RU2358302C1 - Collimating aircraft indicator - Google Patents

Collimating aircraft indicator Download PDF

Info

Publication number
RU2358302C1
RU2358302C1 RU2007146208/28A RU2007146208A RU2358302C1 RU 2358302 C1 RU2358302 C1 RU 2358302C1 RU 2007146208/28 A RU2007146208/28 A RU 2007146208/28A RU 2007146208 A RU2007146208 A RU 2007146208A RU 2358302 C1 RU2358302 C1 RU 2358302C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
component
refractive index
radii
components
Prior art date
Application number
RU2007146208/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Андреевич Благов (RU)
Павел Андреевич Благов
Лариса Ивановна Лесман (RU)
Лариса Ивановна Лесман
Владимир Павлович Найденович (RU)
Владимир Павлович Найденович
Павел Павлович Парамонов (RU)
Павел Павлович Парамонов
Александр Исаакович Эфрос (RU)
Александр Исаакович Эфрос
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Фазотрон-ЗОМЗ-АВИА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Фазотрон-ЗОМЗ-АВИА" filed Critical Закрытое акционерное общество "Фазотрон-ЗОМЗ-АВИА"
Priority to RU2007146208/28A priority Critical patent/RU2358302C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358302C1 publication Critical patent/RU2358302C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics; optics.
SUBSTANCE: proposed indicator contains a cathode ray tube (CRT), a two-component lens, between the components of which there is an optical element, breaking the optical axis, made in form of a flat reflecting mirror, and a two-component semitransparent inclined mirror, located above the lens. The first component is made from a first negative meniscus and second and third positive meniscuses, whose concave surfaces face the screen of the CRT. The second component is a positive meniscus, the concave surface of which faces the reflecting mirror. The following ratios are satisfied: 2f > L > 1.7f, d > 1.1f, 1.75 > n2, n3 > n1 > n4 > 1.5, R1 < R3 < R5, R8 > 1.1f, where f is the focal length; L is the length of the lens; d is the distance between the first and second components; n1, n2, n3, n4 is the refractive index of the first, second, third and fourth lenses respectively; R1, R3, R5, R8 are values of radii of the first surfaces of the first, second, third lens and the second surface of the fourth lens, respectively.
EFFECT: wider field of vision.
3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретнее к авиационным оптико-электронным приборам - к коллиматорным авиационным индикаторам - КАИ (или иначе индикаторы на лобовом стекле - ИЛС) и предназначено для использования в коллиматорных прицелах самолетов и вертолетов.The invention relates to optical instrumentation, and more specifically to aviation optoelectronic devices - to collimator aviation indicators - KAI (or otherwise indicators on the windshield - ILS) and is intended for use in collimator sights of aircraft and helicopters.

Известен объектив для коллиматорного прицела, содержащий два компонента, разделенных воздушным промежутком, первый из которых выполнен их двух положительных и размещенной между ними отрицательной линз, а второй - из двухлинзовой афокальной склейки и линзы Смитта (см. патент Франции № 144909, кл. G02B 19/66).A known lens for a collimator sight, containing two components separated by an air gap, the first of which is made of two positive and a negative lens placed between them, and the second of a two-lens afocal gluing and Smith lens (see French patent No. 144909, CL G02B 19 / 66).

Общими признаками данного устройства с предлагаемым изобретением являются следующие признаки: два оптических компонента, разделенные воздушным промежутком. Однако данный объектив имеет недостаточно большое поле зрения.Common features of this device with the invention are the following features: two optical components separated by an air gap. However, this lens does not have a large field of view.

