СПОСОБ НАБЛЮДЕНИЯ УДАЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С ПЕРЕМЕННЫМ УВЕЛИЧЕНИЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G02B23/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке и создании наблюдательных оптических приборов с переменным увеличением (бинокли, зрительные трубы, телескопы, дальномеры, прицелы, геодезические приборы и т.п.).

Известен способ переменного увеличения путем введения в конструкцию оптического прибора линзовой оборачивающей системы, при котором изменение увеличения происходит за счет перемещения оборачивающей системы вдоль ее оси (Апенко М. И. , Дубовик А.С. и др. Прикладная оптика. - М.: Машиностроение, 1992 г., с. 355).

Недостатками этого способа изменения увеличения являются сложность конструкции и изменение увеличения в малых пределах.

Известен способ визуального наблюдения за удаленными объектами с различными видимыми увеличениями и устройство для его осуществления, принятый заявителем за прототип, включающий в части способа операции фокусировки телескопической системы на удаленный объект, построения изображения удаленного объекта объективом, наблюдения изображения через окуляр и построения изображений многократно одним объективом и окуляром в одно-, двух-,.... n - проходных лучах, проходящих через телескопическую систему, и в части устройства содержащее зеркальный объектив с отверстием и зеркальный окуляр, оптические оси которых совпадают (патент РФ N 2036493, МПК 6 G 02 B 23/00, 1992 г.).

В зависимости от удаленности от осевого отверстия объектива лучей, падающих на объектив от объекта, эти лучи совершают разное количество отражений от объектива и окуляра и поэтому через осевое отверстие объектива наблюдают n изображений одновременно в n полях зрения, что является недостатком способа, кроме того, недостатком известного способа и устройства изменения увеличения являются невозможность наблюдения одного изображения и уменьшение угла поля зрения каждого изображения пропорционально количеству наблюдаемых изображений.

На фиг. 1 показана схема устройства с двумя зеркалами, с рассеивающим окуляром, с двумя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 2 - схема устройства с двумя зеркалами, с рассеивающим окуляром, с тремя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 3 и 4 - схема фиг. 2 в увеличенном масштабе; на фиг. 5 - схема устройства с двумя зеркалами, с собирающим окуляром, двумя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 6 - схема устройства с двумя зеркалами, с собирающим окуляром, с тремя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 7 и 8 - схема фиг. 6 в увеличенном масштабе; на фиг. 9 - схема устройства с тремя собирающими зеркалами, с двумя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 10 - схема устройства с тремя собирающими зеркалами, с тремя циклами отражения (объектив - окуляр) лучей; на фиг. 11 и 12 - схема фиг. 10 в увеличенном масштабе; на фиг. 13 - объектив с одним отверстием; на фиг. 14 - объектив с двумя отверстиями; на фиг. 15 - объектив с противоположно расположенными отверстиями; на фиг. 16 - объектив с дополнительными отверстиями; на фиг. 17 - объектив с дополнительным зеркалом и с одним отверстием; на фиг. 18 - объектив с дополнительным зеркалом и с различным расположением отверстий, где:
1 - зеркало-объектив; 2 - отверстие для наблюдения изображения объекта; 3 - зеркало-окуляр; 4 - дополнительное собирающее зеркало, расположенное в отверстии объектива 1 в его центральной части; 5 - фокус объектива; 6 - фокус окуляра; 7 - фокус дополнительного зеркала 4; 8 - оптическая ось объектива 1 (на фиг. 9 - 12 эта ось совмещена с оптической осью зеркала 4); 9 - оптическая ось окуляра 3; 10 и 10' - лучи, падающие в объектив 1 от удаленного объекта; 11, 11', 13, 13' 15 и 15' - лучи, падающие на окуляр 3; 12, 12', 14, 14' 16 и 16' - лучи, падающие на объектив 1 (на фиг. 9 - 11 эти лучи падают на зеркало 4); 17 - фокальная плоскость объектива 1; 18 - плоскость, в которой фокусируются прямые изображения перед зеркалом 4; L₁ - расстояние от окуляра 3 до плоскости 17; L₂ - расстояние от окуляра 3 до плоскости 18; L₃ - расстояние от зеркала 4 до плоскости 18; L₄ - расстояние от зеркала 4 до плоскости 17.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно сделать возможным наблюдение одного изображения, и при простой конструкции устройства получить широкий диапазон увеличений от 1,5^х до 100^х и более при неизменных габаритах устройства, длина которого может быть меньше существующих.

