ОКУЛЯР Российский патент 2009 года по МПК G02B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в окулярах телескопических систем и микроскопов.

Известен трехлинзовый окуляр (патент США №5764418; G02В 25/00; 13/18; НКИ 359/646; 359/717, публ. 1998 г.), состоящий из (в порядке от предмета) из двух компонентов, первый из которых - двухлинзовый, склеенный из двояковогнутой линзы и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза с более крутой оптической поверхностью со стороны предмета. Соблюдается условие:

1,40f<D<l,48f,

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

f - фокусное расстояние всего окуляра.

Окуляр имеет малую технологичность, так как радиусы, по крайней мере, четырех 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 (патент России №2239213; G02В 25/00, публ. 2004 г.), 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 и, кроме того, имеют место соотношения:

|R₃|=R₄=|R₅|,

1,1f′<D<1,4f′,

1,64<n₁<1,78,

1,59<n₂=n₃<1,62,

где: R₃, R₄, R₅ - радиусы кривизны третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей;

n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Данный окуляр имеет недостаточное угловое поле в пространстве изображений 46 град. и недостаточное удаление выходного зрачка 20 мм.

Задачей изобретения является создание окуляра с улучшенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.

Технический результат - увеличение углового поля в пространстве изображений и удаление выходного зрачка при высоких качестве изображения и уровне технологичности.

Это достигается тем, что в окуляре, содержащем два компонента, первый из которых по ходу луча - двухлинзовый склеенный из отрицательной и двояковыпуклой линзы, второй компонент - двояковыпуклая линза, и в котором имеют место соотношения:

1,64<n₁<1,78,

1,59<n₂=n₃<1,62,

где: n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз по ходу луча для линии е,

в отличие от известного отрицательная линза выполнена двояковогнутой, и имеют место соотношения:

|R₄|<|R₅|,

|R₂|=|R₃|=|R₄|,

где: R₂, R₃, R₄, R₅ - радиусы второй, третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей.

На чертеже изображена оптическая схема окуляра.

Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - двухлинзовый склеенный из двояковогнутой линзы 1 и двояковыпуклой линзы 2, второй - одиночная двояковыпуклая линза 3. Выходной зрачок находится за линзой 3.

Окуляр работает следующим образом.

Перед линзой 1 в переднем фокусе находится плоскость предметов, изображение которой за окуляром находится в бесконечности и рассматривается глазом наблюдателя, расположенным за линзой 3.

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

Таблица 1 Радиус, мм Толщина, мм Марка стекла Показатель преломления n_e Коэфф. дисперсии ν_e Световой диаметр, мм R₁=-120,23         26   d₁=2,1 ТФ5 1,761712 27,32   R₂=26,55         27,6   d₂=11 TK16 1,615192 58,09   R₃=-26,55         28,8   d₃=0,15   1     R₄=26,55         28   d₄=7 TK16 1,615192 58,09   R₅=-324.3         26,6

Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние окуляра f' 24,85 мм Передний фокальный отрезок 15,16 мм Диаметр выходного зрачка 5,6 мм Относительное отверстие 1:4,44 Угловое поле в пространстве изображений 51 град. Удаление выходного зрачка 24 мм

В табл.2 приведены аберрации рассчитанного окуляра в обратном ходе лучей для λ=546 нм.

Таблица 2 Вид аберрации Предложенный окуляр (не более) Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:4,44 0,025 мм Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W-51 град. 0,157 мм Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W-51 град. 0,116 мм Меридиональный астигматический отрезок Х_м для поля зрения 2W=51 град. 1,48 мм Сагиттальный астигматический отрезок X_s для поля зрения 2W=51 град. -0,803 мм Дисторсия для поля зрения 2W=51 град. -8,4%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан окуляр с угловым полем в пространстве изображений 51 град. при удалении выходного зрачка 24 мм, с высоким качеством изображения и сохранении высокого уровня технологичности.

Окуляр содержит два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй компонент - двояковыпуклая линза. В окуляре между конструктивными параметрами выполняются соотношения: 1,64<n₁<1,78; 1,59<n₂=n₃<1,62; |R4|<|R₅|, |R₂|=|R₃|=|R₄|, где: n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е; R₂, R₃, R₄, R₅ - радиусы второй, третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей. Технический результат - увеличение углового поля в пространстве изображений и удаление выходного зрачка при высоких качестве изображения и уровне технологичности. 1 ил., 2 табл.

Окуляр, содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей двухлинзовый, склеенный из отрицательной и двояковыпуклой линз, второй компонент - двояковыпуклая линза, и имеют место соотношения:
1,64<n₁<1,78,
1,59<n₂=n₃<1,62,
где n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е,
отличающийся тем, что отрицательная линза выполнена двояковогнутой и имеют место соотношения:
|R₄|<|R₅|,
|R₂|=|R₃|=|R₄|,
где R₂, R₃, R₄, R₅ - радиусы второй, третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей.