СВЕТОСИЛЬНАЯ ЛУПА Российский патент 1997 года по МПК G02B25/00 

Изобретение относится к оптическим системам и предназначено для использования в оптических прибора широкого назначения, в частности в оптоэлектронике, для рассматривания изображения, создаваемого на экране электронно-лучевой трубки.

Известна лупа [1] содержащая четыре компонента, выполненных из четырех сортов оптического стекла, из которых первые три компонента положительные, а четвертый отрицательный, причем первый компонент выполнен из склеенных отрицательной и положительной линз, а четвертый компонент выполнен из двух склеенных положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутостью к изображению.

Недостатками данной лупы являются невысокая светосила и сложность конструкции, а также необходимость применения нескольких специальных марок стекол.

Известна лупа [2] выполненная из трех сортов оптического стекла, содержащая четыре компонента, первый из которых мениск, обращенный вогнутостью к предмету, второй компонент дублет, составленный из положительной и отрицательной линз, третий мениск, обращенный выпуклостью к предмету, четвертый компонент положительная линза.

Недостатком этой лупы являются недостаточные светосила и поле зрения, небольшое удаление выходного зрачка, а также необходимость применения как минимум трех сортов оптического стекла.

Известен окуляр микроскопа [3] содержащий четыре компонента, первый из которых положительный мениск, второй двояковыпуклая линза, третий - отрицательная линза и четвертый двояковыпуклая линза.

Недостатками известного окуляра являются низкая светосила, недостаточно большое удаление выходного зрачка, а также необходимость применения как минимум трех сортов оптического стекла.

Задачей изобретения являются значительное повышение светосилы лупы, увеличением выноса выходного зрачка при одновременном упрощении ее конструкции, снижении стоимости изготовления с сохранением высокого качества изображения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном окуляре, содержащем четыре компонента, первый, второй и четвертый из которых - положительные линзы, а третий двояковогнутая линза, первый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, плоскостью обращенной к предмету (фиг.1), а третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, при этом фокусные расстояния компонентов связаны следующими соотношениями:

где: f фокусное расстояние светосильной лупы;
f₁, f₂, f₃, f₄ фокусные расстояния соответствующих компонентов.

Кроме того, первый, второй и четвертый компоненты могут быть выполнены из одного сорта оптического стекла с показателем преломления 1,6 < n_e < 1,75 и коэффициентом дисперсии 50 < ν_e< 60, а третий компонент выполнен из оптического стекла с показателем преломления 1,65 < n_e < 1,8 и коэффициентом дисперсии 25 < ν_e< 40, без ухудшения качества коррекции.

Выполнение всех четырех компонентов в виде одиночных линз с использованием всего двух сортов оптического стекла обычных марок значительно упрощает конструкцию светосильной лупы и снижает стоимость ее изготовления по сравнению с известными, в которых по крайней мере один из компонентов является склеенным дублетом, и используются специальные сорта стекол, разные для каждого из компонентов.

Выбор соотношений оптических сил отдельных компонентов, их форм и взаимного расположения обеспечивают оптимальное решение задачи по значительному повышению светосилы лупы, увеличению выноса выходного зрачка при сохранении высокого качества изображения.

На фиг. 1 представлены оптическая схема и пример выполнения конструктивных элементов светосильной лупы; на фиг.2 графики аберраций светосильной лупы.

Светосильная лупа (фиг.1) содержит четыре компонента. Первый 1 компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, плоскостью обращенной к предмету, второй 2 двояковыпуклая линза, третий 3 отрицательный мениск, обращенный выпуклостью в сторону предмета, четвертый 4 двояковыпуклая линза, при этом фокусные расстояния компонентов связаны следующими соотношениями:

В качестве материала для первого 1, второго 2 и четвертого 4 компонентов использовано оптическое стекло с показателем преломления 1,6 < n_e < 1,75 и коэффициентом дисперсии 50<ν_e<60,, а третий 3 компонент выполнен из оптического стекла с 1,65 < n_e < 1,8 и 25<ν_e<40..

Светосильная лупа имеет относительное отверстие 1:1,1, удаление выходного зрачка, равное 1,33 величины фокусного расстояния, при поле зрения 36^o, при хорошем качестве изображения в пределах всего поля зрения и при высоком качестве коррекции аберраций в заданном спектральном диапазоне (фиг.2).

Рациональный выбор значений оптических сил компонентов и их форм позволяет упростить конструкцию лупы, сделать ее более технологичной и тем самым существенно снизить стоимость ее изготовления.

Использование: в оптических приборах широкого назначения с высокими требованиями к светосиле и качеству изображения, в частности в оптоэлектронике, для рассматривая изображения, создаваемого на экране электронно-лучевой трубки. Сущность изобретения: светосильная лупа содержит четыре компонента, первый, второй и четвертый из которых - одиночные положительные линзы, выполненные из одного сорта стекла с 1,6 < n_e < 1,75 и 50<ν_e<60, а третий - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, изготовленный из стела с 1,6 < n_e < 1,8 и 25<ν_e<40.. Фокусные расстояния компонентов связаны соотношением: , где f - фокусное расстояние всей лупы, а f₁, f₂, f₃, f₄ - фокусные расстояния соответствующих компонентов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Светосильная лупа, содержащая четыре компонента, первый из которых - положительная линза, второй двояковыпуклая линза, третий отрицательная линза и четвертый двояковыпуклая линза, отличающаяся тем, что первый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, а третий в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, при этом фокусные расстояния компонентов связаны следующими соотношениями




где f фокусное расстояние лупы;
f₁, f₂, f₃, f₄ фокусные расстояния соответствующих компонентов. 2. Светосильная лупа по п. 1, отличающаяся тем, что первый, второй и четвертый компоненты выполнены из оптического стекла одного сорта с показателем преломления 1,6 < n_e < 1,75 и коэффициентом дисперсии 50<ν_e<60, а третий компонент выполнен из оптического стекла с показателем преломления 1,65 < n_e < 1,8 и коэффициентом дисперсии 25<ν_e<40.и