СВЕТОСИЛЬНАЯ БИНОКУЛЯРНАЯ СИСТЕМА Российский патент 1995 года по МПК G02B23/04 G02B23/18 G02B25/00 

Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в наблюдательных приборах.

Известна светосильная бинокулярная система, которая содержит пять линз и призму, с помощью которой можно рассматривать предметы одновременно двумя глазами (авт.св. СССР N 851319, кл. G 02 В 25/00),
Недостатками данной системы являются невысокое увеличение и большой вес.

Наиболее близкой к изобретению является светосильная бинокулярная система (Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем, Л.Машиностроение, 1975, с.398). Система выполнена в виде обычного призменного бинокля и содержит последовательно расположенные на одной оптической оси лупу и прямоугольную призму, отражающие грани которой оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками, каждая из которых состоит из объектива, оптически сопряженного через соответствующую отражающую грань прямоугольной призмы, коллектив и плоское зеркало с многокомпонентным окуляром.

В данной системе улучшено увеличение за счет исправления сферической хроматической аберрации и комы в рабочей зоне. Однако данная система имеет малый угол поля зрения и небольшой размер выходного зрачка при значительном весе.

Задачей изобретения является увеличение угла поля зрения и размера выходного зрачка при одновременном снижении веса системы.

Для этого в светосильной бинокулярной системе, содержащей последовательно расположенные на одной оптической оси лупу и прямоугольную призму, отражающие грани которой оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками, каждая из которых состоит из объектива, оптически сопряженного через соответствующую отражающую грань прямоугольной призмы, коллектив и плоское зеркало с многокомпонентным окуляром, лупа выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска, выполненного в виде склеенных отрицательной и положительной линз, все поверхности которых обращены выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, при этом объективы телескопических насадок выполнены в виде одиночных положительных линз, а каждый многокомпонентный окуляр выполнен в виде первого отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и склеенного с двояковыпуклой линзой, положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и второго отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету.

Выбор конструкции отдельных компонентов и их взаимное расположение обеспечивает без ухудшения качества изображения увеличение угла поля зрения и размера выходного зрачка.

Существенное снижение веса в системе обеспечивается за счет уменьшения массы используемого стекла.

На фиг.1 представлена оптическая система светосильной бинокулярной системы; на фиг.2 и 3 графики ее аберраций.

Светосильная бинокулярная система содержит последовательно установленные на оптической оси лупу 1, выполненную в виде положительного мениска 2, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска 3, представляющего склеенные отрицательную 4 и положительную 5 линзы, все поверхности которых обращены выпуклостями к предмету, и двояковыпуклой линзы 6, и прямоугольную призму 7, на наружные грани которой нанесено отражающее покрытие и которые оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками 8, каждая из которых состоит из объектива 9, выполненного в виде одиночной положительной линзы и оптически сопряженного через соответствующую грань прямоугольной призмы 7, коллектив 10 и плоское зеркало 11 с многокомпонентным окуляром 12, представляющим собой первый отрицательный мениск 13, обращенный выпуклостями к предмету и склеенный с двояковыпуклой линзой 14, положительный мениск 15, обращенный выпуклостями к предмету, и второй отрицательный мениск 16, обращенный вогнутостями к предмету.

Система работает следующим образом.

Свет, излучаемый предметом, в светосильной бинокулярной системе, пройдя через лупу 1 и объективы 9 телескопических насадок 8, делится прямоугольной призмой на два равноценных пучка, которые, пройдя через коллективы 10 телескопических насадок 8, отражаются от плоских зеркал 11 и через окуляры 12 телескопических насадок 8 попадают в глаза наблюдателя.

Диаметры выходных зрачков системы составляют 13 мм, что исключает необходимость подгонки системы на базе глаз, вследствие чего отпадает необходимость использования дополнительного механизма. В связи с этим упрощается конструкция и, следовательно, снижается вес системы. Кроме того, снижение веса системы по сравнению с прототипом обеспечивается за счет уменьшения массы используемого стекла, в результате чего вес системы по сравнению с прототипом уменьшается в 4-5 раз.

Из графиков аберраций на фиг.2, 3 видно, что в системе по сравнению с прототипом увеличен угол поля зрения в 3 раза, а размер выходного зрачка в 2 раза при высоком качестве изображения за счет уменьшения аберраций осевого и полевого пучков, рассчитанных с учетом смещения лучей при их прохождении через систему.

Светосильная бинокулярная система имеет следующие оптические характеристики: Увеличение 10,0^х Линейное поле 18 мм Удаление выходных зрачков 35 мм Диаметры выходных зрачков 13 мм.

Использование: в наблюдательных приборах. Сущность изобретения: система содержит лупу 1, выполненную в виде положительного мениска 2, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска 3, представляющего склеенные отрицательную 4 и положительную 5 линзы, обращенные выпуклостями к предмету, и двояковыпуклой линзы 6, и прямоугольную призму 7 с отражающими гранями, оптически сопрягающие объективы 9 телескопических насадок 8 через соответствующие коллективы 10 и плоские зеркала 11 с окулярами 12 телескопических насадок 8. Каждый окуляр 12 выполнен в виде первого отрицательного мениска 13, обращенного выпуклостью к предмету и склеенного с двояковыпуклой положительной линзой 14, положительного мениска 15, обращенного выпуклостями к предмету, и второго отрицательного мениска 16, обращенного выпуклостями к предмету. 3 ил.

СВЕТОСИЛЬНАЯ БИНОКУЛЯРНАЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно расположенные на одной оптической оси лупу и прямоугольную призму, отражающие грани которой оптически сопряжены с соответствующими телескопическими насадками, каждая из которых состоит из объектива, оптически сопряженного через соответствующую отражающую грань прямоугольной призмы, коллектив и плоское зеркало с многокомпонентным окуляром, отличающаяся тем, что лупа выполнена в виде положительного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, толстого положительного мениска, выполненного в виде склеенных отрицательной и положительной линз, все поверхности которых обращены выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, при этом объективы телескопических насадок выполнены в виде одиночных положительных линз, а каждый многокомпонентный окуляр выполнен в виде первого отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету и склеенного с двояковыпуклой линзой, положительного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и второго отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету.