Зеркальная лупа Советский патент 1989 года по МПК G02B25/00 

12

(Л

Плкуесть преанета

ел

о со сх

15 Изобретение относится к оптичес-

кому приборостроению, а именно к лупам, и может быть применено при чтении текста лицат с плохим зрением.

Целью изобретения является повышение качества изображения.

На фиг.1 изображена принципиальная оптическая схема зеркальной лyпы на фиг.2. - то же, вид сверхуJ на фиг.З - то же, вид сбоку на фиг.4 - развертка зеркальной лупы.

Зеркальная лупа содержит две плос ковьшуклые линзы 1 и 2, на выпуклых поверхностях которых нанесены зеркальные отражающие покрытия 3 и 4. Оптические оси 5 и 6 этих линз параллельны плоскости предмета 7 и между собой. Плосковыпуклая линза 1 склеена с прямоугольной призмой 8, а лин- за 2-е призмой 9. Два склеенных компонента обращены друг к другу гипоТенузными граня1-1И 10 и 11 призм. Расстояние между компонентами не превышает 0,1 мм. Компоненты смещены вдоль гипотенузных граней на величину S . Выходной зрачок 12 располагается на расстоянии, удобном для наблюдения. Предметная плоскость имеет плоскость прямоугольника.

Прямоугольная призма, каждого склеенного компонента имеет неравные острые углы ci и р .

Зеркальная лупа предназначена для

чтения печатного текста, которьй рас-35 стоянии не более 0,1 мм.

полагается в передней фокальной плос-- кости лупы перед призмой 9. Лучи света из пространства предмета падают на грани призмы 9, отражаются от грани 11 при условии полного внут- 40 реннего отражения, затем падают на вогнутое отражающее зеркало 4 с малым углом к нормали, отражаются от него под тем же углом, попадают на гипотенузную грань 11 приблизительно дд под пряным углом и выходят в воздушную среду, затем попадают на второй компонент, которьш работает идентично первому компоненту. Лучи света из зеркальной лупы выходят параллельными пучками и попадают в зрачок глаза наблюдателя, которьй совмещается с выходным зрачком лупы 12.

Достоинство этой оптич темы заключается в том, ч тальном сечении она имеет линейное поле. Такое расп зеркал не вносит централь рования . Все пучки лучей рез оптическую систему. I

Так как оптическая сис няется зеркальной, то рад ностей являются пологими. тельно, поверхности лупы малыми относительнь1ми отв поэ.тому сферическая аберр Как уже было сказано, ком сутствует. Указанная сист поэтому хорошее качество Поскольку радиусы зеркал линзы могут иметь значите в сагиттальном сечении, ч чивает, возможность биноку блюдения объекта,

Прямоугольные призмы 8 и 9 имеют неравные острые углы. Синус острого угла oi J прилегающего к входной грани для обеспечения полного внутреннего отражения, должен быть больше

, так как при всяком угле падения.

большем - . п

луч полностью отражается из которой он расвнутрь той среды, пространяется.

Однако этот угол должен быть больше 45 , так как отраженньй луч от сферического зеркала должен иметь сравнительно малый угол, поскольку луч должен проходить через гипоте- нузную грань 11 призмы в воздушную среду. За первой частью лупы распо- лагается вторая часть, которая работает симметрично первой, чтобы исключить кому.

Вторая часть лупы смещена относительно первой вдоль гипотенузной град

НИ на величину - sin 2(ot-p)) для того, чтобы обеспечить симметричность работы второй части лупы.

Так как гипотенузные грани 10 и 11 призм работают как на полное внутреннее отражение, так и на преломление, то две час.ти лупы не должны склеиваться, между ними должен быть воздушньй промежуток. Если две части лупы склеить по гипотенузной грани, тогда пол чится плоскопараллель- ная пластинка. Конструктивно вполне вьшолнимо условие, чтобы гипотенузные грани были расположены на рас0д

5

Достоинство этой оптической системы заключается в том, что в сагиттальном сечении она имеет большое линейное поле. Такое расположение зеркал не вносит центрального экранирования . Все пучки лучей проходят через оптическую систему. I

Так как оптическая система выполняется зеркальной, то радиусы поверхностей являются пологими. Следоваг тельно, поверхности лупы работают с малыми относительнь1ми отверстиями, поэ.тому сферическая аберрация мала. Как уже было сказано, кома в лупе отсутствует. Указанная система имеет поэтому хорошее качество изображения. Поскольку радиусы зеркал пологие, то линзы могут иметь значительньй размер в сагиттальном сечении, что обеспечивает, возможность бинокулярного наблюдения объекта,

Поле в меридиональном сечении ограничено размером призмы.

Все оптические элементы выполнены из одной марки стекла для того, чтобы в каждой части лупы лучи попадали на вогнутое зеркало без преломления на склеенной плоской поверхности

призмы и плоековыпуклой линзы.

J

в зеркальной лупе из-за введения прямоугольных призм 8 и 9 с разными острыми углами о и р на вогнутое сферическое зеркало в каждой половине лупы лучи падают под малыми углами, поэтому и аберрации невелики, причем соотношение острых углов прямоуголь- ной призмы для этого выбрано таким образом, чтобы гипотенузная грань каждой призмы работала как на полное внутреннее отражение, так и на пре

рмула и

6 зоб

р е т е и и я

Зеркальная лупа, содержащая два зеркала, одно из которых вогнутое сферическое, причем оба зеркала выполнены в виде прямоугольников, стороны которых взаимно параллельны, отличающаяся, тем, что, с целью повьппения качества изображения, между зеркалами размещены две одинаковые прямоугольные призмы, обращенные одна к другой гипотенузными гранями, на противоположные катетные грани которых наклеены одинаковые плосковьшуклые линзы, при этом зеркала нанесены на выпуклые поверхности плоековыпуклых линз, оптические оси которых параллельны одна

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании устройств для облегчения чтения текста при плохом зрении. Цель изобретения - повышение качества изображения. Лучи от предмета испытывают полное внутреннее отражение на гипотенузной грани 11 прямоугольной призмы 9, затем падают на вогнутое сферическое зеркало 4, нанесенное на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы 2. После отражения от зеркала 4 лучи снова попадают на гипотенузную грань 11 и выходят за пределы призмы 9. В призме 8 и плосковыпуклой линзе 1 с зеркальной поверхностью 3 лучи распространяются аналогично. 4 ил.

ломление, а главные оптические оси 5 и 6 плосковыпуклых линз 1 и 2 расположены параллельно друг другу и плоскости предмета.

В качестве примера конкретного вьшолнения рассчитана зеркальная лупа со следующими основными характеристиками:

Увеличение, крат Д

Линейное поле, мм 16 к 80

Диаметр выходного

зрачка, мм4

Удаление выходного

зрачка, мм Габариты, мм

160

100 X 30x40

Фи$.2

другой, все компоненты выполнены из стекла одной марки, прямоугольные призмы сдвинуты одна относительно другой вдоль гипотенузной грани на величину Ь , а в каждой из призм

уголсб, противолежаищй зеркальной грани, другой угол р и величина S связаны соотношениями

1, п

sin 45 sin (х:

5 & X sin2(oi-/3),

где п - показатель преломления материала призм и линз; а - размер катетной грани каждой из призм, противолежащий углу .

у Плоскость предмета

7

Фие.З

ФиеЛ