RU2092880C1

RU2092880C1 - Ocular

Info

Publication number: RU2092880C1
Application number: RU93034105A
Authority: RU
Inventors: А.В. Буцевицкий; Л.Е. Сорин
Original assignee: Малое внедренческое предприятие "Алькор"
Priority date: 1993-07-05
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: optical instruments. SUBSTANCE: device has two members one of which is designed as negative meniscus which is glued from negative and positive lenses. Second meniscus is designed as single positive convexo-convex lens. Positive lenses of first and second members have identical curvature radius. Thickness ratio of negative and positive lenses in glued member is 1.5 : 1.0. Positive lenses are made from glass which refraction index is not greater than 1.62 and average dispersion index is 60.3. Negative lens is made from glass which refraction index is 1.75 and average dispersion index is 28. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к окулярам и может быть использовано в оптических системах с большим увеличением. The invention relates to optical instrumentation, namely to eyepieces and can be used in optical systems with high magnification.

Известен окуляр микроскопа /1/, который состоит из двух положительных компонентов: коллективного в виде плосковыпуклой линзы и глазного в виде двух одинаковых плосковыпуклых линз, причем вторая линза обращена выпуклой поверхностью к коллективному компоненту, первая линза главного компонента обращена выпуклой поверхностью ко второй линзе компонента, а оптические силы всех линз окуляра равны. Такой окуляр имеет малый вынос выходного зрачка и не обеспечивает требуемого качества изображения, то есть имеет значительный хроматизм увеличения и кому. A microscope eyepiece / 1 / is known, which consists of two positive components: a collective in the form of a convex lens and an ocular in the form of two identical plane convex lenses, the second lens facing a convex surface to the collective component, the first lens of the main component facing a convex surface to the second lens of the component, and the optical powers of all the eyepiece lenses are equal. Such an eyepiece has a small projection of the exit pupil and does not provide the required image quality, that is, it has significant increase in chromaticity and coma.

В качестве прототипа выбран окуляр /2/, содержащий два положительных компонента, первый компонент выполнен в виде двусклеенного из двояковогнутой и двояковыпуклой линз мениска, обращенного выпуклостью ко второму компоненту, второй компонент состоит из одиночной плосковыпуклой линзы, выполненной из стекла с показателем преломления более 1,8 и обращенной выпуклостью к первому компоненту, при этом толщина по оси двояковогнутой линзы составляет 0,47 суммарной толщины всего окуляра, а компоненты расположены в непосредственной близости друг к другу. The eyepiece / 2 / containing two positive components was selected as a prototype, the first component is made in the form of a meniscus biconcluded from a biconcave and biconvex lens, convex to the second component, the second component consists of a single plane-convex lens made of glass with a refractive index of more than 1, 8 and convex to the first component, the thickness along the axis of the biconcave lens is 0.47 of the total thickness of the entire eyepiece, and the components are located in close proximity to each other to a friend.

Такая компоновка окуляра позволяет получить хорошее качество изображения, однако для этого требуется выполнение линз с крутыми радиусами, что является не технологичным, а также такой окуляр имеет малый вынос выходного зрачка. This arrangement of the eyepiece allows you to get good image quality, however, this requires the implementation of lenses with steep radii, which is not technologically advanced, and also this eyepiece has a small projection of the exit pupil.

Основной целью изобретения является повышение технологичности окуляра при высоком качестве изображения и увеличение выноса выходного зрачка. The main objective of the invention is to increase the manufacturability of the eyepiece with high image quality and increase the removal of the exit pupil.

Поставленная цель достигается тем, что окуляр, содержащий два компонента, первый из которых двусклеенный мениск, обращенный вогнутостью к предмету и состоящий из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, а второй положительная линза, при этом первый компонент выполнен отрицательным, а второй в виде двояковыпуклой линзы, при этом радиусы кривизны положительной линзы первого компонента и радиусы кривизны второго компонента выполнены, соответственно, одинаковыми. This goal is achieved in that the eyepiece containing two components, the first of which is a double-glued meniscus, facing concavity to the object and consisting of a biconcave and biconvex lenses, and the second is a positive lens, while the first component is negative, and the second in the form of a biconvex lens, this, the radii of curvature of the positive lens of the first component and the radii of curvature of the second component are made, respectively, the same.

Предлагаемый окуляр является высокотехнологичным, так как из трех линз в компоновке две линзы имеют одинаковые радиусы кривизны обеих поверхностей. К тому же общая компоновка окуляра позволила получить больший вынос выходного зрачка. The proposed eyepiece is high-tech, because of the three lenses in the layout, two lenses have the same radii of curvature of both surfaces. In addition, the overall layout of the eyepiece made it possible to obtain a greater extension of the exit pupil.

Экспериментально нами было установлено, что максимальный вынос выходного зрачка можно получить, если соотношение толщин отрицательной и положительной линз первого компонента установить равным 1,5:1, также обеспечивается коррекция кривизны изображения и астигматизма. It was experimentally established by us that the maximum exit pupil removal can be obtained if the ratio of the thicknesses of the negative and positive lenses of the first component is set to 1.5: 1, image curvature and astigmatism correction is also provided.

Для наилучшего исправления хроматических аберраций, комы и сферической аберрации широких наклонных пучков лучей в окуляре положительные линзы первого и второго компонентов выполнены из стекла с показателем преломления не более 1,62 и коэффициентом средней дисперсии 60,3, а отрицательная линза первого компонента выполнена из стекла с показателем преломления 1,75 и коэффициентом средней дисперсии 28. For the best correction of chromatic aberrations, coma and spherical aberration of wide inclined beams of rays in the eyepiece, the positive lenses of the first and second components are made of glass with a refractive index of not more than 1.62 and the average dispersion coefficient of 60.3, and the negative lens of the first component is made of glass with a refractive index of 1.75 and an average dispersion coefficient of 28.