Указанная цель в части способа достигается тем, что отклоняют одно-, двух-, ..., n - проходные лучи на возрастающие углы β₁,β₂,...,β_n(β_n>β_n-1, но β_n менее 90^o) от оптической оси объектива, используя центральную часть объектива для построения одного изображения, и наблюдают изображение через окуляр в отверстие под углом β_n от оптической оси объектива, и в части устройства тем, что оптическая ось окуляра установлена под углом α к оптической оси объектива, с возможностью изменения величины этого угла для получения различных увеличений устройства, а отверстие размещается в периферийный области рабочей поверхности объектива.

Отличие предложенного способа для наблюдения удаленных объектов с различными увеличениями и устройство для его осуществления в части способа состоит в том, что отклоняют 1-, 2-,..., n - проходные лучи на угол β₁,β₂,...,β_n(β_n>β_n-1, но β_n менее 90^o) от оптической оси объектива 8, с возможностью изменения величины угла этого отклонения, используя центральную часть объектива 1 для построения и наблюдения одного изображения через окуляр 3 в отверстие 2 под углом β_n от оптической оси объектива 8, и увеличенного в Г_n раз, где Г_n=(F_об/F_ок)ⁿ, F_об - фокусное расстояние объектива, F_ок - фокусное расстояние окуляра, n - количество проходов в оптической системе, и в части устройства состоит в том, что оптическая ось окуляра 9 установлена под углом α менее 90^o к оптической оси объектива 8, с возможностью изменения величины этого угла обратно пропорционально величине увеличения устройства, а отверстие 2 или несколько отверстий 2 размещаются в периферийной области рабочей поверхности объектива 1.

В центральной части объектива 1 в другом варианте устройства устанавливают дополнительное зеркало 4 диаметром не более диаметра окуляра 3, а оптическая ось зеркала 4 совпадает с оптической осью объектива или установлена под углом γ = 0^°÷5^° к ней, с возможностью изменения величины этого угла. Увеличение такого устройства равно: Г_n=2nГ_об(L₂/L₁)(L₄/L₃) =2nГ_обГ₁Г₂, где n - количество проходов в системе, Г_об - увеличение объектива 1, Г₁=L₂/L₁ - увеличение окуляра 3, Г₂=L₄/L₃ - увеличение зеркала 4. Окуляр 3 устанавливают с возможностью изменения расстояния от него до объектива 1.

Сущность предложенного способа наблюдения удаленных объектов с переменным увеличением состоит в отклонении проходных лучей 12, 12' на угол β₁, лучей 14, 14' на угол β₂ и лучей 16, 16' на угол β₃ от оптической оси 8 объектива 1, что достигается отклонением оптической оси 9 окуляра 3 на угол α от оптической оси 8 объектива 1.

Этот угол α менее 90^o(практически он находится в пределе от нескольких минут или десятков минут до 3^o - 5^o, что зависит от конкретного устройства).

Сущность предложенного способа состоит также в том, что центральная часть объектива 1 участвует в построении изображения (например, лучи 12', 13' на фиг. 1; лучи 12, 13, 12', 13', 14, 15 и 14', 15' на фиг. 2, лучи 12, 13 на фиг. 5, лучи 12, 13, 14, 15 и 14', 15' на фиг. 6).

Для наблюдения изображения с переменным увеличением изменяют количество проходных лучей (на фиг. 1 таких лучей две пары 12, 12' и 14, 14', а на фиг. 2 проходных лучей три пары 12, 12', 14, 14' и 16, 16'). Это количество проходов лучей в оптической системе изменяется путем пропорционального изменения величины угла α отклонения оптической оси 9 окуляра 3 от оптической оси 8 объектива 1, причем для получения большего увеличения угол α уменьшают. (На фиг. 1, где два прохода лучей в оптической системе и увеличение Г= 9^х, ∠α≈1^°40′, а на фиг. 1, где три прохода лучей и увеличение Г=27^х, ∠α≈1^°.)
На фиг. 1 - 4, а также 5 - 8 изображены схемы устройства с двумя зеркалами (по п. 2 формулы). На фиг. 1 и 3 показана работа этих устройств с двумя циклами отражений, а на фиг. 2 - 4 и 6 - 8 показана работа этих устройств с тремя циклами взаимных отражений.