Известен объектив для коллиматорного прицела, содержащий четыре компонента, первый - одиночная положительная линза, второй - склеенный из положительной и отрицательной линз, третий - положительный и четвертый отрицательный, выполненный в виде одиночной линзы, и отражательный элемент, например призму, размещенную между вторым и третьим компонентами (см. патент Франции № 1862682, кл. G02B 19/67).A known lens for a collimator sight containing four components, the first is a single positive lens, the second is glued from positive and negative lenses, the third is positive and fourth negative, made in the form of a single lens, and a reflective element, for example a prism placed between the second and third components (see French patent No. 1862682, CL G02B 19/67).

Общими признаками данного устройства с предлагаемым изобретением являются следующие признаки: два оптических компонента, разделенные воздушным промежутком и расположенный между ними отражательный элемент. Однако данный объектив имеет недостаточно большое поле зрения (2W=25°) и относительное отверстие (ε=1:1).Common features of this device with the invention are the following features: two optical components separated by an air gap and a reflective element located between them. However, this lens does not have a sufficiently large field of view (2W = 25 °) and relative aperture (ε = 1: 1).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является известный индикатор для пилотажного коллиматора, содержащий электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), излучающий экран которой расположен в фокальной плоскости объектива, содержащего два компонента, между которыми расположен оптический, изламывающий ось элемент в вице призмы с двумя отражениями, первое из которых использует эффект полного внутреннего отражения и двухкомпонентный полупрозрачный отражатель, представляющий собой двухкомпонентное полупрозрачное наклонное зеркало, расположенное над объективом между лобовым стеклом самолета и пилотом (см. «Оптический проектор для пилотажного коллиматора», Франция, заявка № 2569867, МПК G02B 27/18).Closest to the proposed device is a known indicator for an aerobatic collimator containing a cathode ray tube (CRT), the radiating screen of which is located in the focal plane of the lens containing two components, between which there is an optical element breaking into the axis of the prism with two reflections, the first of which uses the effect of total internal reflection and a two-component translucent reflector, which is a two-component translucent oblique mirror, located above the lens between the windshield of the aircraft and the pilot (see "Optical projector for the flight collimator", France, application No. 2569867, IPC G02B 27/18).

Общими признаками данного устройства с предлагаемым изобретением являются следующие признаки: электронно-лучевая трубка, двухкомпонентный объектив, между компонентами которого, в воздушном промежутке расположен оптический элемент, изламывающий оптическую ось и двухкомпонентное полупрозрачное наклонное зеркало, расположенное над объективом.Common features of this device with the invention are the following: a cathode ray tube, a two-component lens, between the components of which, in the air gap, an optical element is located that breaks the optical axis and a two-component translucent oblique mirror located above the lens.

Однако данное устройство имеет недостаточно большое поле зрения, обусловленное тем, что в призме использован эффект полного внутреннего отражения.However, this device does not have a sufficiently large field of view, due to the fact that the effect of total internal reflection is used in the prism.

Задачей настоящего изобретения является создание компактного коллиматорного авиационного индикатора, обладающего большим полем зрения.The objective of the present invention is to provide a compact collimator aircraft indicator with a large field of view.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в коллиматорном авиационном индикаторе, содержащем электронно-лучевую трубку, двухкомпонентный объектив, между компонентами которого, в воздушном промежутке расположен оптический элемент, изламывающий оптическую ось и двухкомпонентное полупрозрачное наклонное зеркало, расположенное над объективом, при этом оптический элемент, изламывающий оптическую ось, выполнен в виде плоского отражательного зеркала, первый компонент объектива выполнен из трех линз - первого отрицательного мениска с коэффициентом преломления n1 значениями радиусов первой и второй поверхностей R1 и R2 и второго и третьего положительных менисков с коэффициентами преломления n2 и n3 и значениями радиусов первой и второй поверхностей R3, R4 и R5, R6 соответственно, обращенных вогнутостью к экрану ЭЛТ, второй компонент представляет собой положительный мениск с коэффициентом преломления n4, и значениями радиусов первой и второй поверхностей R7 и R8 и обращенный вогнутостью к отражательному зеркалу, при этом длина объектива L - расстояние находится с фокусным расстоянием f объектива в следующем соотношенииThe technical result due to the task is achieved by the fact that in the collimator aviation indicator containing a cathode ray tube, there is a two-component lens, between the components of which an optical element is located in the air gap, breaking the optical axis and a two-component translucent oblique mirror located above the lens, this optical element, breaking the optical axis, is made in the form of a flat reflective mirror, the first component of the lens is made of three lenses - the first negative meniscus with a refractive index of n 1 the values of the radii of the first and second surfaces R 1 and R 2 and the second and third positive menisci with the refractive indices of n 2 and n 3 and the radii of the first and second surfaces R 3 , R 4 and R 5 , R 6, respectively, facing concavity to the CRT screen, the second component is a positive meniscus with a refractive index of n 4 , and the radii of the first and second surfaces R 7 and R 8 and facing concavity to the reflective mirror, while the length of the lens L - the distance is with the focal length f of the lens in the following ratio

