Оптична система двоканального коллиматорного індикатора

 

Винахід відноситься до галузі оптичного приладобудування, а саме входить до групи авіаційних оптико-электроннних приладів авіаційним коллиматорним індикаторами на лобовому склі (ІЛС), і призначений для використання в бортових навігаційних системах літальних апаратів, а також в якості вузла коллиматорного індикатора в системах візування.

Серед відомих технічних рішень побудови оптичної системи індикації знак-символ пілотажної і навігаційної інформації найбільш близьким до пропонованого пристрою є індикатор коліматорний ширококутний (патент RU 2358304, МПК G02B 27/18, G02B 27/01, опубл. 10.06.2009 р.). Даний індикатор містить електронно-променеву трубку (ЕПТ), двокомпонентний об'єктив, між компонентами якого розташоване плоске отражательное дзеркало, изламивающее оптичну вісь, і двокомпонентне напівпрозоре похиле дзеркало. Перший компонент виконаний з першою негативною, другий позитивної і третьої плосковипуклой лінз. Другий компонент - четверта позитивна лінза - меніск, звернений увігнутістю до дзеркала, опукла поверхня якого виконана параболічної. Між другою і третьою лінзами розміщена плоскопаробращенную нижнім кінцем до ЕПТ. Під пластиною розташовані п'ята позитивна лінза, прямокутна призма з відбивною гипотенузной гранню, шоста позитивна лінза, сьома опукло-плоска лінза, на плоскій поверхні якої нанесено індикаторна сітка, розташована у фокальній площині додаткового каналу індикатора, що складається з шостої лінзи, прямокутної призми, п'ятої лінзи, нижньої частини плоскопараллельной пластини, третьої лінзи, відбивного дзеркала і четвертої лінзи. За сьомий лінзою опуклістю до неї розташовані плоско-опукла восьма лінза, дві освітлювальні лампи і сферичне дзеркало. Оптична система даного індикатора містить два роздільних каналу передачі інформації на двокомпонентне напівпрозоре дзеркало: основний канал для передачі інформації з екрана ЕПТ, додатковий - для передачі зображення індикаторної сітки. Фокусна відстань об'єктиву основного каналу f=157,8 мм, фокусна відстань додаткового каналу сіткиf'=115,9 мм, відстань між компонентами об'єктива d=137,8 мм.

Завданням заявленого винаходу є створення двоканальної оптичної системи ін�енной масою, зменшеними габаритами.

Технічним рішенням завдання є оптична система двоканального коллиматорного індикатора, що містить послідовно встановлені по ходу променів блок індикації, що включає в себе дисплей ЕПТ, фільтр-светоделитель і індикаторну сітку, двокомпонентний коллимирующий об'єктив, перший компонент якого розташований на одній осі з ЕПТ і відокремлений від другого компонента об'єктива оптичним елементом, розташованим під нахилом до осі ЕПТ і изламивающим оптичну вісь, і розташований над об'єктивом двокомпонентний відбивач.

Технічний результат обумовлений особливостями оптичної системи двоканального коллиматорного індикатора, до яких відносяться:

1. Використання в якості додаткового джерела інформації індикаторної сітки, виконаної зі скла у вигляді підсвічується додатковим джерелом світла прозорою плоскопараллельной пластини із зображенням, нанесеним за допомогою світлорозсіювальних штрихів, від яких світло відбивається в сторону фільтра-светоделителя.

2. Розміщення на загальній оптичної осі двох джерел інформації: КІНЕСКОПНІ і індикаторної сітки, формують два канали передачі незалежні�оллимирующий об'єктив на двокомпонентний відбивач, і додаткового - від індикаторної сітки на фільтр-светоделитель і від нього через індикаторну сітку, двокомпонентний коллимирующий об'єктив на двокомпонентний відбивач.

3. Розміщення на загальній оптичної осі перпендикулярно до оптичної осі ЕПТ фільтра-светоделителя, виконаного у вигляді пласкопаралельної дихроїчного дзеркала з поверхнею, що відбиває А, яке пропускає світловий потік від дисплея ЕПТ і відбиває світловий потік від індикаторної сітки в напрямку двокомпонентного коллимирующего об'єктива, що забезпечує поєднання основного і додаткового каналів передачі незалежної інформації від ЕЛТ та індикаторної сітки.