На фиг. 9 - 12 изображены схемы устройства с тремя собирающими зеркалами (по п. 4 формулы). На фиг. 9 показана работа этого устройства с двумя циклами взаимных отражений, а на фиг. 10 - 12 показана работа этого устройства с тремя циклами взаимных отражений.

Устройства, изображенные на этих фигурах, имеют собирающее зеркало-объектив 1 с отверстием 2 для наблюдения изображения, собирающее зеркало-окуляр 3 (на фиг. 1, 2 и 4 это зеркало-окуляр является рассеивающим). Оптическая ось 9 окуляра установлена под углом α к оптической оси 8 зеркала-объектива 1. Зеркало-окуляр 3 имеет диаметр около 1/2 диаметра зеркала-объектива 1 и расположено перед ним. На фиг. 9 - 11 имеется также дополнительное собирающее зеркало 4, расположенное в отверстии объектива 1, в его центральной части. Отверстие 2 расположено у края этого зеркалa 4 (фиг. 16), или имеется несколько отверстий 2 для наблюдения объекта с разными увеличениями (фиг. 18). Зеркало 4 имеет диаметр около 7/8 диаметра окуляра 3 для устранения попадания на него прямых лучей от удаленного объекта. На фигурах обозначены фокусы зеркал: фокус объектива 5, фокус окуляра 6, фокус дополнительного зеркала 7; показаны совмещенная оптическая ось 8 объектива 1 и зеркала 4 и оптическая ось 9 окуляра 3.

На фиг. 1 - 12 показаны попадающие в объектив 1 лучи 10 и 10' от удаленного объекта, а также ход этих лучей внутри устройства; лучи, падающие на окуляр 3, обозначены нечетными цифрами: 11, 11', 13, 13', 15 и 15', а лучи, падающие на объектив 1 (на фиг. 9 - 11 эти лучи падают на зеркало 4), обозначены четными цифрами: 12, 12' 14, 14', 16 и 16'. Выходящие в отверстие 2 лучи обозначены на фиг. 1, 5 и 9 цифрами 14 и 14', а на фиг. 2 - 4, 6 - 8 и 10 - 12 эти лучи, выходящие в отверстие 2 для наблюдения изображения, обозначены цифрами 16 и 16'.

Обозначена плоскость 17, совпадающая с фокусом 5 объектива 1, и плоскость 18, в которой (фиг. 9 - 12) фокусируются прямые изображения перед зеркалом 4. На фиг. 9 - 12 обозначены также расстояния: L₁ - от окуляра 3 до плоскости 17; L₂ - от окуляра 3 до плоскости 18; L₃ - от зеркала 4 до плоскости 18; L₄ - от зеркала 4 до плоскости 17.

Вариант устройствa (по п. 2 формулы), изображенного на фиг. 1 - 4.

Диаметр объектива 1, изображенного на фиг. 1 и 2, равен 50 мм, а на фиг. 3 - 100 мм. Фокусное расстояние объектива 1 на фиг. 1 и 2 равно 150 мм, а на фиг. 3 и 4 - 300 мм. Диаметр окуляра 3 на фиг. 1 и 2 равен 25 мм, а на фиг. 4 - 50 мм. Фокусное расстояние окуляра 3 на фиг. 1 и 2 равно 50 мм, а на фиг. 4 - 100 мм. Расстояние между зеркалами 3 и 4 на фиг. 1 и 2 составляет 100 мм, а на фиг. 3 и 4 - 200 мм. Центр окуляра 3 находится на оптической оси 8 объектива 1, а оптическая ось окуляра 3 составляет угол α с оптической осью объектива 1. На фиг. 1 угол α≈1^°40′, на фиг. 2 - 4 угол α≈1^°.
Работа устройства (по п. 2 формулы), изображенного на фиг. 1 - 4.