2f>L>1,7f,2f> L> 1,7f,

где f - фокусное расстояние;where f is the focal length;

L - длина объектива,L is the length of the lens,

а длина воздушного промежутка d - расстояние между первым и вторым компонентами объектива находится с фокусным расстоянием f в соотношенииand the length of the air gap d is the distance between the first and second components of the lens is with the focal length f in the ratio

d>1,1f,d> 1,1f,

где d - расстояние между первым и вторым компонентами объектива, показатели преломления стекол линз объектива находятся между собой в соотношенииwhere d is the distance between the first and second components of the lens, the refractive indices of the glass of the lenses of the lens are in a ratio

1,75>n2 и n3>n1>n4>1,5,1.75> n 2 and n 3 > n 1 > n 4 > 1.5,

где n2 - коэффициенты преломления второй линзы объектива;where n 2 are the refractive indices of the second objective lens;

n3 - коэффициенты преломления третьей линзы объектива;n 3 are the refractive indices of the third objective lens;

n1 - коэффициенты преломления первой линзы объектива;n 1 are the refractive indices of the first objective lens;

n4 - коэффициенты преломления четвертой линзы объектива,n 4 are the refractive indices of the fourth objective lens,

а значения по абсолютной величине радиусов первой, второй и третьей линз объектива удовлетворяют неравенствуand the absolute values of the radii of the first, second and third lenses of the lens satisfy the inequality

R1<R3<R5 R 1 <R 3 <R 5

где R1 - значение радиуса первой поверхности первой линзы;where R 1 is the value of the radius of the first surface of the first lens;

R3 - значение радиуса первой поверхности второй линзы;R 3 is the value of the radius of the first surface of the second lens;

R5 - значение радиуса первой поверхности третьей линзы,R 5 is the value of the radius of the first surface of the third lens,

а выпуклая поверхность четвертой линзы объектива выполнена параболической в соотношенииand the convex surface of the fourth objective lens is parabolic in the ratio

R8>1,1f,R 8 > 1.1f,

где R8 - значение радиуса второй поверхности четвертой линзы.where R 8 is the value of the radius of the second surface of the fourth lens.

На фиг.1 представлена оптическая схема коллиматорного авиационного индикатора.Figure 1 presents the optical diagram of the collimator aircraft indicator.