4. Склад двокомпонентного коллимирующего об'єктива:

a. перший компонент об'єктива, виконаний у вигляді позитивної лінзи з показником заломлення n1і фокусною відстаннюf1';

b. другий компонент об'єктива, що складається з першої позитивної лінзи з показником заломлення n2і фокусною відстаннюf2', другою негативною чи�/mo>, третьої позитивної лінзи з показником заломлення n4і фокусною відстаннюf4';

c. изламивающий оптичну вісь об'єктива оптичний елемент, розташований між першим та другим компонентами об'єктива і виконаний у вигляді плоского відображає дзеркала, нахильного до осі ЕПТ.

5. Матеріал лінз коллимирующего об'єктива - всі лінзи другого компонента об'єктива виготовлені з скла різних марок, причому коефіцієнт дисперсії νCпершою і третьою лінз задовольняє умові 50<νC<70, що в 2÷2,5 рази більше коефіцієнта дисперсії матеріалу другої лінзи. Показники заломлення лінз об'єктива знаходяться в наступних співвідношеннях:

n3>n1>n2>n4,

де n1, n2, n3, n4- показники заломлення першої позитивної лінзи першого компонента об'єктива, першою позитивною, другою негативною і третьої позитивної лінз другого компонента об'єктива відповідно.

6. Фокусні відстані лінз двокомпонентного коллимирующего об'єктива, що знаходяться в наступних соомп>0,9)fпроб',

f2'=(1,3÷1,5)fпроб',

f3'=(1÷1,5)fпроб',

f4'=(1÷1,5)fпроб',

деfпроб',f1',f2',f3',f4'

7. Фокусна відстань двокомпонентного коллимирующего об'єктиваfпроб'і відстань між першим та другим компонентами об'єктива d знаходяться в наступному співвідношенні:

fпроб'>d>0,8fпроб',

d=d1+d2,

де d1, d2- відстань між першим компонентом об'єктива і изламивающим оптичну вісь дзеркалом; між изламивающим оптичну вісь дзеркалом і другим компонентом об'єктива відповідно.

8. Двокомпонентний відбивач, що складається з двох напівпрозорих дзеркал, розташованих паралельно один до одного і під кутом α до оптичної осі другого компонента коллимирующего об'єктива індикатора.

Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому представлена оптична схема системи двухканальноТ 1, фільтр-светоделитель 2, індикаторна сітка 3, перший компонент двокомпонентного коллимирующего об'єктива, що складається з позитивної лінзи 4, встановлене похило до оптичної осі ЕПТ 1 изламивающее оптичну вісь дзеркало 5, над яким розміщено другий компонент об'єктива, що складається з послідовно встановлених першої позитивної лінзи 6, другою негативною лінзи 7, третьої позитивної лінзи 8, і двокомпонентний відбивач, що складається з встановлених похило до оптичної осі другого компонента двокомпонентного об'єктива дзеркала 9 і дзеркала 10.

Принцип дії оптичної системи двоканального коллиматорного індикатора полягає в наступному. Світловий потік основного каналу від сформованого на дисплеї ЕПТ 1 зображення проходить послідовно через фільтр-светоделитель 2, індикаторну сітку 3, лінзу 4, змінює свій напрямок похилим дзеркалом 5, проходить через лінзи 6, 7, 8 і за допомогою напівпрозорих відбивачів 9, 10 накладається на світловий потік з навколишнього простору і відображається в напрямку спостерігача. При включенні додаткового каналу світловий потік від додаткового джерела, проходячи через бічну поверхню індикаторної сітки 3, оверхности А фільтра-светоделителя 2 і далі спільно зі світловим потоком основного каналу проходить через лінзу 4, змінює свій напрямок похилим дзеркалом 5, проходить через лінзи 6, 7, 8, за допомогою напівпрозорих відбивачів 9, 10 накладається на світловий потік з навколишнього простору і відображається в напрямку спостерігача, який бачить через відбивачі 9, 10 навколишній простір і відбите від компонентів 9, 10 суміщені зображення з дисплея ЕПТ 1 і індикаторної сітки, віддалені в нескінченність.

Результатом реалізації заявленого технічного рішення є оптична система двоканального коллиматорного індикатора з суміщеними основним і додатковим каналами передачі інформації, що має:

1) конструктивні параметри, наведені в таблиці:

2) технічні характеристики:

- загальне поле зору двоканального коллиматорного індикатора ⌀ 24,5°;

- миттєве поле зору двоканального коллиматорного індикатора 12°×18°;

- фокусна відстань основного каналу передачі інформації від дисплея ЕПТf'=128,14 мм;

- фокусна відстань додаткового каналу передачі інформації від індикаторної сіткиf1+d2=52+58=110 мм;

- довжина двокомпонентного коллимирующего об'єктива L=L1+L2=65,3+102,2=167,5 мм.