На фиг. 1 дана оптическая схема окуляра; на фиг. 2 графики аберраций в обратном ходе лучей для точки на оси и для точки вне оси в меридиональном и сагиттальном сечениях. In FIG. 1 is an optical diagram of the eyepiece; in FIG. 2 graphs of aberrations in the reverse ray path for a point on the axis and for a point outside the axis in the meridional and sagittal sections.

Вначале обратимся к фиг. 1 и рассмотрим компоновку предлагаемого окуляра. First, refer to FIG. 1 and consider the layout of the proposed eyepiece.

Изображенный на фиг. 1 окуляр состоит из двух компонентов. Первый по ходу излучения компонент 1 представляет собой отрицательный мениск и выполнен в виде склейки из отрицательной двояковогнутой линзы 2 и положительной двояковыпуклой линзы 3. Второй компонент окуляра представляет собой одиночную положительную двояковыпуклую линзу 4. Причем линза 3 и линза 4 выполнены с соответственно одинаковыми радиусами кривизны. Это значительно упрощает процесс изготовления такого окуляра и делает его более технологичным. Такая компоновка позволила значительно вынести выходной зрачок 5. Плоскость 6 предметов совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра. Depicted in FIG. 1 eyepiece consists of two components. The first component 1 in the direction of radiation is a negative meniscus and made in the form of gluing from a negative biconcave lens 2 and a positive biconvex lens 3. The second component of the eyepiece is a single positive biconvex lens 4. Moreover, lens 3 and lens 4 are made with the same radii of curvature. This greatly simplifies the manufacturing process of such an eyepiece and makes it more technological. This arrangement allowed to significantly make the exit pupil 5. The plane of 6 objects coincides with the front focal plane of the eyepiece.

Окуляр работает следующим образом. The eyepiece works as follows.

На входную поверхность линзы 2 падает расходящийся пучок лучей. После прохождения лучами света последовательно линз 2, 3 и 4 изображение строится в бесконечности. Глаз наблюдателя совмещают с плоскостью выходного зрачка 5. A diverging beam of rays is incident on the input surface of the lens 2. After the rays of light pass through lenses 2, 3 and 4 in series, the image is built at infinity. The observer's eye is combined with the plane of the exit pupil 5.

В качестве конкретного примера выполнения нами был рассчитан окуляр со следующими оптическими характеристиками:
фокусное расстояние, мм 7,92
диаметр выходного зрачка, мм 1,0
расстояние от первой поверхности до предмета, мм 2,11
расстояние от последней поверхности окуляра до выходного зрачка, мм - 12,0
угловое поле 18^o40'
длина окуляра, мм 8,8
Конструктивные параметры такого окуляра приведены ниже в таблице.As a specific example of implementation, we calculated an eyepiece with the following optical characteristics:
focal length, 7.92 mm
exit pupil diameter, mm 1.0
distance from the first surface to the subject, mm 2.11
distance from the last surface of the eyepiece to the exit pupil, mm - 12.0
angular field 18 ^o 40 '
eyepiece length 8.8 mm
The design parameters of such an eyepiece are given in the table below.

На фиг. 2 приведены графики зависимостей аберраций для точки на оси и для точки вне оси в меридиональном и сагиттальном сечениях. Как видно из графиков, предлагаемый окуляр имеет следующее качество изображения. In FIG. Figure 2 shows the dependences of aberrations for a point on the axis and for a point outside the axis in the meridional and sagittal sections. As can be seen from the graphs, the proposed eyepiece has the following image quality.

Продольная сферическая аберрация для точки на оси для основной длины волны не превышает 0,0095 мм, а во всем спектральном диапазоне 0,011 мм. The longitudinal spherical aberration for a point on the axis for the main wavelength does not exceed 0.0095 mm, and in the entire spectral range of 0.011 mm.

Коэффициент неизопланазии равен: на краю зрачка 0,026 на зоне - 0,043 Кривизна изображения и астигматизм равны:

Поперечные аберрации в меридиональном и сагиттальном сечениях 0,0026 мм.The non-isoplanasia coefficient is equal to: on the edge of the pupil, 0.026 in the zone - 0.043 Image curvature and astigmatism are equal:

Transverse aberrations in the meridional and sagittal sections of 0.0026 mm.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю, спектральному интервалу и зрачку равно без учета кривизны изображения, расфокусировки и дисторсии 0,011 W. The value of the mean-square wave aberration over the field, spectral interval, and pupil is equal without taking into account image curvature, defocusing, and distortion of 0.011 W.

Значение среднеквадратической волновой аберрации по полю в плоскости наилучшей установки равно:
Из вышеизложенного следует, что предлагаемый окуляр имеет хорошее качество изображения.The value of the mean square wave aberration over the field in the plane of the best setting is equal to:
From the foregoing, it follows that the proposed eyepiece has good image quality.

Claims

1. An eyepiece containing two components, the first of which is a double-glued meniscus, facing concavity to the object and consisting of a biconcave and biconvex lenses, and the second a positive lens, characterized in that the first component is negative, and the second in the form of a biconvex lens, with radii the curvature of the positive lens of the first component and the radii of curvature of the second component are made the same.

2. The eyepiece according to claim 1, characterized in that the negative and positive lenses of the first component are made with a thickness ratio of 1.5 to 1.0.

3. The eyepiece according to claim 1, characterized in that the positive lenses of the first and second components are made of glass with a refractive index less than or equal to 1.62 and an average dispersion coefficient of 60.3.

4. The eyepiece according to claims 1 and 2, characterized in that the negative lens of the first component is made of glass with a refractive index of 1.70 and an average dispersion coefficient of 28.