Светоизлучающий экран ЭЛТ 1 находится в фокальной плоскости двухкомпонентного объектива, длина которого L - расстояние от первой до последней линзы объектива находится с фокусным расстоянием f объектива в следующем соотношении 2f>L>1,7f. Первый компонент объектива состоит из трех линз - отрицательного мениска 2, обращенного вогнутой поверхностью R1 к ЭЛТ 1 с показателем преломления n1, и двух положительных менисков 3 и 4, обращенных вогнутыми поверхностями R3 и R5 к ЭЛТ 1 с показателями преломления n2 и n3 соответственно. Значения радиусов по абсолютной величине первых поверхностей первой, второй и третьей линз объектива удовлетворяют неравенству R1<R3<R5. Между мениском 4 и вторым компонентом объектива в виде положительного мениска 5 с показателем преломления n4 расположено плоское наклонное отражательное зеркало 6. Положительный мениск 5 обращен вогнутостью R7 к наклонному зеркалу 6, а выпуклая поверхность мениска 5 с радиусом R8 выполнена параболической в следующем соотношении R8>1,1f. Над мениском 5 расположено двухкомпонентное полупрозрачное зеркало 7, которое находится между лобовым стеклом 8 и глазами пилота 9. Длина объектива L равна сумме расстояний от первой поверхности мениска 2 до зеркала 6 - L1 и от зеркала 6 до второй поверхности мениска - L2. Расстояние d равно сумме расстояний от второй поверхности мениска 4 до зеркала 6 - d1 и от зеркала 6 до первой поверхности мениска 5 - d2.The CRT 1 light-emitting screen is located in the focal plane of a two-component lens, the length L of which is the distance from the first to the last lens of the lens and is located with the focal length f of the lens in the following ratio 2f>L> 1.7f. The first component of the lens consists of three lenses - the negative meniscus 2 facing the concave surface R 1 to a CRT 1 with a refractive index n 1 , and two positive menisci 3 and 4 facing the concave surfaces R 3 and R 5 to the CRT 1 with a refractive index n 2 and n 3, respectively. The values of the radii in absolute value of the first surfaces of the first, second and third lenses of the lens satisfy the inequality R 1 <R 3 <R 5 . Between the meniscus 4 and the second component of the lens in the form of a positive meniscus 5 with a refractive index n 4 there is a flat inclined reflective mirror 6. The positive meniscus 5 faces the concave R 7 with the concavity 6 and the convex surface of the meniscus 5 with radius R 8 is parabolic in the following ratio R 8 > 1.1f. Above the meniscus 5, there is a two-component translucent mirror 7, which is located between the windshield 8 and the eyes of the pilot 9. The length of the lens L is equal to the sum of the distances from the first surface of the meniscus 2 to mirror 6 - L 1 and from mirror 6 to the second surface of the meniscus - L 2 . The distance d is equal to the sum of the distances from the second surface of the meniscus 4 to the mirror 6 - d 1 and from the mirror 6 to the first surface of the meniscus 5 - d 2 .

На фиг.2 показано общее поле зрения индикатора 10 с 2W=30° и мгновенное поле зрения пилота 11.Figure 2 shows the total field of view of the indicator 10 with 2W = 30 ° and the instantaneous field of view of the pilot 11.

Устройство работает следующим образом. На экране ЭЛТ 1 сформированы прицельные метки и служебная информация. Лучи от экрана ЭЛТ 1 проходят через первый компонент объектива, отражаются от зеркала 6 и через второй компонент и двухкомпонентное полупрозрачное зеркало 7 попадают в глаза 9 пилота. Одновременно лучи от внешнего пространства, пройдя через лобовое стекло 8 и зеркало 7, также попадают в глаза 9 пилота. Таким образом пилот обозревает внешнее пространство перед самолетом одновременно с информацией с экрана ЭЛТ 1, так как последний находится в фокальной плоскости объектива. Двухкомпонентное зеркало 7 позволяет увеличить мгновенное поле зрения пилота 11 в вертикальной плоскости. Глаза пилота находятся на расстоянии Т=543 мм от индикатора. Меняя положение головы, пилот может обозревать любую часть всего поля зрения 10.The device operates as follows. On the screen of CRT 1 formed aiming marks and service information. The rays from the screen of the CRT 1 pass through the first component of the lens, are reflected from the mirror 6 and through the second component and the two-component translucent mirror 7 fall into the eyes of the pilot 9. At the same time, rays from the outer space, passing through the windshield 8 and mirror 7, also fall into the pilot's eyes 9. Thus, the pilot observes the external space in front of the aircraft simultaneously with the information from the CRT screen 1, since the latter is in the focal plane of the lens. The two-component mirror 7 allows you to increase the instantaneous field of view of the pilot 11 in the vertical plane. The pilot's eyes are at a distance of T = 543 mm from the indicator. By changing the position of the head, the pilot can observe any part of the entire field of view 10.

