на фиг.2 (а, б) - различные варианты реализации диафрагмы (показан вид диафрагмы в пределах апертуры объектива).The essence of the claimed diaphragm is illustrated by examples of its implementation and drawings. Figure 1 shows the passage of a light beam in the absence of aperture (a) and in its presence - (b); figure 2 (a, b) - various embodiments of the diaphragm (shows a view of the diaphragm within the aperture of the lens).

Перед входным зрачком объектива 1 любого оптического прибора, содержащего находящиеся в фокусе окулярные сетки, визирные кресты, средства фиксации изображений 2, устанавливается защитная диафрагма 3, содержащая области 4, пропускающие оптическое излучение без искажений волнового фронта, и симметричные им относительно центра апертуры объектива области 5, не пропускающие излучение.Before the entrance pupil of the lens 1 of any optical device containing ocular grids in focus, sight crosses, image capturing means 2, a protective diaphragm 3 is installed, containing regions 4 that transmit optical radiation without distortion of the wavefront, and regions 5 symmetrical with respect to the center of the lens aperture not transmitting radiation.

Защитная диафрагма может быть выполнена из любого подходящего непрозрачного конструктивного материала. Например, из пластика или металла, в котором в нужных местах выполнены соответствующие вырезы. При этом, диафрагма может быть выполнена в виде надеваемого на оправу объектива колпачка и в частных случаях снабжаться подвижным элементом, который, по мере необходимости, открывает или перекрывает упомянутые вырезы (на чертежах не показано ввиду широкой известности таких конструктивных решений).The protective diaphragm may be made of any suitable opaque structural material. For example, from plastic or metal, in which corresponding cutouts are made in the right places. At the same time, the diaphragm can be made in the form of a cap placed on the lens barrel and in particular cases can be equipped with a movable element, which, as necessary, opens or closes the said cutouts (not shown in the drawings due to the wide popularity of such design solutions).

Диафрагма может быть выполнена в виде стеклянной плоскопараллельной пластины с нанесенным на ней непрозрачной краской рисунком, ко-The diaphragm can be made in the form of a glass plane parallel plate with an opaque pattern applied on it, which

торая, как используемые в фото-, кинотехнике светофильтры, надевается на оправу объектива. Кроме того, диафрагма может быть выполнена в виде наклеиваемой на поверхность входной линзы объектива прозрачной пленки с нанесенным на ней непрозрачной краской рисунком, в виде наклеиваемой на поверхность входной линзы объектива фрагментов непрозрачной пленки или даже в виде рисунка, нанесенного непосредственно на поверхность объектива. Рисунок может быть выполнен из графических элементов различной формы с соблюдением условий, изложенных в первом пункте формулы полезной модели. Наиболее простым представляется выполнение такого рисунка в виде кругового сектора (фиг.2,а) или в виде полуколец и кругового сектора (фиг.2,б)which, like the filters used in photo and film technology, is worn on the lens barrel. In addition, the diaphragm can be made in the form of a transparent film glued to the surface of the input lens of the lens with an opaque paint applied to it, in the form of fragments of an opaque film glued to the surface of the input lens of the lens, or even in the form of a pattern deposited directly on the surface of the lens. The drawing can be made of graphic elements of various shapes subject to the conditions set forth in the first paragraph of the utility model formula. The simplest seems to be the implementation of such a pattern in the form of a circular sector (figure 2, a) or in the form of half rings and a circular sector (figure 2, b)

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Лучи света, направленные на объектив 1 под небольшим углом к его оптической оси, проходят в него только через прозрачные области 4 диафрагмы 3 и фокусируются на окулярные сетки, визирные кресты, средства фиксации изображений 2 от которых отражаются в соответствии с законами геометрической оптики симметрично оптической оси объектива. Вследствие этого, при выходе из объектива они попадут на непрозрачные области, расположенные симметрично прозрачным областям относительно центра его апертуры и не выйдут за пределы диафрагмы. Таким образом, обнаружитель не увидит никакого блика, где бы он не находился относительно наблюдателя.The proposed device operates as follows. Rays of light directed at the lens 1 at a small angle to its optical axis pass through it only through the transparent regions 4 of the diaphragm 3 and focus on ocular grids, sight crosses, image fixing means 2 from which are reflected symmetrically to the optical axis in accordance with the laws of geometric optics the lens. As a result of this, upon exiting the lens, they will fall onto opaque regions located symmetrically to the transparent regions relative to the center of its aperture and will not go beyond the diaphragm. Thus, the detector will not see any glare, wherever it is relative to the observer.

Claims

1. A protective diaphragm for an objective of an optical device, comprising a region or regions transmitting optical radiation without distortion of the wavefront, and a region or regions symmetrical to the center of the aperture of the lens and not transmitting radiation.

2. The diaphragm according to claim 1, characterized in that the transmission region without distortion of optical radiation is made in the form of a circular sector of the input aperture of the device with an angle at the apex less than or equal to 180 °.

3. The diaphragm according to claim 2, characterized in that the sector is made in the form of a cutout in a plate of opaque material.

4. The diaphragm according to claim 3, characterized in that it is equipped with a movable element with the possibility of overlapping the cutout.

5. The diaphragm according to claim 2, characterized in that the sector is made of optically transparent material with polished flat, parallel to each other, front and rear surfaces.

6. The diaphragm according to claim 5, characterized in that the surface of the optically transparent material is made with a coating that impedes the reflection of optical radiation.

7. The diaphragm according to claim 1, characterized in that the transmission and non-transmission areas are made in the form of half rings and circular sectors.

8. The diaphragm according to claim 1, characterized in that the areas that do not transmit radiation are made in the form of an opaque film adhered to the surface of the input lens of the lens.

9. The diaphragm according to claim 1, characterized in that it is made in the form of an opaque paint applied to the surface of the input lens of the lens.