лейкосапфировая ахроматическая лупа
Классы МПК: | G02B25/00 Окуляры; увеличительные стекла |
Автор(ы): | Шамбуров В.А., Копашов С.В., Пикин С.А., Семенов В.Б., Павлов В.А. |
Патентообладатель(и): | Институт кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-11-21 публикация патента:
10.10.1997 |
Сущность изобретения: ахроматическая лупа содержит систему четырех или трех линз в оправе. Наружные линзы выполнены из высокотвердого монокристалла лейкосапфира Al2O3, а промежуточные - из ТФ 2. Симметричная лупа состоит из двух разделенных малых воздушным промежутком линз, склеенных из наружных и внутренних линз. Несимметричная трехлинзовая лупа выполнена в виде склеенных внешних плоско-выпуклых линз и плоско-вогнутой внутренней линзы. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Ахроматическая лупа, содержащая четыре линзы в оправе, отличающаяся тем, что первая и четвертая линзы выполнены из монокристалла лейкосапфира Al2O3 при любой ориентировке в них его оптической оси, вторая и третья линзы выполнены из стекла ТФ2, при этом оптическая сила лупы![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
v =
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
где Г увеличение лупы,
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092404/697.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092863/698.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-22t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092404/697.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092863/698.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092404/697.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092863/698.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-23t.gif)
3. Лупа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый компонент выполнен со следующими значениями радиусов кривизны поверхности:
r1 -r2, r1 40 мм, r2 -40 мм, r3 -1229,43 мм
r1 =
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092239/8734.gif)
r1 = + 20,56 мм, r2 =
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092239/8734.gif)
r1 = + 38,72 мм, r2 = - 41,36, r3 =
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092239/8734.gif)
4. Ахроматическая лупа, содержащая систему трех линз в оправе, отличающаяся тем, что первая и третья линзы выполнены из монокристалла лейкосапфира Al2O3 при любой ориентировке в них его оптической оси, вторая линза выполнена из стекла ТФ2, при этом оптическая сила лупы
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092404/697.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092863/698.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092404/697.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092863/698.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092239/8734.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическим визуальным приборам для рассматривания с увеличением объектов с тонкой структурой или малых размеров, а именно к лупам /1/. Аналогом является стандартная 10x измерительная лупа ГОСТ 8309-57, выполненная в виде одной линзы, склеенной из двух одинаковых и симметрично расположенных внешних линз из одного сорта оптического стекла и промежуточной линзы из другого сорта оптического стекла. Прототипом является используемый в качестве лупы симметричный окуляр /1,2/, содержащий разделенные малым воздушным промежутком две одинаковые линзы, склеенные из двух линз из разных сортов оптического стекла. Прототипу, как и всем остальным известным лупам с линзами из стекла, присущ один весьма существенный недостаток, проявляющийся при их использовании в технологическом процессе шлифовки, полировки и контроля деталей из стекла и кристаллов, в частности, при огранке бриллиантов из алмаза, фианита и других драгоценных кристаллов. В этом процессе из-за практически неизбежной небрежности у многих обработчиков на внешних полированных поверхностях стеклянных линз в лупах часто возникают заколы, царапины и со временем происходит их заматывание при попадании на них абразива при их прочистке, вследствие чего такие лупы выходят из строя и требуется их замена на новые. Целью изобретения является создание лупы, которая была бы неуязвима к механическим повреждениям внешних, наружных полированных поверхностей ее линз и обладала бы удовлетворительным качеством изображения рассматриваемого через нее увеличенного объекта в пределах ее поля зрения, а также упрощение конструкции и облегчение технологии изготовления линз лупы. Указанный технический результат достигается путем выполнения внешних, наружных линз лупы из высокотвердого монокристалла лейкосапфира, а промежуточных, внутренних одной или двух линз из оптического стекла, оптимальный сорт которого определен путем многочисленных пробных расчетов со всеми содержащимися в каталоге его сортами из основного условия полного устранения хроматической аберрации лупы, а также из условия минимизации хроматической аберрации лупы при дополнительном условии упрощения ее конструкции и облегчения технологии за счет выполнения некоторых поверхностей ее линз плоскими или с одинаковыми по абсолютной величине радиусами их кривизны в соответствии с установленным нами критерием отбора подходящих сортов, из которых выявлен оптимальный сорт ТФ2. В соответствии с поставленной целью и путем ее достижения предлагается лейкосапфировая ахроматическая лупа:содержащая систему четырех или трех линз в оправе, с полевой и глазной внешними ее линзами, выполненными из монокристалла лейкосапфира Al2O3 при любой ориентировке в них его оптической оси, с промежуточными, внутренними двумя или одной линзами, выполненными из оптического стекла сорта ТФ2, а система линз с малыми толщинами и промежутками между ними выполнена с суммарными оптическими силами внешних
