RU2727269C1 - Fast eyepiece with remote exit pupil - Google Patents
Fast eyepiece with remote exit pupil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727269C1 RU2727269C1 RU2020100789A RU2020100789A RU2727269C1 RU 2727269 C1 RU2727269 C1 RU 2727269C1 RU 2020100789 A RU2020100789 A RU 2020100789A RU 2020100789 A RU2020100789 A RU 2020100789A RU 2727269 C1 RU2727269 C1 RU 2727269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eyepiece
- component
- lens
- positive
- glass
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
- G02B25/001—Eyepieces
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в приборах наблюдения, например, в зрительных трубках, или в оптических прицелах.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used in observation devices, for example, in telescopes, or in optical sights.
Известен окуляр с вынесенным выходным зрачком по патенту Республики Беларусь №6216 от 23.11.2001 г. Окуляр состоит из трех компонентов, первый по ходу луча компонент представляет положительную двояковыпуклую линзу. Второй компонент выполнен в виде линзы, склеенной из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, выпуклая поверхность которого обращена к пространству изображений. Третий компонент выполнен в виде положительной двухсклеенной линзы, содержащей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы.Known eyepiece with an extended exit pupil according to the patent of the Republic of Belarus No. 6216 from 23.11.2001, the eyepiece consists of three components, the first component along the beam is a positive biconvex lens. The second component is made in the form of a lens glued from a biconvex lens and a negative meniscus, the convex surface of which faces the image space. The third component is made in the form of a positive double-glued lens containing a biconvex and biconcave lenses.
При фокусном расстоянии 30 мм указанный окуляр имеет недостаточные удаление выходного зрачка 32 мм и диаметр выходного зрачка 5 мм, а также небольшое относительное отверстие 1:6. Кроме того, данный окуляр, пересчитанный на фокусное расстояние 24,958 мм, как у заявляемого окуляра, имеет недостаточное качество изображения, т.к. все аберрации, за исключением хроматических, исправлены неудовлетворительно.At a focal length of 30 mm, the specified eyepiece has an insufficient exit pupil distance of 32 mm and an exit pupil diameter of 5 mm, as well as a small relative aperture of 1: 6. In addition, this eyepiece, converted to a focal length of 24.958 mm, as in the claimed eyepiece, has insufficient image quality, because all aberrations, except for chromatic ones, are poorly corrected.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является окуляр с удаленным выходным зрачком по патенту РФ №191915 от 15.05.2019 г. Окуляр содержит три компонента, первый из которых состоит из склеенных отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, второй компонент содержит положительную двояковыпуклую линзу, третий - склеенный из двух линз, отличающийся тем, что во втором компоненте дополнительно размещен отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к пространству изображения, склеенный с положительной двояковыпуклой линзой, а третий склеенный компонент выполнен из отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной линзы. Положительные линзы первого и второго компонентов и отрицательная линза третьего компонента выполнены из стекла с показателем преломления 1,7≤n≤1,8 и коэффициентом дисперсии 44≤ν≤52, а отрицательные линзы первого и второго компонентов - из стекла с показателем преломления 1,72≤n≤1,77 и коэффициентом дисперсии 27≤ν≤30. Выполняются следующие условия: 0,3≤φ1/φ≤0,45; 0,48≤φ2/φ≤0,56; |0,17|≤φ3/φ≤|0,27|, где φ - оптическая сила всей системы, φi - оптическая сила i-го компонента.The closest in technical essence to the claimed - the prototype - is an eyepiece with a remote exit pupil according to RF patent No. 191915 dated 05/15/2019. The eyepiece contains three components, the first of which consists of glued negative biconcave and positive biconvex lenses, the second component contains a positive biconvex lens, the third is glued from two lenses, characterized in that the second component additionally contains a negative meniscus facing the concavity of the image space, glued with a positive biconvex lens, and the third glued component is made of a negative meniscus facing the concavity of the image space, and a positive lenses. The positive lenses of the first and second components and the negative lens of the third component are made of glass with a refractive index of 1.7≤n≤1.8 and a dispersion coefficient of 44≤ν≤52, and the negative lenses of the first and second components are made of glass with a refractive index of 1, 72≤n≤1.77 and a variance of 27≤ν≤30. The following conditions are met: 0.3≤φ 1 / φ≤0.45; 0.48≤φ 2 / φ≤0.56; | 0.17 | ≤φ 3 / φ≤ | 0.27 |, where φ is the optical power of the entire system, φ i is the optical power of the i-th component.
Указанный окуляр имеет небольшое удаление выходного зрачка, что может привести к травмированию глаза при стрельбе с использованием прицела с таким окуляром. Отношение удаления выходного зрачка к фокусному расстоянию окуляра составляет 1,2f', при фокусном расстоянии 22,36 мм удаление выходного зрачка равно 26,83 мм.The specified eyepiece has a small exit pupil distance, which can lead to eye injury when shooting using a scope with such an eyepiece. The ratio of the exit pupil distance to the focal length of the eyepiece is 1.2f ', with a focal length of 22.36 mm, the exit pupil distance is 26.83 mm.
Кроме того, окуляр имеет небольшое относительное отверстие 1:4,5, а также недостаточное качество изображения. Согласно приведенному в описании примеру рассчитанного окуляра его полихроматическая частотно-контрастная характеристика по всему полю для частоты 25 л/мм может составлять всего 40%. Кроме того, окуляр имеет сложную конструкцию, т.к. содержит 6 линз.In addition, the eyepiece has a small 1: 4.5 aperture ratio and poor image quality. According to the example of a calculated eyepiece given in the description, its polychromatic frequency-contrast characteristic over the entire field for a frequency of 25 l / mm can be only 40%. In addition, the eyepiece has a complex design, since contains 6 lenses.