На відміну від прототипу в заявлене технічне рішення виконання індикаторної сітки у вигляді прозорої плоскопараллельной пластини із зображенням, нанесеним на одну з поверхонь за допомогою світлорозсіювальних штрихів, світло від яких відображається в сторону фільтра-светоделителя, і розміщення на загальній оптичної осі між ЕПТ і індикаторної сіткою фільтра-светоделителя, виконаного у вигляді пласкопаралельної дихроїчного дзеркала, пропускає світловий потік від дисплея ЕПТ і відбиває світловий потік від індикаторної сітки, забезпечують поєднання основного і додаткового каналів передачі незалежної інформації від ЕЛТ та індикаторної сітки, що обумовлює скорочення кількості оптичних деталей, формують основний і додатковий канали, спрощує конструкцію оптичної системи двоканального коллиматорного індикатора, зменшує її масогабаритні параметри.

На відміну від прототипу в заявленому технічному рішенні склад двокомпонентного коллимирующего об'єктива, в який входять перший компонент - позитивна лінза, изламивающЂорой негативною лінзи, третій позитивної лінзи, вибраний матеріал лінз об'єктиву, що характеризується певним показником заломлення nCі коефіцієнтом дисперсії νCгеометричні параметри оптичних деталей об'єктива, а також параметри, що характеризують взаємне розташування складових елементів об'єктива, обумовлюють скорочення кількості оптичних деталей об'єктива, спрощують його конструкцію, скорочують відстань між компонентами об'єктива d, його довжину L, і, відповідно, зменшують масогабаритні параметри оптичної системи двоканального коллиматорного індикатора в цілому.

Конструктивні параметри запропонованого технічного рішення використовується в серійно випускаються двоканальних ширококутних коліматорних індикаторах. Їх технічні характеристики, зазначені у заявленому винаході, повністю відповідають функціональним вимогам і призначенням коліматорних індикаторних пристроїв.

1. Оптична система двоканального коллиматорного індикатора, що містить послідовно встановлені по ходу променів блок індикації, що включає в себе ЕПТ, фільтр-светоделитель і індикаторну сітку, двокомпонентний коллимирующий об'єктив і расположеннийя тим, що в блоці індикації на загальній оптичної осі перпендикулярно до оптичної осі ЕПТ розміщені індикаторна сітка, виконана у вигляді підсвічується додатковим джерелом світла прозорою плоскопараллельной пластини із зображенням, нанесеним за допомогою світлорозсіювальних штрихів, від яких світло відбивається в сторону фільтра-светоделителя, і фільтр-светоделитель, виконаний у вигляді пласкопаралельної дихроїчного дзеркала, яке пропускає світловий потік від дисплея ЕПТ і відбиває світловий потік від індикаторної сітки в напрямку коллимирующего об'єктива, що забезпечують поєднання основного каналу передачі інформації від дисплея ЕПТ через фільтр-светоделитель, індикаторну сітку, коллимирующий об'єктив на двокомпонентний відбивач і додаткового каналу передачі інформації від індикаторної сітки на фільтр-светоделитель і від нього через індикаторну сітку, коллимирующий об'єктив на двокомпонентний відбивач, при цьому до складу двокомпонентного коллимирующего об'єктива входять послідовно встановлені перший компонент, що складається з позитивної лінзи, изламивающий оптичну вісь об'єктива оптичний елемент, який виконаний у вигляді похилого до осиицательной і третьої позитивної лінз, при цьому всі лінзи другого компонента об'єктива виготовлені з скла різних марок, причому коефіцієнт дисперсії νCпершою і третьою лінз задовольняє умові 50<νC<70, що в 2÷2,5 рази більше коефіцієнта дисперсії матеріалу другої лінзи, показники заломлення першої позитивної лінзи n1першого компонента об'єктива, першої позитивної n2, другою негативною n3і третій позитивної лінз n4другого компонента об'єктива знаходяться в співвідношенні n3>n1>n2>n4, фокусні відстані лінз двокомпонентного коллимирующего об'єктива знаходяться у співвідношеннях:
,
,
,
,
де- фокусні відстані двокомпонентного коллимирующего об'єктива, першої позитивної лінзи першого компонента об'єктива, першою позитивною, другою негативною і третьої позитивної лінз другого компонента об'єктива відповідно, а фокусна відстань двокомпонентного коллимирутся у співвідношенні:
,
d=d1+d2,
де d1, d2- відстань між першим компонентом об'єктива і изламивающим оптичну вісь дзеркалом, між изламивающим оптичну вісь дзеркалом і другим компонентом об'єктива відповідно.