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-2t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-3t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-4t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-5t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092035/981.gif)
с увеличением Г 10x, содержащая две одинаковые и симметрично установленные с малым воздушным промежутком линзы, склеенные из внешних и внутренних линз с толщинами d1
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-6t.gif)
с увеличением Г 10x, выполненная при этих соотношениях и дополнительном произвольно заданном соотношении между r1, r2, r3 или при заданных значениях одного из них, в частности, со следующими радиусами
r2 -r1 r1= +40 мм, r2= -40 мм r3= 1229,43 мм
r1
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-7t.gif)
r2 <5M r1 + 20,56 мм, r3 + 41,36 мм
r3 <5M r1 + 38,72 мм, r2 41,36 мм;
c увеличением Г 10x, содержащая одну промежуточную линзу, склеенную с внешними линзами, диаметр
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-8t.gif)
r1 -r4 +38,72 мм, r2 r3 41,36 мм;
с увеличением Г 10x, выполненная в виде аналогичной симметричной тройной склеенной линзы с радиусами r1, r2, r3, r4, выполненными в соответствии с соотношениями почти полной ахроматизации лупы
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-9t.gif)
r1 r3 -r2 r4 + 41 мм;
c увеличением Г 10x, выполненная в виде аналогичной, но несимметричной тройной склеенной линзы со следующими значениями радиусов:
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-10t.gif)
На фиг.1-5 представлены примеры выполнения предлагаемой симметричной лейкоспапфировой ахроматической лупы; на фиг. 6 несимметричной с 10x -м увеличением, на которых обозначены: 1 внешние линзы из лейкосапфира, 2 - внутренние линзы из стекла ТФ 2,
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092100/8773.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-11t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092185/8776.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-12t.gif)
при котором достигается практически почти полная ахроматизация лупы, т. е. остаточная продольная хроматическая аберрация пренебрежимо мала
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-13t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-14t.gif)
а) чтобы лупа содержала только одну промежуточную линзу из такого сорта стекла;
б) чтобы радиусы кривизны сферических поверхностей трех линз лупы были бы одинаковыми по абсолютной величине, что позволило бы выполнить лупу в виде тройной склеенной симметричной линзы, как показано на фиг. 5 на примере ее выполнения;
в) чтобы внешние линзы были выполнены плоско-выпуклыми, а промежуточная
плоско-вогнутой с одинаковыми по абсолютной величине радиусами их сферических поверхностей, что позволило бы выполнить лупу в виде тройной склеенной несимметричной линзы, как показано на фиг. 6 на примере ее выполнения. Критерием поиска оптимального сорта стекла для промежуточной линзы из многочисленных его сортов была совместимость выполнения указанных требований а), б), в) с требованием ахроматизации лупы, а именно наиболее точное выполнение приближенного равенства
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-15t.gif)
Все отечественные сорта оптического стекла /1/ при оценке их соответствующими расчетами оказались далекими от выполнения этого критерия, кроме одного сорта ТФ 2, для которого этот критерий наиболее точно выполнялся.
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-16t.gif)
При этом сорте стекла ТФ 2 остаточная продольная хроматическая аберрация
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-17t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-18t.gif)
Следовательно, полную ахроматизацию
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-19t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-20t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092881/2092881-21t.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092198/8856.gif)
![лейкосапфировая ахроматическая лупа, патент № 2092881](/images/patents/380/2092185/8776.gif)
Класс G02B25/00 Окуляры; увеличительные стекла
регулируемые осветительные устройства - патент 2514938 (10.05.2014) | ![]() |
окуляр с удаленным зрачком - патент 2498364 (10.11.2013) | ![]() |
окуляр ортоскопический с удаленным выходным зрачком - патент 2458371 (10.08.2012) | ![]() |
окуляр - патент 2439631 (10.01.2012) | ![]() |
окуляр с вынесенным выходным зрачком - патент 2427864 (27.08.2011) | ![]() |
окуляр - патент 2364901 (20.08.2009) | ![]() |
дверной глазок (варианты) - патент 2315343 (20.01.2008) | ![]() |
окуляр - патент 2302024 (27.06.2007) | ![]() |
линза для чтения информации - патент 2282224 (20.08.2006) | |
оптическое устройство в виде бинокулярной лупы с автоматическим фокусирующим устройством - патент 2273871 (10.04.2006) | ![]() |