ОДНОЛИНЗОВЫЙ ОКУЛЯР Российский патент 1998 года по МПК G02B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к окулярам и может использоваться в ночных зрительных трубках.

Известна однолинзовая проекционная система [1], а также однолинзовый объектив с вынесенным вперед зрачком [2].

Наиболее близким по технической сущности является однолинзовый окуляр [3] . Он представляет собой положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, вторая поверхность которого выполнена асферической, при этом имеют место следующие соотношения:
0,2 ≤ r₂/f'≤1,5
0,25 ≤ r₁/r₂≤1,85
0,08 ≤ d₁/f',
где r₁-радиус кривизны сферической поверхности$
r₂-радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
d₁-толщина линзы;
f'- фокусное расстояние линзы.

Указанный однолинзовый окуляр имеет следующие характеристики:
= 73,5 - фокусное расстояние окуляра;
2m = 8 мм - диаметр выходного зрачка;
2y = 40 мм - линейное поле в пространстве предметов;
2ω′ = 30^o27 - угловое поле в пространстве изображений;
1:9,2 - относительное отверстия окуляра;
t'=21,6=0,29 f₁ - вынос выходного зрачка.

Таким образом, указанный однолинзовый окуляр при небольшом выносе выходного зрачка имеет низкое относительное отверстие.

В основу изобретения поставлена задача - создание однолинзового асферического окуляра с большим выносом выходного зрачка, в котором было бы обеспечено большое относительное отверстие и хорошее качество изображения по полю.

Эта задача решается созданием однолинзового окуляра, представляющего собой положительную линзу, выполненную двояковыпуклой, вторая поверхность которой выполнена асферической, при этом соблюдены следующие отношения:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0 (1),

0,2 < d/f' < 0,5 (3),
1,47 < n < 1,55 (4),
t'/f' > 0,75 (5),

где R₁ - радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' - фокусное расстояние окуляра;
n - показатель преломления линзы;
d - толщина линзы,
t' - расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;
- максимальная асферическая поверхность от ближайшего радиуса по оси X.

В результате описанного выше конструктивного выполнения окуляра существенно увеличивается относительное отверстие и повышается качество изображения по полю.

На фиг. 1 изображена оптическая схема окуляра; на фиг. 2 - график и аббераций окуляра.

Однолинзовый окуляр представляет собой двояковыпуклую линзу 1, вторая поверхность которой выполнена асферической. Двояковыпуклая линза 1 окуляра имеет следующие соотношения параметров:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0 (1)

0,2 < d/f < 0,5 (3)
1,47 < n < 1,55 (4)
t'/f' > 0,75 (5)

где R₁ - радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' - фокусное расстояние окуляра;
n - показатель преломления линзы;
d - толщина линзы;
t' - расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;
- максимальная асферическая поверхность от ближайшего радиуса по оси X.

Однолинзовый акуляр, рассчитанный в качестве примера, имеет фокусное расстояние f' = 15 мм, относительное отверстие 1:3, угловое поле зрения в пространстве изображений 2σ= 38^o46, линейное поле зрения 2 y = 10 мм, спектральный диапазон λ_ξ, λ₁-λ₂ = 0,546 мкм, 0,486-0,656 мкм.

Двояковыпуклая линза 1 окуляра имеет следующие конструктивные параметры, указанные в таблице.

Передний фокальный отрезок S_f = -13,37 мм, вынос выходного зрачка t' = 12 мм.

Использование: в ночных зрительных трубках. Сущность изобретения: окуляр выполнен в виде двояковыпуклой линзы, вторая поверхность которой асферическая, при этом соблюдены следующие отношения, приведенные в формуле изобретения. 1 табл., 2 ил.

Однолинзовый окуляр, содержащий положительную линзу, вторая поверхность которой выполнена асферической, отличающийся тем, что положительная линза выполнена двояковыпуклой, при этом имеют место следующие соотношения:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0,
0,5 < R₁/nf' < 0,65,
0,2 < d/f' < 0,5,
1,47 < n < 1,55,
t'/f' > 0,75,

где R₁ радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' фокусное расстояние окуляра;
n показатель преломления линзы;
d толщина линзы;
t' расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;
максимальная асферичность от сферы ближайшего радиуса по оси X.