окуляр

Классы МПК:G02B25/00 Окуляры; увеличительные стекла
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-12-27
публикация патента:

Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - одиночная двояковыпуклая линза, второй - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Выходной зрачок расположен за отрицательным мениском. В окуляре выполняются соотношения между показателями преломления и коэффициентами дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е, указанные в формуле изобретения. Отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по абсолютной величине находится в диапазоне от 0,8 до 0,96. Технический результат - увеличение переднего фокального отрезка и угла поля зрения, упрощение оптической схемы и повышение технологичности. 1 ил. окуляр, патент № 2302024

окуляр, патент № 2302024

Формула изобретения

Окуляр, содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - положительный, включающий первую линзу, второй компонент - двухлинзовый склеенный из второй - двояковыпуклой линзы и третьей линзы - отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы с равными по абсолютной величине радиусами оптических поверхностей и, кроме того, имеют место условия

n1=n 2;

1,6<n1<1,63;

1,78<n3<2,2;

окуляр, патент № 2302024 1=окуляр, патент № 2302024 2;

50<окуляр, патент № 2302024 1<59;

16<окуляр, патент № 2302024 3<26,5,

где n 1, n2, n3 - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

окуляр, патент № 2302024 1, окуляр, патент № 2302024 2, окуляр, патент № 2302024 3 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е, кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по абсолютной величине находится в диапазоне от 0,8 до 0,96.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных телескопических системах и микроскопах.

Известна оптическая система трехлинзового окуляра [Патент России №2239213, G 02 В 25/00, публ. 2004 г.], состоящая из двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза, причем имеют место условия:

|R3|=R4=|R 5|,

1,1f<D<1,4f,

1,64<n 1<1,78,

n2=n 3

1,59<n2=n 3<1,62,

где R3, R 4, R5 - радиусы третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей;

D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;

f - фокусное расстояние всего окуляра;

n1, n 2, n3 - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Но данный окуляр имеет малый передний фокальный отрезок 13,92 мм при фокусном расстоянии 24,8 мм.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является окуляр [И.А.Турыгин. Прикладная оптика. М.: Машиностроение, 1966 г., стр.425], состоящий из (в порядке от предмета) двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, второй компонент - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента. В окуляре имеют место условия:

n1 =n4=1,620543

n2 =n3=1,518294

окуляр, патент № 2302024 1=окуляр, патент № 2302024 4=36,35

окуляр, патент № 2302024 2=окуляр, патент № 2302024 3=63,83.

где n 1, n2, n3, n4 - показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии е;

окуляр, патент № 2302024 1, окуляр, патент № 2302024 2, окуляр, патент № 2302024 3, окуляр, патент № 2302024 4 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по модулю равно 0,445.

Однако этот окуляр имеет малый передний фокальный отрезок - 18,9 мм и малый угол поля зрения 2W=38 град. 38 мин при фокусном расстоянии 25 мм, а также сложную четырехлинзовую оптическую схему и недостаточную технологичность, так как необходимо и в первом, и во втором компонентах применять склеивание оптических поверхностей.

Задачей заявляемого изобретения является создание окуляра с улучшенными эксплуатационными характеристиками, упрощенной оптической схемой и повышенной технологичностью.

Технический результат - увеличение переднего фокального отрезка, увеличение угла поля зрения, упрощение оптической схемы и повышение технологичности.

Это достигается тем, что в окуляре, содержащем два компонента, первый из которых по ходу лучей - положительный, включающий первую линзу, второй компонент - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой второй линзы и третьей линзы - отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента, в котором, в отличие от известного, первый компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы с равными по абсолютной величине радиусами оптических поверхностей, и, кроме того, имеют место условия:

n1=n 2

1,6<n1<1,63

1,78<n 3<2,2

окуляр, патент № 2302024 1=окуляр, патент № 2302024 2

50<окуляр, патент № 2302024 1<59

16<окуляр, патент № 2302024 3<26,5,

где n 1, n2, n3 - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

окуляр, патент № 2302024 1, окуляр, патент № 2302024 2, окуляр, патент № 2302024 3 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по абсолютной величине находится в диапазоне от 0,8 до 0,96.

На чертеже изображена оптическая схема окуляра.

Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - одиночная двояковыпуклая линза 1, второй - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3. Выходной зрачок расположен за окуляром.

Окуляр работает следующим образом.

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в переднем фокусе окуляра, которая может быть и промежуточной плоскостью изображений, проходит через окуляр и изображается окуляром в бесконечности, причем выходной зрачок окуляра совпадает с входным зрачком глаза наблюдателя, расположенным за окуляром.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан окуляр с конструктивными данными, представленными в табл.1.

Таблица 1
Радиусы, ммТолщины, мм Марка стеклаПоказатель преломления n eКоэфф. дисперсии окуляр, патент № 2302024 eСветовой диаметр, мм
R1=48,19      22
 d 1=5,8TK161,615192 58,09 
R2=-48,19      22
 d2=0,6  1   
R3=48,19      22
  d3=8,5 TK161,61519258,09  
R 4=-18,578      22
  d4=2,5ТФ10 1,81376725,17 
R5=-51,4      18

Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние окуляра f' 24,92 мм
Диаметр выходного зрачка 5,6 мм
Угловое поле в пространстве изображений43 град.
Удаление выходного зрачка 20 мм
Передний фокальный отрезок -20,77 мм

В предлагаемом изобретении имеют место равенства:

n1 =n2=1,615192

n3 =1,813767

окуляр, патент № 2302024 1=окуляр, патент № 2302024 2=58,09

окуляр, патент № 2302024 3=25,17,

где n 1, n2, n3 - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

окуляр, патент № 2302024 1, окуляр, патент № 2302024 2, окуляр, патент № 2302024 3 - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по модулю равно 0,9375.

В табл.2 приведены аберрации для окуляр, патент № 2302024 =0, 54607 мкм предложенного окуляра по варианту конкретного исполнения.

Таблица 2
Вид аберрацииПредложенный окуляр (не более)
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:4,4 0,024 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=43 град.0,089 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=43 град.0,099 мм
Меридиональный астигматический отрезок Хм для поля зрения 2W=43 град. 1,39 мм
Сагиттальный астигматический отрезок Xs для поля зрения 2W=43 град.-0,705 мм
Дисторсия для поля зрения 2W=43 град.-5,9%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан окуляр с увеличенным передним фокальным отрезком - 20,77 мм, увеличенным углом поля зрения 2W=43 град., упрощенной оптической схемой и повышенной технологичностью.

Класс G02B25/00 Окуляры; увеличительные стекла

Наверх