На фото представлен коллиматорный авиационный индикатор, имеющий следующие характеристики f=104,2 мм, 2W=30°, который был разработан в соответствии с предлагаемым изобретением и впервые представлен на Международной выставке МАКС-2007.The photo shows a collimator aircraft indicator having the following characteristics f = 104.2 mm, 2W = 30 °, which was developed in accordance with the invention and was first presented at the International Exhibition MAKS-2007.

Claims (1)

Коллиматорный авиационный индикатор, содержащий электронно-лучевую трубку, двухкомпонентный объектив, между компонентами которого в воздушном промежутке расположен оптический элемент, изламывающий оптическую ось, и двухкомпонентное полупрозрачное наклонное зеркало, расположенное над объективом, отличающийся тем, что оптический элемент, изламывающий оптическую ось, выполнен в виде плоского отражательного зеркала, первый компонент объектива выполнен из трех линз - первого отрицательного мениска с коэффициентом преломления n1, значениями радиусов первой и второй поверхностей R1 и R2 и второго и третьего положительных менисков с коэффициентами преломления n2 и n3 и значениями радиусов первой и второй поверхностей R3, R4 и R5, R6 соответственно, обращенных вогнутостью к экрану ЭЛТ, второй компонент представляет собой положительный мениск с коэффициентом преломления n4 и значениями радиусов первой и второй поверхностей R7 и R8 и обращенный вогнутостью к отражательному зеркалу, при этом длина объектива L - расстояние от первой до последней линзы объектива, находится с фокусным расстоянием f объектива в следующем соотношении:
2f>L>l,7f,
где f - фокусное расстояние;
L - длина объектива;
а длина воздушного промежутка d - расстояние между первым и вторым компонентами объектива,находится с фокусным расстоянием f в соотношении
d>1,1f,
где d - расстояние между первым и вторым компонентами объектива, показатели преломления стекол линз объектива находятся между собой в соотношении
1,75>n2 и n3>n1>n4>1,5,
где n2 - коэффициент преломления второй линзы объектива;
n3 - коэффициент преломления третьей линзы объектива;
n1 - коэффициент преломления первой линзы объектива;
n4 - коэффициент преломления четвертой линзы объектива;
а значения по абсолютной величине радиусов первой, второй и третьей линз объектива удовлетворяют неравенству
R1<R3<R5,
где R1 - значение радиуса первой поверхности первой линзы,
R3 - значение радиуса первой поверхности второй линзы,
R5 - значение радиуса первой поверхности третьей линзы,
а выпуклая поверхность четвертой линзы объектива выполнена параболической в соотношении
R8>1,1f,
где R8 - значение радиуса второй поверхности четвертой линзы.
A collimator aviation indicator containing a cathode ray tube, a two-component lens, between the components of which an optical element is located in the air gap that breaks the optical axis, and a two-component translucent oblique mirror located above the lens, characterized in that the optical element that breaks the optical axis is made a flat reflecting mirror, a first lens component is made of three lenses - the first negative meniscus with n 1 refractive coefficient values iyami radii of the first and second surfaces R 1 and R 2, and the second and third positive meniscus with refractive indices n 2 and n 3 and values of radii of the first and second surfaces of R 3, R 4 and R 5, R 6, respectively, facing concavity to the screen CRT , the second component is a positive meniscus with a refractive index of n 4 and the values of the radii of the first and second surfaces R 7 and R 8 and facing concavity to the reflective mirror, while the length of the lens L is the distance from the first to the last lens of the lens is located with the focus the f distance of the lens in the following ratio:
2f>L> l, 7f,
where f is the focal length;
L is the length of the lens;
and the length of the air gap d is the distance between the first and second components of the lens, is with the focal length f in the ratio
d> 1,1f,
where d is the distance between the first and second components of the lens, the refractive indices of the glass of the lenses of the lens are in a ratio
1.75> n 2 and n 3 > n 1 > n 4 > 1.5,
where n 2 is the refractive index of the second lens of the lens;
n 3 is the refractive index of the third objective lens;
n 1 is the refractive index of the first lens of the lens;
n 4 is the refractive index of the fourth objective lens;
and the absolute values of the radii of the first, second and third lenses of the lens satisfy the inequality
R 1 <R 3 <R 5 ,
where R 1 is the value of the radius of the first surface of the first lens,
R 3 is the value of the radius of the first surface of the second lens,
R 5 is the value of the radius of the first surface of the third lens,
and the convex surface of the fourth objective lens is parabolic in the ratio
R 8 > 1.1f,
where R 8 is the value of the radius of the second surface of the fourth lens.
RU2007146208/28A 2007-12-14 2007-12-14 Collimating aircraft indicator RU2358302C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146208/28A RU2358302C1 (en) 2007-12-14 2007-12-14 Collimating aircraft indicator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146208/28A RU2358302C1 (en) 2007-12-14 2007-12-14 Collimating aircraft indicator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2358302C1 true RU2358302C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=41024826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146208/28A RU2358302C1 (en) 2007-12-14 2007-12-14 Collimating aircraft indicator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358302C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582210C1 (en) * 2015-03-03 2016-04-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Optical system for onboard projector indicator
RU2594956C1 (en) * 2015-06-23 2016-08-20 Открытое акционерное общество "Загорский оптико-механический завод" Two-channel indicator on windscreen
RU2610620C1 (en) * 2015-10-16 2017-02-14 Владимир Петрович Куклев Stereoscopic indicator displaying three-dimensional information through windscreen of aircraft