Луч 10 от удаленного объектива попадает на край объектива 1, а луч 10' от этого объекта проходит рядом с окуляром 2 и падает ближе к центру объектива 1. Лучи 11 и 11' после отражения параллельных лучей 10 и 10' от объектива 1 падают на окуляр 3, после отражения от которого лучи 12 и 12' идут параллельно друг другу благодаря совпадению фокусов объектива 1 и окуляра 3. Лучи 12 и 12' отклоняются от оптической оси на угол β₁ (на фиг. 1 ∠β₁= ∠α ≈ 1^°40′; на фиг. 2 - 4 ∠β₁= ∠α ≈ 1^°).
Параллельные лучи 12 и 12' отражаются от объектива 1 и лучи 13 и 13' падают на окуляр 3, после отражения от которого лучи 14 и 14' становятся параллельными, идущими под углом β₂ к оптической оси 8 объектива 1, также в сторону отклонения оптической оси 9 от оптической оси 8. На фиг. 1 ∠β₂≈ 8^°, а на фиг. 2 - 4 ∠β₂= 2∠β₁≈2^°. На фиг. 1 ∠β₂ оказывается достаточным для того, чтобы параллельные лучи 14 и 14' попали в отверстие 2 (фиг. 13), через которое и рассматривается прямое изображение, увеличенное в Г=(F_об/F_ок)ⁿ раз, где n - количество взаимных отражений; F_об=150 мм, F_ок=50 мм, n=2, тогда Г=9^х.

На фиг. 2 - 4 ∠β₂≈ 2^°, недостаточен для того, чтобы лучи 14 и 14' попали в отверстие 2, поэтому они снова отражаются от объектива 1 и лучи 15 и 15' падают на окуляр 3, отражаясь от которого лучи 16 и 16' становятся параллельными, идущими под ∠β₃ к оптической оси объектива 1. ∠β₃= (2∠β₁)³= (2×1)³= 8^°. Лучи 16 и 16', идущие под ∠β₃ к оптической оси 8, попадают в отверстие 2, через которое рассматривается прямое изображение, увеличенное в 27^х раз.

В описанном устройстве на фиг. 1-4 лучи 10 и 10', падающие на объектив 1 на разном расстоянии от его края, совершают одинаковое количество отражений от объектива 1 и окуляра 3 и при выходе лучей 14 и 14' (на фиг. 1) или 16 и 16' (на фиг. 2-4) из отверстия 2 наблюдается одно увеличенное изображение.

Объектив 1 может иметь несколько отверстий 2 для наблюдения прямого изображения (фиг. 14), в которое можно наблюдать изображения с разным увеличением, в том числе не изменяя величины угла α отклонения оптической оси 9 окуляра 3 от оптической оси 8. Для лучшей и более точной регулировки и настройки устройства на смену увеличений объектив 1 может устанавливаться с возможностью отклонения его оптической оси 8 от оптической оси 9 окуляра 3.

Вариант устройства (по п. 2 формулы), изображенного на фиг. 5-8.

Диаметр объектива 1 на фиг. 5 и 6 равен 50 мм, а на фиг. 7 - 100 мм. Фокусное расстояние объектива 1 на фиг. 5 и 6 равно 120 мм, а на фиг. 7 и 8 - 240 мм. Диаметр окуляра 3 на фиг. 5 и 6 равен 25 мм, а на фиг. 8 - 50 мм. Фокусное расстояние окуляра 3 на фиг. 5 и 6 равно 40 мм, а на фиг. 7 и 8 - 80 мм. Фокусы 5 объектива и 6 окуляра совпадают, поэтому длина устройства на фиг. 5 и 6 равна 160 мм, а на фиг. 7 и 8 - 320 мм.

Центр окуляра 3 находится на оптической оси 8, а оптическая ось 9 окуляра 3 составляет угол α с осью 8 объектива 1. На фиг. 5 ∠α ≈ 1^°30′, а на фиг. 6-8 ∠α ≈ 30′.
Работа устройства (по п. 2 формулы), изображенного на фиг. 5-8.

