СВЕТОСИЛЬНАЯ ЛУПА Российский патент 1997 года по МПК G02B25/00 

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

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

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

Известен окуляр микроскопа [2] содержащ1ий четыре компонента, первый из которых положительный мениск, второй двояковыпуклая линза, третий - отрицательная линза и четвертый двояковыпуклая линза, выбранный за прототип.

Задачей изобретения являются значительное повышение светосилы лупы, увеличение выноса выходного зрачка, а также угла поля и зрения при одновременном упрощении ее конструкции, снижении стоимости изготовления и повышении качества изображения и большем значении видимого увеличения лупы.

Решение этой задачи достигается тем, что в известном окуляре, содержащем четыре компонента, первый, второй и четвертый из которых положительные линзы, а третий двояковыпуклая линза, первый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, плоскостью обращенной к предмету (см. фиг. 1), а третий компонент выполнен в виде мениска, обращенного выпуклого 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_е < 1,75 и коэффициентом дисперсии 50 < ν_e < 60, а третий компонент выполнен из оптического стекла с показателем преломления 1,65 < n_е < 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 формы и взаимного расположения обеспечивают оптимальное решение задачи по значительному повышению светосилы лупы, угла поля зрения, увеличению выноса выходного зрачка при сохранении высокого качества изображения и одновременном упрощении ее конструкции и снижении стоимости изготовления.

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

Светосильная лупа (фиг. 1) содержит четыре компонента, выполненные из двух сортов оптического стекла обычных марок. Первый 1 компонент выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, плоскостью обращенной к предмету, второй 2 компонент двояковыпуклая линза, третий 3 отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, четвертый 4 двояковыпуклая линза, причем фокусные расстояния компонентов связаны следующими соотношениями:

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

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

На предприятии разработана конструкторская документация на светосильную лупу на основе предлагаемого изобретения.

Светосильная лупа имеет относительное отверстие D_вх. зрачка/f₁ 1:0,85, удаление выходного зрачка , равное 1,7 величины фокусного расстояния, поле зрения 2ω 45^o и видимое увеличение Г=23^x, что значительно больше, чем у прототипа, при улучшении качества изображения по всему полю зрения (см. фиг. 2).

Рациональное распределение оптических сил компонентов и их взаимное расположение позволяют создать на основе предлагаемой схемы простую, высокотехнологичную конструкцию, что существенно снижает стоимость ее изготовления.

Предлагаемая лупа может быть использована в оптических приборах широкого назначения, в частности в оптоэлектронике для рассматривания изображения, создаваемого на поверхности экрана электронно-лучевой трубки.

Использование: в оптических приборах широкого назначения с высокими требованиями к светосиле и качеству изображения, в частности в оптоэлектронике, для рассматривания 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, изготовлен из стекла с 1,65 < n_е< 1;8 и 25 < ν_e< 40. Фокусные расстояния компонентов связаны соотношениями: 1,5f < < 2,0f; 2,0f < < 2,7f; 2,0f < < 4,2f; 1,6f < < 2,4f, где f - фокусное расстояние 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, обращенной плоскостью к предмету, а третий в виде мениска, обращенного выпуклостью к предмету, при этом фокусные расстояния компонентов связаны следующими соотношениями:




где f фокусное расстояние светосильной лупы;
f₁ f₄ фокусные расстояния соответствующих компонентов. 2. 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.н