ЗАЩИТНАЯ ДИАФРАГМА ДЛЯ ОБЪЕКТИВА ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА

Полезная модель относится к оптике и, в частности к области конструирования оптических приборов.
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.
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.).
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.
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.
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.
Недостатком такой бленды является то, что при заданном коэффициенте ослабления бленды она имеет большие габариты по длине и значительное число диафрагм.
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.
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.
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]).
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.
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.
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-
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.
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.
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.
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°
Указанный результат достигается также тем, что сектор выполнен в виде выреза в пластине из непрозрачного материала.
Указанный результат достигается также тем, что диафрагма снабжена подвижным элементом с возможностью перекрытия выреза.
Указанный результат достигается также тем, что сектор выполнен из оптически прозрачного материала с полированными плоскими, параллельными друг другу, передней и задней поверхностями.
Указанный результат достигается также тем, что поверхности оптически прозрачного материала выполнены с покрытием, препятствующим отражению оптического излучения.
Указанный результат достигается также тем, что пропускающие и не пропускающие излучение области выполнены в виде полуколец и круговых секторов.
Указанный результат достигается также тем, что области, не пропускающие излучение, выполнены в виде наклеиваемой на поверхность входной линзы объектива непрозрачной пленки.
Указанный результат достигается также тем, что диафрагма выполнена в виде нанесенного на поверхность входной линзы объектива рисунка из непрозрачной краски
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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).
Диафрагма может быть выполнена в виде стеклянной плоскопараллельной пластины с нанесенным на ней непрозрачной краской рисунком, ко-
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)
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.