Луч 10 от удаленного объекта падает также у края объектива 1, а луч 10' от того же объекта падает ближе к центру объектива. После отражения этих параллельных лучей от объектива 1 лучи 11 и 11' фокусируются им в плоскости 17 и в фокусе окуляра 6 и далее отражаются от окуляра 3, и лучи 12 и 12' идут параллельно друг другу и под углом β_1/ к оптической оси 8 объектива 1. На фиг. 5 ∠β₁= 2∠α ≈ 3^°, а на фиг. 6-8 ∠β₁= 2∠α ≈ 1^°.
Параллельные лучи 12 и 12' также отражаются от объектива 1, и опять лучи 13 и 13', отражаясь от окуляра 3, становятся параллельными лучами 14 и 14', идущими под углом β₂ к оптической оси 8 объектива 1 в противоположную сторону от отклонения оптической оси 9 от оптической оси 8. На фиг. 5 ∠β₂≈ -5,5^°, и этот угол достаточен для того, чтобы лучи 14 и 14' попали в отверстие 2 (фиг. 15), в которое рассматривается прямое изображение удаленного объекта, увеличенное в Г=(F_об/F_ок)ⁿ=3²=9^х раз.

На фиг. 6-8 ∠β₂≈ -1^° (т.е. лучи 14 и 14' на фиг. 6-8 идут также в противоположную сторону от отклонения оптической оси 9 от оптической оси 8). Но этот ∠β₂≈ -1^° недостаточен для попадания лучей 14 и 14' в отверстие 2, поэтому эти лучи снова отражаются от центральной части объектива 1 и лучи 15 и 15', сфокусированные в плоскости 17, отражаются от окуляра 3 параллельными лучами 16 и 16', идущими под углом β₃ к оптической оси 8 объектива 1, ∠β₃≈ 5,5^°; поэтому лучи 16 и 16' попадают в отверстие 2 (фиг. 13, 15), в которое рассматривается обратное изображение удаленного объекта, увеличенное в Г=(F_об/F_ок)ⁿ=3³=9^х раз.

В этом устройстве лучи 10 и 10', падающие на объектив 1 на разном расстоянии от его края, также совершают одинаковое количество отражений от объектива 1 и окуляра 3, что подтверждается отражением лучей 12 на фиг. 5 от центра объектива и отражением лучей 14 и 14' на фиг. 6-8 также от центральной части объектива.

Объектив 1 также может иметь несколько отверстий 2 для наблюдения прямых и обратных изображений объекта с различным увеличением (фиг. 15, 16), в том числе и не изменяя величины угла α.
Объектив 1 также может устанавливаться с возможностью отклонения его оптической оси 8 от оптической оси 9 окуляра 3.

Вариант устройства (по п. 4 формулы), изображенного на фиг. 9-12.

Диаметр объектива 1 на фиг. 9 и 10 равен 60 мм, а на фиг. 11 - 120 мм. Фокусное расстояние объектива 1 на фиг. 9 и 10 равно 120 мм, а на фиг. 11 и 12 - 240 мм. Диаметр окуляра 3 на фиг. 9 и 10 равен 32 мм, а на фиг. 11 и 12 - 64 мм. Фокусное расстояние окуляра 3 на фиг. 9 и 10 равно 34,4 мм, а на фиг. 11 и 12 - 68,8 мм.

На фиг. 9-12 устройство имеет дополнительное собирающее зеркало 4, расположенное в отверстии объектива 1 в его центральной части, на оптической оси 8, которая совпадает с оптической осью зеркала 4. Это зеркало 4 на фиг. 9 и 10 имеет диаметр 28 мм, меньше диаметра окуляра 3, для того, чтобы прямые лучи от наблюдаемого объекта не попали на поверхность зеркала 4, фокусное расстояние которого на фиг. 9 и 10 равно 40 мм. На фиг. 11 и 12 зеркало 4 имеет диаметр 56 мм, а его фокусное расстояние равно 80 мм.

