RU146322U1

RU146322U1 - EYEPIECE

Info

Publication number: RU146322U1
Application number: RU2014121842/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Щеглов; Виталий Михайлович Безнощенко; Светлана Николаевна Зубок
Original assignee: Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-10-10

Abstract

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 одиночная линза, в котором, кроме того, имеют место соотношения:|R|=|R|=|R|;1,63<n<1,82;1,57<n=n<1,63,где R, R, R- радиусы кривизны третьей, четвёртой и пятой оптических поверхностей соответственно;n, n, n- показатели преломления материала первой, второй и третьей по ходу лучей линз окуляра для линии е, отличающийся тем, что, кроме того, имеют место соотношения:1,4f´<D<1,7f´;0,009<d/|R|<0,05;0,19<d/|R|<0,6;0,75<d/|R|<1,8;0,32<d/|R|<0,8;0,16<d/|R|<0,5,где R,R,R- радиусы кривизны первой и второй оптических поверхностей;d- толщина первой линзы (отрицательного мениска);d- толщина второй линзы (двояковыпуклой линзы первого компонента);d- толщина третьей линзы (одиночной двояковыпуклой линзы второго компонента);D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей двояковыпуклой линзы второго компонента;f´ - фокусное расстояние всего окуляра.An eyepiece containing two components, the first of which along the rays is a two-lens one glued from the negative meniscus convex to the object and the first biconvex lens, the second component is the second biconvex single lens, in which, moreover, the relations: | R | = | R | = | R |; 1.63 <n <1.82; 1.57 <n = n <1.63, where R, R, R are the radii of curvature of the third, fourth and fifth optical surfaces, respectively; n , n, n are the refractive indices of the material of the first, second, and third along the rays of the eyepiece lenses for line e, characterized in that, in addition, the relations are: 1.4f´ <D <1.7f´; 0.009 <d / | R | <0.05; 0.19 <d / | R | <0.6; 0.75 <d / | R | <1.8; 0.32 <d / | R | <0.8; 0.16 <d / | R | <0.5, where R, R, R are the radii of curvature of the first and second optical surfaces; d - thickness of the first lens (negative meniscus); d - thickness of the second lens (biconvex lens of the first component); d - thickness of the third lens (single biconvex lens of the second component); D - distance from the anterior focal point of the eyepiece to the top of the second surface along the biconvex rays lenses of the second component; f´ is the focal length of the entire eyepiece.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована в различных телескопических системах и микроскопах.The proposed utility model relates to optical instrumentation and can be used in various telescopic systems and microscopes.

Известен трехлинзовый окуляр, патент США №5764418 A, МПК G02B 25/00, G02B 13/18; опубл. 24.06.1998 г., состоящий по ходу луча 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, причем выполняется следующее условие:Known three-lens eyepiece, US patent No. 5764418 A, IPC G02B 25/00, G02B 13/18; publ. 06/24/1998, consisting along the ray of two components, the first of which is a two-lens, glued from a biconcave lens and the first biconvex lens, the second component is the second biconvex lens with a steeper optical surface on the side of the object, and the following condition is fulfilled:

1,40f<D<1,48f,1.40f <D <1.48f,

где D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;where D is the distance from the anterior focal point of the eyepiece to the top of the second surface along the rays of the second biconvex lens;

f - фокусное расстояние всего окуляра.f is the focal length of the entire eyepiece.

Данный 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.This eyepiece has low adaptability, since the radii of at least four optical surfaces are different, which requires the use of its test glass and a processing tool on each optical surface.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является окуляр, описанный в патенте РФ на изобретение №2239213; МПК G02B 25/00, опубл. 27.10.2004 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 одиночная линза. При этом имеют место следующие соотношения:The closest analogue to the claimed technical solution is the eyepiece described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2239213; IPC G02B 25/00, publ. 10/27/2004, containing two components, the first of which along the rays is a two-lens one glued from the negative meniscus convex to the object and the first biconvex lens, the second component is the second biconvex single lens. In this case, the following relations hold:

|R₃|=R₄=|R₅|;| R ₃ | = R ₄ = | R ₅ |;

1,1f′<D<1,4f′;1,1f ′ <D <1,4f ′;

1,64<n₁<1,78;1.64 <n ₁ <1.78;

1,59<n₂=n₃<1,62,1.59 <n ₂ = n ₃ <1.62,

где R₃, R₄, R₅ - радиусы кривизны третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей соответственно;where R ₃ , R ₄ , R ₅ are the radii of curvature of the third, fourth and fifth optical surfaces, respectively;

n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей по ходу лучей линз окуляра для линии e.n ₁ , n ₂ , n ₃ are the refractive indices of the material of the first, second and third along the rays of the eyepiece lenses for line e.