2. Оптична система двоканального коллиматорного індикатора за п. 1, яка відрізняється тим, що фокусна відстань основного каналу=128,14 мм, фокусна відстань додаткового каналу=128,33 мм, довжина двокомпонентного коллимирующего об'єктива L=167,5 мм, а відстань між його компонентами d=l10 мм.



 

Схожі патенти:

Проекційна оптична система

Винахід може бути використано в портативних проекційних пристроях побутового і промислового призначення. Оптична система збільшує зображення, сформоване модулятором зображення, і проектує його на екран. Оптична система включає лінзову оптичну систему, що складається з, щонайменше, однієї лінзи з позитивною оптичною силою, що має єдину оптичну вісь і формує практично паралельні пучки променів, що виходять з модулятора зображення, апертурную діафрагму, розташовану поблизу задній фокальній площині лінзової оптичної системи, катадиоптрическую оптичну систему, що складається з увігнутого дзеркала і, щонайменше, однієї лінзи, що має єдину оптичну вісь і формуючу проміжне зображення перед увігнутим дзеркалом. Виконуються співвідношення: 0.1 ≤ | f 2 ' / f 1 ' | ≤ 1000, 4 ≤ β M / β L ≤ 25 , Θ1>20°, де f 1 ' - фокусна відстань лінзової оптичної системи; f 2 ' - фокусна відстань катадиоптрической системи, βM - збільшення увігнутого дзеркала; βL - збільшення системи, що включає всі лінзи; Θ1 - найменший кут падіння променя на екран. Технічний результат - зменшення розмірів компонентів, покращення якості зображення і підвищення комфорту за с�

Компактний віртуальний дисплей

Винахід відноситься до оптики, а більш конкретно до пристроїв для одержання оптичного збільшення зображень, і може знайти застосування в конструюванні малогабаритних приладів, наприклад, розміщуються на голові або шоломі оператора

Пристрій відображення візуальної інформації на лобовому склі транспортного засобу

Винахід відноситься до оптичної техніки і може бути використане на транспортних засобах, зокрема, автомобілях для відображення подорожній, навігаційної інформації, а також інформації про стан транспортного засобу в поле прямого зору водія

Оптична проекційна система

Винахід відноситься до галузі оптики, а саме до оптичним проекційним систем, і може застосовуватися в стаціонарних пристроях відображення або проекторах, відомих як "WMD" (wall mounted device)

Коллиматорная індикаторна система

Винахід відноситься до техніки проекційних систем відображення польотної інформації і може бути використано переважно для кабінного базування на повітряних суднах

Індикатор коліматорний ширококутний

Винахід відноситься до оптичного приладобудування, конкретніше - до авіаційних оптико-электроннним приладів - до коллиматорним авіаційним індикаторами (або інакше індикатори на лобовому склі - ІЛС) і призначений для використання в коліматорних прицілах літаків і вертольотів

Індикатор коліматорний ширококутний

Винахід відноситься до оптичного приладобудування, конкретніше до авіаційних оптико-электроннним приладів - до коллиматорним авіаційним індикаторами - КАЇ (або інакше індикатори на лобовому склі - ІЛС) і призначений для використання в коліматорних прицілах літаків і вертольотів

Пристрій для формування голографічних зображень

Винахід відноситься до оптичного пристрою для формування і спостереження динамічних і статичних тривимірних зображень типи голограм, що містить, принаймні, один лазерне джерело випромінювання, щонайменше, один світловод і голографічні оптичні елементи, розташовані на поверхні світловода. Також пристрій додатково містить просторовий модулятор світла, виконаний з можливістю формування цифрового голограми, і один голографічний оптичний елемент для виводу випромінювання з світловода. Причому зазначений елемент виконаний з можливістю компенсації дефектів ока за рахунок компенсації форми хвильового фронту, що проходить через зазначений голографічний оптичний елемент. Технічний результат - відновлення тривимірного зображення предмета, синтезованого за допомогою програмно-апаратних засобів, спостереження якого аметропическим оком повинно бути ідентично спостереження реальних об'ємних об'єктів эмметропическим оком. 3 н. і 15 з.п. ф-ли, 12 іл.

