Устройство для расширения зрачка Советский патент 1984 года по МПК G02B27/10 

Изобретение относится к устройствам для расширения зрачков в микроскопах и в других визуальных оптических приборах, предназначенных для стереоскопического наблюдения изображений объектов, в частности в микростереопроекторах. Предметом изобретения является устройство, осуществляющее одновременно разделение и расширение зрачка. Такие устройства могут найти применение в приборах для наблюдения и визуального контроля изделий в электронной промышленности, при сборке и контроле электронных элементов, фотошаблонов, интегральных схем и полупроводниковых пластин, а также в точном машиностроении, часовой промышленности, текстильной промышленности, в медицинских и археологических исследованиях и работах. Известно устройство для расширения зрачка, содержащее вращающуюся в параллельном ходе лучей многогранную призму с четным числом граней, вращающуюся вокруг оси, перпендикулярной оптической оси, со скоростью, обеспечивающей остаточное зрительное впечатление 1. Указанное устройство не обеспечивает разделения зрачка, что делает невозможным его использование в микроскопах или микропроекторах для стереоскопического наблюдения изображений объектов. Известно также устройство для расширения зрачка, содержащее подвижный и неподвижный оптический компоненты. Подвижный оптический компонент выполнен в виде двух круглых прозрачных дисков, находящихся в контакте и обращенных навстречу поверхностями, содержащими параллельные канавки, направление которых в одном диске перпендикулярно направлению канавок в другом диске 2. Данное устройство не обеспечивает стереоскопическое наблюдение объекта, так как для Г1олучения двух расширенных зрачков устройство необходимо поместить в двух, разделенных до него другим устройством ветвях, а это приводит к усложнению конструкции, увеличению габаритов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем двухканального разделения зрачка. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для расширения зрачка, содержашем подвижный и неподвижный оптические компоненты, неподвижный оптический компонент выполнен из двух групп призм с равными углами отклонения, первая группа состоит из двух идентичных полупентапризм с касающимися входными гранями, линия касания которых лежит в плоскости, содержащей оптическую ось, вторая группа состоит из двух идентичных полупентапризм или призм Шмидта, при этом входные грани первой группы и выходные грани второй группы призм лежат в параллельных плоскостях, перпендикулярных оптической оси, а подвижный компонент выполнен в виде куба или правильной многогранной призмы и помещен между двумя группами указанных призм, при этом ось его вращения перпендикулярна плоскости главного сечения призм в точке пересечения их оптических осей. На фиг. 1 показана оптическая схема устройства; на фиг. 2 - разделенные расширенные изображения зрачков после устройства; на фиг. 3 и 4 - варианты исполнения устройства. Устройство для расширения зрачка состоит из двух групп идентичных полупентапризм 1 и 2 с касающимися входными гранями, линия касания которых лежит а плоскости, содержащей оптическую ось, вторая группа состоит из двух идентичных полупентапризм ЗиЛ (на фиг. 3 показана оптическая схема устройства, вторая группа призм которого состоит из двух призм Шмидта 5 и 6), при этом входные грани первой группы и выходные грани второй группы лежат в параллельных плоскостях, перпендикулярных оптической оси, а подвижная часть выполнена в виде куба 7 или правильной восьмигранной призмы 8 (фиг. 3) и помещена между двумя группами указанных призм, ось ее вращения перпендикулярна плоскости главного сечения призм ц точке пересечения их оптической осей. Устройство работает следующим образом. Первая группа призм неподвижной части 1 и 2 делит зрачок на две половины и направляет оптические оси обеих ветвей перпендикулярно входным граням подвижной части 7 (в первом варианте устройства угол между нормалями к входным граням куба или правильной восьмигранной призмы, соответствующий углу,, под которым пересекаются оптические оси обеих ветвей, равен 90°). Вращаясь, подвижная часть перемещает изображения разделенных зрачков в каждом из каналов в плоскостях, перпендикулярных оптическим осям. Это перемещение определяется как сдвиг зрачка плоскопараллельной пластиной. Величина сдвига зрачка зависит от толщины и показателя преломления стекла пластины. Для расщирения зрачка в 25 мм при показателе преломления пластины Пе - 1,8138 ее толщина должна равняться 30 мм. Если противоположные стороны куба 7 скошены под заданным-, углом к плоскости главного сечения и кубу придан заданный наклон в плоскости главного сечения к оси вращения, то при его вращении изображения разделенных зрачков будут перемещ,аться по четырем параллельным друг другу направлениям, что позволит увеличить площадь зрачка, в которой наблюдатель сможет увидеть изображение (фиг. 2). Исходя из изложенных условий, в первом варианте предлагаемого устройства в случае применения куба рассчитаны следующие величины углов наклона и скоса. Угол наклона куба равен 7°, а угол скоса противоположных сторон равен 20°10. Таким же образом вычисляются углы скоса других противоположных сторон шестигранной или восьмигранной призмы. Если противоположные стороны правильной восьмигранной призмы 8 скошены под заданными углами к плоскости главного сечения призмы и ей придан заданный наклон в плоскости главного сечения к оси вращения, то при ее вращении изображения разделенных зрачков будут перемещаться по восьми параллельным друг другу направлениям, что позволит расширить площадь зрачка, в которой глаз наблюдателя сможет видеть изображение. Подвижная часть установлена на оси двигателя, вращающего ее со скоростью, обеспечивающей остаточное зрительное впечатление (не менее 2000 мин ). Вторая группа призм 3 и 4 отклоняет пересекающиеся оптические оси, которые после устройства параллельны между собой на расстоянии, равном среднему глазному базису (64 мм). Использование во второй группе призм неподвижной части полупентапризм 3 и 4 (с четным числом отражений, равным 2) или призм Шмидта 5 и б (с числом отражений, равным 3) вызывается необходимостью обеспечения устройством в сочетаНИИ с оптической схемой прибора прямого изображения. Использование куба или правильной восьмигранной призмы определяет требование о расширении площади зрачка в направлении оси вращения (в случае использования куба получаются четыре направления перемещения зрачка, а в случае использования правильной восьмигранной призмы - восемь). Как видно из фиг. 4, возможные варианты устройства для расщирения зрачка, где неподвижный компонент выполнен составной из прямоугольной призмы 9 с отражающими гранями и расположенными со сторон отражающих граней двух плоских зеркал 10 и И с углом между нормалями 120° и второй группы из двух плоских зеркал 12 и 13 с углом между нормалями 150°, а подвижная часть 14 выполнена в виде правильной щестигранной призмы и помещена за прямоугольной призмой между двумя группами зеркал и ее ось вращения перпендикулярна плоскости, содержащей нормали к обеим группам зеркал в точке пересечения оптических осей. Данное устройство делит и расширяет зрачок, что позволит сохранить эффект стереоскопического наблюдения объекта, устранит необходимость строгой фиксации глаз и положения наблюдателя, тем самым уменьшит зрительное и общее утомление наблюдателя, что способствует оздоровлению условий труда и повыщению его производительности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ЗРАЧКА, содержащее подвижный и неподвижный оптические компоненты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем двухканального разделения зрачка, неподвижный оптический компонент выполнен из двух групп призм с равными углами отклонения, первая группа состоит из двух идентичных полупентапризм с касающимися входными гранями, линия касания которых лежит в плоскости, содержащей оптическую ось, вторая группа состоит из двух идентичных полупентапризм или призм Шмидта, при этом входные грани первой группы и выходные грани второй группы призм лежат в параллельных плоскостях, перпендикулярных оптической оси, а подвижный компонент выполнен в виде куба или правильной многогранной призмы и помещен между двумя группами указанных призм, при этом ось его вращения перпендикулярна плоскости главного сечения призм, в точке пересечения их оптических осей. (Л ел 1с 00

фиг 2