SU930196A1 - Призма дл вращени изображени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к оптическим устройствам, используемым дл  вращени  или компенсации apaeieни  изображени  в визуальных приборах .

Известна призма Дове, предназначенна  дл  вращени  изображени , выполненна  в виде монолитного блока, главное сечение которой представл ет равнобочную трапецию, с углом наклона боковых граней к основанию 5. Вращение призмы осуществл етс  вокруг оси, параллельной основанию и совпадающей с осью пучка fu

Недостатками указанной призмы  вл ютс  большие вес и габарит вдоль оси вращени , а также больша  стоимость призмы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  призма дл  вращени  изображени , устанавливаема  с возможностью поворота вокруг оси, совпадаюцей с осью пучка, выполненна 

В виде трехгранной призмы, две грани которой расположены под углом полного внутреннего отражени  по отношению к падающему на них с внутренней стороны пучку лучей, а треть  грань расположена параллельно оси пучка 2.

Недостатком известной призмы  вл ютс  большие вес и габарит вдоль оси вращени , обусловленные неоптимальным выбором угла между входной и выходной гран ми.

Кроме того, призма виньетирует наклрнные лучи пучка, поскольку полное внутреннее отражение выполн етс  только дл  пучка, параллельного оси вращени  приз1«1.

Цель изображени  - минимизаци  веса и габарита вдоль оси вращени  и устранение виньетировани  наклонных лучей в пределах пол  зрени  призмы.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в призме дл  враи1ени  изображени , установленной с возможностью поворота вокруг оси, соепадащей с осью пучка, выполненной в виде трехгранной призмы, две грани которой расположены под углом полного внутреннего отражени  по отношению к падающему на них с внутренней стороны лучей,а треть  грань расположена параллельно оси пучка, ее входна  часть и выходна  грани расположены параллельно полевому лучу пос ле его полного внутреннего отражени  на этих гран х, угол между кото рыми определ етс  из выражени  2.,831-Уу,353-(п-.,597)Ч:рал, а ,653+0,0257 5, где п - показатель преломлени  стек ла призмы, -(0-7) град - половина угла пол  зрени  призмы. На фиГо изображено главное сече ние призмы дл  вращени  изображени  располох енной в пучке с полем зрени  2, на фиг.2 - графоаналитический способ. Необходимым условием дл  работы призмы и минимизации ее габарита вдоль оси вращени   вл етс  одновре менное выполнение как услови  полно го внутреннего отражени  дл  луча так и услови  параллельности луча 2 после его отражени  от выходной гран Из фиг.1 следует /( 2.2с :где 20 - угол.при вершине призмы. Принима  во внимание , что i у должен быть равен углу полного вну реннего отражени , а также с учето закона преломлени  на входной гран призмы и после некоторых преобразо НИИ, уравнение полного внутреннего отражени  дл  луча 1 имеет вид sinR+e)+cosaaf J Z г k. 1 sm/l oL Дл  получени  минимального габа рита призмы вдоль оси вращени  нео ходимо, чтобы луч 2, имеюи4ий минимальный угол падени , на входную J грань i после первого отражени  J, шел параллельно входной грани приз мы, т.е: Дл  луча 2 получить выраж ние | :Зо1-1-, Учитыва  закон прелог лени  на входной грани и то, что И о -g. 4 условие минимизации габарита призмы вдоль оси вращени  примет вид sin(c/-f), V osr -- (2) Одновременное выполнение услови  полного внутреннего отражени  и услови  минимизации габарита призмы вдоль оси вращени  должно описыватьс  математическим выражением,  вл ющимс  результатом совместного решени  (1) и (2). Поскольку последнее, ввиду слокности приведени  его к виду (n,8), дает не вную зависимость угла о от п и , был использован графоаналитический способ, проиллюстрированный на фиг.2. На фиг.2 группы кривых 3 и , полученные соответственно на основании уравнений (1) и (2), показывают зависимость угла при вершине призмы 2о от показател  преломлени  стекла п при фиксированных значени х угла пол  зрени  призмы. Точки пересечени  семейств кривых 3 и l, соответствукхиие одинаковым 5 уточн лись аналитически по методу итераций с целью определени  точного значени  показател  преломлени  п, при котором дл  фиксированного yi- ла пол  зрени  формулы (1) и (2) давали бы одинаковое значение угла при вершине призмы. По найденным таким образом значени м п дл  всех была определена зависимость (f,), котора  аппроксимируетс  линейной зависимостью ,653 0,02576 (3) где & - половина угла пол  зрени  призмы в градусах. Крива  5, проход ща  через точки пересечени  графиков 3 и 4 при одних и тех же значени х с точностью до третьего знака, аппроксимируетс  дугой окружности, имею1цей после преобразовани  вид ,83H9,353-(n-2,597), W где 2oL - угол между входной и выходной гран ми в радианах; п - показатель преломлени  стекла призмы, определ емый выражением (З). Таким образом, призма дл  вращени  изображени , удовлетвор юща  выражению (), имеет минимальные вес и габарит вдоль оси вращени , а также позвол ет пропустить без виньетировани  световой пучок в пределах своего пол  зрени , что позвол ет при изготовлении снизить материалоемкость и стоимость призм, особенно дл  серийно выпускаемых приборов.

Claims (2)

1.Справочник конструктора оптикомеханических приборов под ред. Круггера М.Я. Л., Машиностроение, 1967, с.227.

2.Авторское свидетельство СССР № 13872, кл. G 02 В 5/0, 19.08,65 (прототип).