Система формування зображення

Система може бути використана при створенні оптичних систем нашоломних дисплеїв, наприклад, для індивідуальної екіпіровки бійця. Система містить перший компонент - комбинер, встановлений під кутом до оптичної осі системи, другий компонент, що містить першу двовипуклу лінзу і другу опукло-увігнуту лінзу, які децентрировани і нахилені відносно оптичної осі системи, випромінюючий микродисплей, встановлений під кутом до оптичної осі системи, і електронний блок обробки інформації. Поверхні першого компонента виконані биконическими, у другому компоненті друга лінза виконана негативною і додатково введені третя і четверта двоопуклі лінзи. Перший і другий компоненти встановлені таким чином, що між ними формується проміжне зображення. Технічний результат - зменшення виносу комбинера щодо очі спостерігача і маси другого компонента при високій якості зображення. 3 з.п. ф-ли, 3 іл.

Пристрій передачі інформації транспортного засобу

Винаходи належать до пристрою передачі інформації транспортного засобу. Пристрій передачі інформації транспортного засобу вказує розпізнавання деякого об'єкта. Пристрій передачі інформації транспортного засобу містить першу частину відображення, яка вказує перевірку правої сторони щодо позиції водія і другу частину відображення, яка вказує перевірку лівої сторони щодо позиції водія. При вказівці контролю деякого об'єкта з правого боку або з лівої сторони перша частина відображення і друга частина відображення відповідно вказують перевірку правого боку і перевірку лівого боку. Досягається можливість здійснення передачі інформації для водія про оточуючих об'єктах. 2 н. і 8 з.п. ф-ли, 30 іл.

Спосіб оцінки зображення коллиматорного авіаційного індикатора і діафрагма для його здійснення

Спосіб включає установку мішені з нанесеними на ній знаками на кінцевій відстані перед індикатором, установку нерухомо на оптичній осі з боку спостерігача діафрагми у вигляді пластини, відображення за допомогою індикатора міток на тлі знаків мішені, виявлення з допомогою діафрагми помилок суміщення зображення позначок індикатора зі знаками мішені, на підставі яких судять про необхідність проведення юстування індикатора. Виявлення помилок суміщення здійснюють з допомогою виконаних в діафрагмі двох або більше отворів, кількість яких вибирають рівним кількості міток, які відображаються індикатором. Отвору в діафрагмі розташовують так, щоб виконувалися умови: yi=a×tgαi; xi=a×tgβI, де xi і yi - лінійні координати центру i-го отвору відносно точки перетину оптичної осі індикатора з площиною діафрагми; а - відстань від діафрагми до розрахункової точки розміщення очей льотчика; αi і βi - задані значення відповідно до вертикального і горизонтального кутів i-ї позначки відносно точки розміщення очей льотчика; i - номер мітки, що відображається індикатором. Технічний результат - підвищення точності оцінки зображення індикатора по всьому діаметру вихідний лінзи індикатора. 2

Оптична система проекційного бортового індикатора

Оптична система містить увігнуте сферичне светоделительное дзеркало з радіусом кривизни R, плоске светоделительное дзеркало, встановлене похило до оптичної осі, сферичний дифузно-розсіюючий екран, проекційний об'єктив, рідкокристалічний дисплей і конденсор. Проекційний об'єктив складається з двох компонентів і апертурної діафрагми (AD). Перший компонент - одиночний негативний меніск, звернений опуклістю до дифузно-ефектом екрану з радіусом кривизни R/2. Другий компонент виконаний з негативною склеєної лінзи і двухлинзового позитивного елемента, що містить двояковогнутую і двовипуклу лінзи. AD встановлена між першим та другим компонентами в передньому фокусі другого компонента, який введені позитивна склеєна лінза, встановлена між ОГОЛОШЕННЯ і негативною склеєної лінзою, і менисковая позитивна лінза, звернені увігнутістю до сферическому дифузно-ефектом екрану. Оптичні сили лінз задовольняють умовам, наведеним у формулі винаходу. Технічний результат - підвищення безпеки польоту за рахунок виключення втрати інформації з дисплея при русі голови пілота як уздовж оптичної осі, так і перпендик�

Нашлемная система оперативного виявлення передвісника землетрусів

Винахід відноситься до сейсмології, зокрема до дистанційного зондування Землі космічними засобами, і може знайти застосування при створенні національних систем контролю геофізичних полів Землі

Коллиматорная індикаторна система

Винахід відноситься до техніки проекційних систем відображення польотної інформації і може бути використано переважно для кабінного базування на повітряних суднах

Індикатор коліматорний ширококутний

Винахід відноситься до оптичного приладобудування, конкретніше - до авіаційних оптико-электроннним приладів - до коллиматорним авіаційним індикаторами (або інакше індикатори на лобовому склі - ІЛС) і призначений для використання в коліматорних прицілах літаків і вертольотів

Коліматорний приціл

Винахід відноситься до оптичним прицелам для вогнепальної зброї
Up!