ОКУЛЯР Российский патент 2004 года по МПК G02B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных телескопических системах и микроскопах.

Известна оптическая система трехлинзового окуляра [1], состоящая из (в порядке от глаза наблюдателя) первого компонента - двояковыпуклой линзы и второго компонента - склеенного, состоящего из двояковыпуклой линзы и отрицательной линзы, причем удовлетворяется следующее условие:

-5,3<{Rc/(n’-n)}/f’<-3,8,

где Rc - радиус кривизны склеенной поверхности;

n и n’ - показатель преломления линзовых элементов, расположенных соответственно до и после склеенной поверхности;

f’ - фокусное расстояние всего окуляра.

Но данный окуляр имеет малую технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей разные, что требует применения своего пробного стекла и обрабатывающего инструмента на каждую оптическую поверхность.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является окуляр [2], состоящий из (в порядке от предмета) двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза с более сильновыпуклой поверхностью со стороны предмета. При этом указанный окуляр удовлетворяет следующему условию:

1,40f’<D<1,48f’,

где D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;

f’ - фокусное расстояние всего окуляра.

Данный окуляр имеет малую технологичность, так как все радиусы оптических поверхностей разные, что требует применения своего пробного стекла и обрабатывающего инструмента на каждую оптическую поверхность.

Задачей заявляемого изобретения является создание окуляра с более высокой технологичностью при высоком качестве изображения.

Технический результат - повышение технологичности окуляра с высоким качеством изображения.

Это достигается тем, что в окуляре, содержащем два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, второй компонент - одиночная двояковыпуклая линза, в котором в отличие от известного имеет место соотношение:

|R₃|=R₄=|R₅|,

1,1f’<D<1,4f’,

1,64<n₁<1,78,

n₂=n₃,

1,59<n₂=n₃<1,62,

где R₃ - радиус третьей оптической поверхности;

R₄ - радиус четвертой оптической поверхности;

R₅ - радиус пятой оптической поверхности;

D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;

f’ - фокусное расстояние всего окуляра;

n₁ - показатель преломления материала первой линзы по ходу луча;

n₂ - показатель преломления материала второй линзы по ходу луча;

n₃ - показатель преломления материала третьей линзы по ходу луча.

На чертеже изображена оптическая схема окуляра. Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы 2, второй - одиночная двояковыпуклая линза 3. Выходной зрачок расположен за линзой 3.

Окуляр работает следующим образом:

Перед деталью 1 находится плоскость предметов, которая изображается окуляром в бесконечность и рассматривается глазом наблюдателя, расположенным за линзой 3.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан окуляр со следующими конструктивными данными:

Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние окуляра f' 24,8 мм.

Диаметр выходного зрачка 5,6 мм.

Угловое поле в пространстве изображений 46 град.

Удаление выходного зрачка 20 мм.

Окуляр имеет аберрации для λ=0,54607 мкм:

- продольная сферическая аберрация 0,164 мм

- меридиональная кривизна изображения 0,843 мм

- сагиттальная кривизна изображения 0,764 мм

- дисторсия при угловом поле 46 град. 8,8%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан более технологичный окуляр с высоким качеством изображения, с угловым полем в пространстве изображений до 46 град. при удалении выходного зрачка 20 мм.

Источники информации

1. Патент США №5731905, G 02 В 25/00; НКИ 359/646; 359/744, опубл. 1998 г.

2. Патент США №5764418, G 02 В 25/00, G 02 В 13/18; НКИ 359/646; 359/717, опубл. 1998 г.

Окуляр относится к оптическому приборостроению и может быть использован в различных телескопических системах и микроскопах. Окуляр состоит из двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза. Между радиусами оптических поверхностей, показателями преломления и фокусным расстоянием окуляра выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Обеспечивается повышение технологичности при высоком качестве изображения.1 табл., 1 ил.

Окуляр, содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый, склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза, отличающийся тем, что имеют место соотношения

|R₃|=R₄=|R₅|;

1,1f’<D<1,4f’;

1,64<n₁<1,78;

n₂=n₃;

1,59<n₂=n₃<1,62,

где R₃ - радиус третьей оптической поверхности;

R₄ - радиус четвертой оптической поверхности;

R₅ - радиус пятой оптической поверхности;

D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;

f’ - фокусное расстояние всего окуляра;

n₁ - показатель преломления материала первой линзы по ходу луча;

n₂ - показатель преломления материала второй линзы по ходу луча;

n₃ - показатель преломления материала третьей линзы по ходу луча.