Расстояние между зеркалами 1 и 3 равно расстоянию между зеркалами 4 и 3, т. е. зеркала 1 и 4 находятся в одной плоскости и одинаково удалены на расстояние 170 мм от зеркала 3 (на фиг. 9 и 10), а на фиг. 11 и 12 это расстояние равно 340 мм.

Центр зеркала 3 находится на совмещенной оптической оси зеркала 1 и 4, а оптическая ось 9 зеркала 3 составляет угол α с оптической осью 8; на фиг. 9 ∠α ≈ 20′, а на фиг. 10-12 ∠α ≈ 10′.
Работа устройства (по п. 4 формулы), изображенного на фиг. 9-12.

Лучи 10 и 10' от удаленного объекта падают на объектив 1 и лучи 11 и 11' отражаются от него, фокусируясь в плоскости 17, создавая обратное изображение на расстоянии L₁ = 50 мм от зеркала 3 (на фиг. 9 и 10); на фиг. 11 и 12 L₁ = 100 мм. Зеркало 3 имеет фокусное расстояние (рассчитанное по формуле Гаусса 1/F=1/L₁+1/L₂), на фиг. 9 и 10 равное 34,4 мм, а на фиг. 11 и 12 оно равно 68,8 мм.

Отраженные от зеркала 3 лучи 12 и 12' фокусируются на расстоянии L₂ = 110 мм от него в плоскости 18, где фокусируется прямое изображение, увеличенное в L₂/L₁ = 2,2 раза и отклоненное в сторону отверстия 2 на угол β₁= 2α; на фиг. 9 ∠α ≈ 20′, а ∠β₁≈ 40′. На фиг. 10-12 ∠α ≈ 10′, а ∠β₁≈ 20′. Это прямое изображение отражается от зеркала 4, имеющего фокусное расстояние, на фиг. 9 и 10 равное F=40 мм, а на фиг. 11 и 12 равное F=80 мм.

Лучи 13 и 13', отраженные от зеркала 4, фокусируются в плоскости 17, образуя обратное изображение, увеличенное в (L₂/L₁)(L₄/L₃)=2,2•2=4,4 раза, отклоненное в другую сторону от оптической оси 8 объектива 1.

Затем это обратное изображение отражается окуляром 3 обратно в плоскость 18, где лучи 14 и 14' образуют прямое, увеличенное в 2(L₂/L₁)(L₄/L₃)=8,8 раза изображение, отклоненное окуляром 3 на угол β₂= 2α(L₂+L₃)L₂/(L₁L₃). Этот угол β₂ на фиг. 9 равен ≈ 5^o, и он оказывается достаточным, чтобы лучи 14 и 14' вышли в отверстие 2 (фиг. 17), где и наблюдается изображение, увеличенное в Г раз: Г=2Г_об(L₂/L₁)(L₄/L₃), где Г_об - увеличение объектива; Г_об= F_об/250=120/250=0,48^х (на фиг. 9), Г=2•0,48•2,2•2=4,2^х.

На фиг. 10-12 ∠β₂≈ 2^°, поэтому лучи 14 и 14' не попадают в отверстие 2, а опять отражаются от зеркала 4, фокусируясь в плоскости 17 и образуя лучами 15 и 15' обратное изображение, увеличенное в Г₃=4,2•2,2=9,24 раза (на фиг. 10), а на фиг. 11 и 12 Г₃=18,48 раза (т.к. Г_об=240/250=0,96^х).

При количестве проходов в оптической системе, равном n, β_n= 2α[(L₂L₄)/(L₁L₃)]^т, а увеличение Г_n=2nГ_об(L₂/L₁)(L₄/L₃).

Зеркало 4 в описанном устройстве также может иметь несколько отверстий 2 с их различным расположением (фиг. 17, 18), в том числе и за пределами зеркала 4. Дополнительное зеркало 4 для более точной настройки и регулировки увеличений может устанавливаться с возможностью отклонения его оптической оси под углом ν от оптической оси 8 объектива 1.

Во всех описанных устройствах изменение увеличения происходит ступенчато, в устройствах по п. 2 увеличение умножается (делится) на величину F_об/F_ок, а в устройстве по п. 4 увеличение умножается (делится) на величину Г₁•Г₂, где Г₁ - увеличение окуляра, а Г₂ - увеличение дополнительного зеркала.

