Устройство бинокля БИ-8


Принцип работы бинокля БИ-8

Обычные оптические приборы не обнаруживают в ночное время прожекторы, закрытые инфракрасными светофильтрами. Для этой цели могут быть использованы электронно-оптические приборы ночного наблюдения и прицеливания, а также приборы типа БИ8 с экранами, чувствительными к инфракрасному излучению.

При работе с экраном лучи от источника света, закрытого ин­фракрасными фильтрами, проходят через объектив прибора и воз­действуют на экран, находящийся в фокальной плоскости объектива прибора. В месте действия инфракрасных лучей на экране возникает свечение, дающее видимое изображение источника в виде круглого с нерезкими краями пятна, которое и рассматривается в окуляр прибора. Цвет видимого изображения источника зависит от химического состава экрана. Применяемые обычно чувствительные слои дают свечение зеленоватого оттенка.

Для поддержания чувствительности экрана к инфракрасным лучам светящийся слой требует предварительной зарядки светом, содержащим ультрафиолетовые лучи. В процессе зарядки светящийся слой экрана запасается энергией и приобретает чувствительность к инфракрасным лучам.

Экран представляет собой тонкую круглую пластинку специального химического состава, которая уложена между двумя покровными стеклами. Эти стекла по торцу соответствующим образом уплотнены, благодаря чему экран защищен от влаги и пыли.


Описание наружного вида бинокля БИ-8

Бинокль БИ8 внешне мало чем отличается от штатного бинокля восьмикратного увеличения Б8.

Бинокль БИ8 (рис. 2) состоит из двух зрительных труб (монокуляров) 1, соединенных между собой шарниром 2. Монокуляры соединены так, что при вращении вокруг шарнирной оси оптические оси их и ось шарнира всегда параллельны.

Рис. 2. Бинокль БИ-8:

Рис. 2. Бинокль БИ-8:

1 — монокуляры; 2 — шарнир; 3 — верхняя крышка; 4 — правый окуляр с сеткой; 5 — объектив; 6 — приливы;

7 — светофильтр; 8 — рукоятка переключения экрана (в биноклях первых выпусков); 9 — винты для крепления накладки; 10 — нижняя крышка


Правый монокуляр бинокля БИ8, за исключением формы верхней крышки, ничем не отличается по своему устройству от монокуляра бинокля Б8.

Правый монокуляр состоит из окуляра 4 с сеткой, корпуса с верхней 3 и нижней 10 крышками и объектива 5.

Корпус имеет приливы 6 для сборки шарнира.

В отличие от правого монокуляра левый монокуляр бинокля БИ8 имеет устройство, обеспечивающее наблюдение инфракрасных прожекторов; кроме того, в нем нет сетки.

Устройство для наблюдения инфракрасных прожекторов состоит из экрана, рукоятки 8 (рукоятки 5 в биноклях последних выпусков, см. рис. 16) для установки экрана в рабочее положение и подзарядку и светофильтра 7, через который производится зарядка экрана.

Вследствие введения указанного устройства верхняя крышка левого монокуляра бинокля БИ8 в отличие от крышки штатного бинокля имеет другую конфигурацию. Верхняя крышка правого монокуляра также изменена для сохранения симметрии.

В боковой части левой верхней крышки бинокля БИ8 имеется паз, через который производят замену экрана. Паз закрывается крышкой с тремя винтами.

На крышке имеются две надписи: ВЫКЛ. и ВКЛ. При повороте рукоятки переключения экрана в сторону надписи ВЫКЛ. экран выключается из поля зрения окуляра располагается под светофильтром, т. е. находится в положении для зарядки, при повороте рукоятки в сторону надписи ВКЛ. экран включается в поле зрения окуляра, следовательно, можно производить наблюдение за инфракрасными прожекторами.


Оптическая схема бинокля БИ-8

Оптическую схему монокуляров бинокля БИ8 (рис. 3) составляют объектив, призменная оборачивающая система (призмы Z и 3) и окуляр, состоящий из линз 5, 6, 7, 8, и 9.

Рис. 3. Оптическая схема правого монокуляра бинокля БИ8

Рис. 3. Оптическая схема правого монокуляра бинокля БИ8:

1 — объектив; 2 — первая призма оборачивающей системы; 3 — вторая приз­ма оборачивающей системы;

4 — плоскопараллельная пластинка с угломер­ной сеткой; 5, 6, 7, 8 и 9 — линзы окуляра


Кроме указанных элементов в правом монокуляре имеется плоскопараллельная пластинка 4 с угломерной сеткой, помещенная в фокальной плоскости объектива.

Оптическая схема левого монокуляра бинокля БИ8 такая же, как и правого монокуляра, но вместо плоскопараллельной пластинки с угломерной сеткой в левом монокуляре установлен экран, чувствительный к инфракрасному излучению.

Объектив, как и во всех других оптических приборах, служит для получения изображения рассматриваемых предметов (Рис. 4)

Объектив бинокля сложный: склеен из двух линз - двояковыпуклой и выпукловогнутой. Сорта стекол линз разные, они специально подобраны так, что лучи света, проходящие через объектив, не разлагаются на составные цвета спектра, вследствие чего не происходит окрашивания изображения.