Кроме того, имеют место соотношения:In addition, there are relations:

d₁/|R₁|=0,0061;d ₁ / | R ₁ | = 0.0061;

d₁/|R₂|=0,1342;d ₁ / | R ₂ | = 0.1342;

d₂/|R₂|=0,7;d ₂ / | R ₂ | = 0.7;

d₂/|R₃|=0,3;d ₂ / | R ₃ | = 0.3;

d₃/|R₃|=0,1425,d ₃ / | R ₃ | = 0.1425,

где R₁, R₂, R₃ - радиусы кривизны первой, второй и третьей оптических поверхностей соответственно;where R ₁ , R ₂ , R ₃ are the radii of curvature of the first, second and third optical surfaces, respectively;

d₁ - толщина первой линзы (отрицательного мениска);d ₁ - the thickness of the first lens (negative meniscus);

d₂ - толщина второй линзы (первой двояковыпуклой линзы)d ₂ - the thickness of the second lens (first biconvex lens)

d₃ - толщина третьей линзы (второй двояковыпуклой одиночной линзы).d ₃ - the thickness of the third lens (second biconvex single lens).

Данный окуляр имеет недостаточное угловое поле в пространстве изображений - 46 град., недостаточное относительное отверстие - 1:4,43 и недостаточное отношение удаления выходного зрачка к фокусному расстоянию, равное 0,806.This eyepiece has an insufficient angular field in the image space of 46 degrees, an insufficient relative aperture of 1: 4.43 and an insufficient ratio of exit pupil removal to focal length equal to 0.806.

Задачей заявляемой полезной модели является создание окуляра с улучшенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.The objective of the claimed utility model is to create an eyepiece with improved performance with high image quality.

Технический результат - увеличение углового поля в пространстве изображений, повышение относительного отверстия и увеличение отношения удаления выходного зрачка к фокусному расстоянию при высокой технологичности.The technical result is an increase in the angular field in the image space, an increase in the relative aperture and an increase in the ratio of the exit pupil removal to the focal length at high adaptability.

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 первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая одиночная линза, в котором имеют место соотношения:This is achieved by the fact that in the eyepiece containing two components, the first of which along the rays is a two-lens one, glued from the negative meniscus, convex to the object and the first biconvex lens, the second component is the second biconvex single lens, in which there are relations:

|R₃|=|R₄|=|R₅|;| R ₃ | = | R ₄ | = | R ₅ |;

1,63<n₁<1,82;1.63 <n ₁ <1.82;

1,57<n₂=n₃<1,63,1.57 <n ₂ = n ₃ <1.63,

n₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей по ходу лучей линз окуляра для линии е, в отличие от известного, в данном окуляре имеют место соотношения:n ₁ , n ₂ , n ₃ - the refractive indices of the material of the first, second and third along the rays of the lenses of the eyepiece for line e, in contrast to the known, in this eyepiece, there are relations:

1,4f′<D<1,7f′;1.4f ′ <D <1.7f ′;

0,009<d₁/|R₁|<0,05;0.009 <d ₁ / | R ₁ | <0.05;

0,19<d₁/|R₂|<0,6;0.19 <d ₁ / | R ₂ | <0.6;

0,75<d₂/|R₂|<1,8;0.75 <d ₂ / | R ₂ | <1.8;

0,32<d₂/R₃|<0,8;0.32 <d ₂ / R ₃ | <0.8;

0,16<d₃R₃|<0,5,0.16 <d ₃ R ₃ | <0.5,

d₂ - толщина второй линзы (первой двояковыпуклой линзы);d ₂ is the thickness of the second lens (first biconvex lens);

d₃ - толщина третьей линзы (второй двояковыпуклой одиночной линзы);d ₃ - the thickness of the third lens (second biconvex single lens);

D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой одиночной линзы;D is the distance from the anterior focal point of the eyepiece to the top of the second surface along the rays of the second biconvex single lens;

f′ - фокусное расстояние всего окуляра.f ′ is the focal length of the entire eyepiece.

На фигуре изображена оптическая схема предложенного окуляра.The figure shows the optical scheme of the proposed eyepiece.

Окуляр (фиг.) состоит из двух последовательно расположенных по ходу лучей от предмета компонентов, первый из которых - двухлинзовый, склеенный из отрицательного мениска 1, обращенного выпуклостью к предмету и первой двояковыпуклой линзы 2, второй компонент - вторая двояковыпуклая одиночная линза 3. Выходной зрачок расположен за линзой 3.The eyepiece (Fig.) Consists of two components sequentially located along the rays from the object, the first of which is two-lens, glued from the negative meniscus 1, convex to the object and the first biconvex lens 2, the second component is the second biconvex single lens 3. Exit pupil located behind the lens 3.