Во всех описанных устройствах окуляр (объектив) устанавливают с возможностью изменения расстояния от него до другого элемента оптической системы (объектива или окуляра) для наведения оптической системы "на резкость". В этих устройствах вместо отверстий в объективе (дополнительном зеркале) поверхность объектива и/или дополнительного зеркала в зоне возможного размещения отверстий может быть выполнена из полупрозрачного материала для наблюдения за объектами с разным увеличением.

Предложенный способ реализуется рассмотренным устройством. Устройство изготовляется из общепромышленных элементов по традиционной технологии.

Оптические системы не требуют специальной доводки для реализации в производстве.

Способ и устройство для наблюдения удаленных объектов с переменным увеличением относятся к оптическому приборостроению и могут быть использованы при разработке и создании наблюдательных оптических приборов с переменным увеличением (бинокли, зрительные трубы, телескопы, дальномеры, прицелы, геодезические приборы и т.п.). Способ наблюдения удаленных объектов с переменным увеличением и устройство для его осуществления основан на получении изображения телескопической системой с переменным увеличением. При этом построение изображения осуществляется после многократного (одно-, двух-..., n) прохождения лучей между объективом и окуляром. Устройство для осуществления способа содержит зеркальные объектив и окуляр, в некоторых вариантах устройства в центре объектива помещается дополнительное зеркало. Изобретение позволяет при простой конструкции устройства получить широкий диапазон увеличений от 1,5^x до 100^x и более при неизменных габаритах устройства, длина которого может быть меньше существующих. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Способ наблюдения удаленных объектов с переменным увеличением, включающий операции фокусировки телескопической системы на удаленный объект, построение изображения удаленного объекта объективом, построения изображений многократно одним объективом и окуляром в одно-, двух-, n-проходных лучах, проходящих через телескопическую систему, и наблюдения изображения через окуляр, отличающийся тем, что отклоняют 1-, 2-, ..., n-проходные лучи на угол β₁,β₂,...,β_n-1,β_n(β_n>β_n-1,β_n менее 90^o) от оптической оси объектива, с возможностью изменения величины угла этого отклонения, используя центральную часть объектива для построения одного изображения, наблюдаемого через окуляр под углом β_n от оптической оси объектива, и увеличенного в Г_n раз, где Г_n = (F_об/F_ок)ⁿ, F_об - фокусное расстояние объектива, F_ок - фокусное расстояние окуляра, n - количество проходов лучей в оптической системе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отклоняют n-проходные лучи на угол β_n, где 0^°<β_n≤15^°.
3. Устройство для наблюдения удаленных объектов с переменным увеличением, содержащее зеркальный собирающий объектив с отверстием для наблюдения и обращенный к нему зеркальный собирающий или рассеивающий окуляр, диаметр которого меньше диаметра объектива, и фокальная плоскость которого совпадает с фокальной плоскостью объектива, отличающееся тем, что оптическую ось окуляра устанавливают под углом α менее 90^o к оптической оси объектива, с возможностью изменения величины этого угла обратно пропорционально величине увеличения устройства, а отверстие для наблюдения размещают в периферийной области рабочей поверхности объектива. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в отверстии объектива, в его центральной части, устанавливают дополнительное зеркало, обращенное к окуляру, диаметром не более диаметра окуляра, а оптическую ось дополнительного зеркала устанавливают под углом γ = 0^°÷5^° к оптической оси объектива, с возможностью изменения этого угла. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что оптическую ось окуляра устанавливают под углом 0^°<α≤5^°.
6. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что окуляр устанавливают с возможностью изменения расстояния от него до объектива. 7. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что отверстие для наблюдения изображения объекта размещают за пределами рабочей поверхности объектива. 8. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что размещают несколько отверстий для наблюдения в них изображений с различным увеличением. 9. Устройство по п.3, или 4, или 8, отличающееся тем, что поверхность объектива в зоне возможного размещения отверстий выполнена из полупрозрачного материала. 10. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что объектив устанавливают с возможностью отклонения его оптической оси от оптической оси окуляра и с возможностью изменения величины этого отклонения.