Линзы объектива склеены бальзамином и вставлены в металлическую оправу, укрепленную в отверстии корпуса зрительной трубы бинокля.

Рис. 4. Изображение предмета, даваемое объективом

Рис. 4. Изображение предмета, даваемое объективом


Оправа объектива ограничивает пучок лучей света, идущего в бинокль, и поэтому диаметр ее является диаметром входного зрачка монокуляра.

Призменная оборачивающая система. Параллельные лучи, идущие от удаленного предмета, проходя через объектив, пересекаются в его фокальной плоскости, образуя изображение предмета. Как видно из рис. 4, изображение предмета, полученное в фокальной плоскости, перевернуто на 180°. Такое изображение рассматривать неудобно. Для получения в фокальной плоскости прямого изображения необходимо изображение, даваемое объективом, повернуть на 180°. Эту функцию выполняет призменная оборачивающая система. Она состоит из двух прямоугольных призм, у которых отражающими поверхностями являются плоскости, образующие прямой угол. Преимущество этой системы по сравнению с линзовой оборачивающей системой состоит в том, что она позволяет получить бинокль короче и с большим расстоянием между центрами объективов монокуляров. Оборачивающая система помещается между объективом и его фокальной плоскостью. Призмы установлены и закреплены в монокулярах так, что гипотенузные грани обращены одна к другой, а грани, образующие прямой угол, взаимно перпендикулярны (рис. 5).

Рис. 5. Взаимное расположение призм оборачивающей системы

Рис. 5. Взаимное расположение призм оборачивающей системы


Из рис. 6 видно, что изображение, перевернутое объективом I сверху вниз и справа налево, попадая на отражающую плоскость I первой призмы 2 оборачивающей системы, отражается от нее на отражающую плоскость II той же призмы. Отразившись от плоскости II, изображение выходит из первой призмы.

После прохождения лучами первой призмы изображение, даваемое объективом, будет повернуто лишь по высоте (верх — низ). Только после выхода лучей из второй призмы 3 оборачивающей системы изображение будет повернуто также и справа налево.

Итак, лучи света, прошедшие через объектив, первую и вторую призмы оборачивающей системы, дают действительное и прямое изображение, рас­положенное в фокальной плоскости объектива.

Указанный на рис. 5 угол 90° между призмами должен быть выдержан с большой точностью, иначе изображение будет наклонным, что затруднит наблюдение.

Окуляр. Для увеличения изображе­ния предмета, полученного в фокаль­ной плоскости объектива, изображение рассматривают в окуляр, как в лупу. Окуляр бинокля БИ8 состоит из пяти линз. Линзы 5 и 6, 8 и 9 (рис. 3) склеены между собой.

На рис. 3 показан ход лучей света в монокуляре бинокля. Пучок параллельных лучей, идущих от удаленного предмета, проходит объектив, который поворачивает изображение слева направо и сверху вниз. Из объектива пучок параллельных лучей попадает в первую призму оборачивающей системы. Первая призма поворачивает изображение рассматриваемого предмета снизу вверх. Затем лучи попадают во вторую призму оборачивающей систе­мы, которая изменяет направление лучей на 180° и поворачивает изображение справа налево.

Следовательно, после прохождения лучей света через оборачивающую призменную систему получается прямое изображение предмета.

Рис. 6. Оборачивание изображения в бинокле:

Рис. 6. Оборачивание изображения в бинокле:

1 — объектив; 2 и 3 — призмы оборачивающей системы; 4 — плоскопараллельная пластинка; 5, 6, 7, 8 и 9 — линзы окуляра


Пройдя призменную систему, лучи света сходящимся пучком идут в фокальную плоскость объектива, где расположена плоскопараллельная стеклянная пластинка с нанесенной на ее поверхности угломерной сеткой.

Изображение предмета (рассматриваемой местности) лежит в одной плоскости с угломерной сеткой и, следовательно, в окуляр рассматриваются одновременно.

Угломерная сетка (рис. 7) нанесена на плоскопараллельной стеклянной пластинке, которая помещена в фокальной плоскости правого монокуляра.

Цена большого деления сетки (между длинными соседними штрихами или между соседними крестами) равно 0-10; цена малого деления сетки (между длинным и корот­ким штрихами или между крестом и коротким штрихом) равна 0-05.

Разделив на глаз малое деление сетки на две части, можно измерять углы с точностью до двух трех делений угломера.

С помощью угломерной сетки можно измерять углы в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Рис. 7. Угломерная сетка бинокля

Рис. 7. Угломерная сетка бинокля


Для левого монокуляра при ночном наблюдении инфракрасных прожекторов в фокальной плоскости объектива устанавливается экран, чувствительный к инфракрасным лучам (при дневном наблюдении этот экран выводится из поля зрения).

Чтобы использовать все поле зрения при наблюдении в бинокль, глаза должны находиться на определенном расстоянии от наружной поверхности последней линзы окуляров; это расстояние называется удалением выходного зрачка.

Бинокль БИ8 имеет удаление выходного зрачка, равное 10,8 мм.