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582210C1 (en) * 2015-03-03 2016-04-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Optical system for onboard projector indicator
RU2594956C1 (en) * 2015-06-23 2016-08-20 Открытое акционерное общество "Загорский оптико-механический завод" Two-channel indicator on windscreen
RU2610620C1 (en) * 2015-10-16 2017-02-14 Владимир Петрович Куклев Stereoscopic indicator displaying three-dimensional information through windscreen of aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7131145B2 (en) head mounted display
US5452126A (en) Lightweight binocular telescope
US4269476A (en) Helmet-mounted display system
US20170192239A1 (en) Light guide, virtual image display device, and light guide unit
US9753268B2 (en) Reticle unit, optical instrument, and rifle scope
US8310763B2 (en) Informative eyeglasses
US20160187131A1 (en) Binoculars Rangefinder
EP2453287A1 (en) Reticle unit and optical device
WO2018112929A1 (en) Composite prism for multi-functional telescope, and binocular telescopic optical system for same
CN109844614B (en) Display device
JP6539886B2 (en) Image reversing prism
JP2018180031A (en) Dot sight
TW201600880A (en) Collimator lens
WO2007055143A1 (en) Collimator
RU2358302C1 (en) Collimating aircraft indicator
US11619466B2 (en) Dot sight device
CN204405927U (en) Ultrashort out-of-focus projection camera lens
RU2358303C1 (en) Wide-angle collimating indicator
RU2358304C1 (en) Wide-angle collimating indicator
US7466481B2 (en) Binocular with disparate fields of view
KR20080082068A (en) Optical system of head mounted display
TWI810955B (en) Optical lens and display device
CN217541659U (en) Holographic sighting telescope optical device
US2393782A (en) Ocular
KR102449588B1 (en) Telescopic sight having two sighting points

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121215

TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL: 28-2013

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131215