Окуляр работает следующим образом.The eyepiece works as follows.

Перед отрицательным мениском 1 в переднем фокусе находится плоскость предметов, изображение которой за окуляром находится в бесконечности и рассматривается глазом наблюдателя, расположенным за одиночной двояковыпуклой линзой 3.In front of the negative meniscus 1, in the front focus is the plane of objects, the image of which behind the eyepiece is at infinity and is examined by the eye of the observer located behind a single biconvex lens 3.

В качестве конкретного примера реализации полезной модели рассчитан окуляр, исправленный для длины волны 546 нм и ахроматизованный для диапазона спектра от 486 нм до 656 нм.An eyepiece corrected for a wavelength of 546 nm and achromatized for a spectrum range from 486 nm to 656 nm was calculated as a specific example of the implementation of the utility model.

Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:The calculated eyepiece has the following characteristics:

Фокусное расстояние окуляра f′, ммFocal length of the eyepiece f ′, mm 17,517.5 Передний фокальный отрезок, ммFront focal length, mm - 6,5- 6.5 Диаметр выходного зрачка, ммDiameter of exit pupil, mm 4,34.3 Относительное отверстиеRelative hole 1:4,071: 4.07 Угловое поле в пространстве изображений, град.Angular field in the space of images, degrees. 4848 Удаление выходного зрачка, ммRemoval of the exit pupil, mm 18,718.7 Отношение удаления выходного зрачка к фокусному расстояниюThe ratio of exit pupil removal to focal length 1,0691,069

В данном окуляре выполнены соотношения:In this eyepiece, the relationships

1,4f′<D=1,583<1,7f′;1.4f ′ <D = 1.583 <1.7f ′;

0,009<d₁/|R₁|=0,0132<0,05;0.009 <d ₁ / | R ₁ | = 0.0132 <0.05;

0,19<d₁/|R₂|=0,2806<0,6;0.19 <d ₁ / | R ₂ | = 0.2806 <0.6;

0,75<d₂/|R₂|=0,8818<1,8;0.75 <d ₂ / | R ₂ | = 0.8818 <1.8;

0,32<d₂/|R₃|=0,3922<0,8;0.32 <d ₂ / | R ₃ | = 0.3922 <0.8;

0,16<d₃/|R₃|=0,2317<0,50.16 <d ₃ / | R ₃ | = 0.2317 <0.5

Конструктивные параметры окуляра приведены в табл. 1.The design parameters of the eyepiece are given in table. one.

В табл. 2 приведены аберрации рассчитанного окуляра в обратном ходе лучей для λ=546 нм.In the table. Figure 2 shows the aberrations of the calculated eyepiece in the reverse ray path for λ = 546 nm.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата - создан окуляр с угловым полем в пространстве изображений 48 град., с относительным отверстием 1:4,07 при отношении удаления выходного зрачка к фокусному расстоянию, равному 1,069 с высоким качеством изображения при сохранении высокого уровня технологичности.Thus, as a result of the proposed solution, a technical result is obtained - an eyepiece with an angular field in the image space of 48 degrees, with a relative aperture of 1: 4.07 is created with the ratio of the exit pupil to the focal length equal to 1.069 with high image quality while maintaining high image quality level of manufacturability.

Claims

An eyepiece containing two components, the first of which along the rays is a two-lens one, glued from the negative meniscus convex to the object and the first biconvex lens, the second component is the second biconvex single lens, in which, in addition, there are relations:

| R ₃ | = | R ₄ | = | R ₅ |;

1.63 <n ₁ <1.82;

1.57 <n ₂ = n ₃ <1.63,

where R ₃ , R ₄ , R ₅ are the radii of curvature of the third, fourth and fifth optical surfaces, respectively;

n ₁ , n ₂ , n ₃ - the refractive indices of the material of the first, second and third along the rays of the eyepiece lenses for line e, characterized in that, in addition, there are relations:

1.4f´ <D <1.7f´;

0.009 <d ₁ / | R ₁ | <0.05;

0.19 <d ₁ / | R ₂ | <0.6;

0.75 <d ₂ / | R ₂ | <1.8;

0.32 <d ₂ / | R ₃ | <0.8;

0.16 <d ₃ / | R ₃ | <0.5,

where R ₁ , R ₂ , R ₃ are the radii of curvature of the first and second optical surfaces;

d ₁ - the thickness of the first lens (negative meniscus);

d ₂ - the thickness of the second lens (biconvex lens of the first component);

d ₃ - the thickness of the third lens (single biconvex lens of the second component);

D is the distance from the anterior focal point of the eyepiece to the top of the second surface along the rays of the biconvex lens of the second component;

f´ is the focal length of the entire eyepiece.