Пересчет окуляра на фокусное расстояние 24,958 мм показал, что имеет место резкое падение качества изображения как для точки на оси, так и по всему полю зрения. При относительном отверстии 1:3,6 окуляр обладает недостаточным качеством изображения.The recalculation of the eyepiece to a focal length of 24.958 mm showed that there is a sharp drop in image quality both for a point on the axis and for the entire field of view. With an aperture ratio of 1: 3.6, the eyepiece has poor image quality.
Техническая проблема заключается в получении следующего технического результата: увеличение удаления выходного зрачка, увеличение относительного отверстия, повышение качества изображения и упрощение конструкции окуляра.The technical problem consists in obtaining the following technical result: increasing the removal of the exit pupil, increasing the relative aperture, improving the image quality and simplifying the eyepiece design.
Указанный технический результат достигается в предлагаемом окуляре. Окуляр, как и прототип, содержит три оптически связанных компонента, первый из которых состоит из склеенных отрицательной двояковогнутой и положительной двояковыпуклой линз, а третий - из склеенных отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной линзы. В отличие от прототипа второй компонент выполнен в виде положительной линзы, все положительные линзы выполнены из стекла с показателем преломления (n) 1,45≤n≤1,55 и коэффициентом дисперсии (ν) 65≤ν≤75, отрицательная линза первого компонента выполнена из стекла с показателем преломления 1,75≤n≤1,91 и коэффициентом дисперсии 23≤ν≤26, а отрицательная линза третьего компонента - из стекла с показателем преломления 1,55≤n≤1,65 и коэффициентом дисперсии 35≤ν≤40, при этом выполняются следующие соотношения: 1,85≤φ1/φ≤1,95; 2,3≤φ2/φ≤2,4; |0,95|≤φ3/φ≤|1,15|, где: φ - оптическая сила окуляра, φ1, φ2, φ3 - оптические силы соответственно первого, второго и третьего компонентов.The specified technical result is achieved in the proposed eyepiece. The eyepiece, like the prototype, contains three optically connected components, the first of which consists of glued negative biconcave and positive biconvex lenses, and the third consists of glued negative meniscus, concavely facing the image space, and a positive lens. Unlike the prototype, the second component is made in the form of a positive lens, all positive lenses are made of glass with a refractive index (n) 1.45≤n≤1.55 and a dispersion coefficient (ν) 65≤ν≤75, the negative lens of the first component is made made of glass with a refractive index of 1.75≤n≤1.91 and a dispersion coefficient of 23≤ν≤26, and the negative lens of the third component is made of glass with a refractive index of 1.55≤n≤1.65 and a dispersion coefficient of 35≤ν≤ 40, while the following ratios are satisfied: 1.85 φ 1 / φ ≤ 1.95; 2.3≤φ 2 / φ≤2.4; | 0.95 | ≤φ 3 / φ≤ | 1.15 |, where: φ is the optical power of the eyepiece, φ 1 , φ 2 , φ 3 are the optical powers of the first, second and third components, respectively.
Второй компонент может быть выполнен в виде двояковыпуклой или плосковыпуклой линзы. Положительные линзы второго и третьего компонентов могут быть двояковыпуклыми или плосковыпуклыми.The second component can be made in the form of a biconvex or plano-convex lens. The positive lenses of the second and third components may be biconvex or plano-convex.
Пример конкретной реализации окуляра показан на чертежах.An example of a specific implementation of an eyepiece is shown in the drawings.
На фиг. 1 приведена оптическая схема окуляра.FIG. 1 shows the optical diagram of the eyepiece.
На фиг. 2 приведен график дисторсии.FIG. 2 shows the distortion graph.
На фиг. 3 приведены графики поперечных сферической аберрации для основной длины волны 546 нм (δY'λ0) и хроматической аберрации положения для длин волн 480 нм (δY'λ1) и для 643,8 нм (δY'λ2).FIG. 3 shows plots of transverse spherical aberration for the fundamental wavelength of 546 nm (δY ' λ0 ) and chromatic aberration of position for wavelengths 480 nm (δY' λ1 ) and for 643.8 nm (δY ' λ2 ).
На фиг. 4 приведены графики кривизны в меридианальной (Z'm) и саггитальной (Z's) плоскостях.FIG. 4 shows the graphs of curvature in the meridian (Z'm) and sagittal (Z's) planes.
На фиг. 5 приведен график хроматизма увеличения для разности длин волн 480 нм и 643,8 нм (δY'λ2-λ1).FIG. 5 is a graph of magnification chromatism for the difference between the wavelengths of 480 nm and 643.8 nm (δY ' λ2-λ1 ).
Окуляр (фиг. 1) содержит три оптически связанных компонента. Первый по ходу луча компонент состоит из склеенных отрицательной двояковогнутой линзы 1 и положительной двояковыпуклой линзы 2, второй компонент выполнен в виде положительной плоско-выпуклой линзы 3, третий компонент - состоит из склеенных отрицательного мениска 4, обращенного вогнутостью к пространству изображения, и положительной двояковыпуклой линзы 5.The eyepiece (Fig. 1) contains three optically coupled components. The first component along the ray path consists of a glued
Окуляр работает следующим образом. Расходящиеся пучки лучей, исходящие из точек предмета, преломляются всеми компонентами окуляра, преобразуются в параллельные пучки и строят изображение предмета. Лучи от объекта наблюдения проходят через первый компонент, внося положительные сферическую аберрацию, астигматизм и кривизну. Второй компонент их частично компенсирует, а третий компонент строит изображение в бесконечности, компенсируя остаточные аберрации.The eyepiece works as follows. Diverging beams of rays emanating from the points of the object are refracted by all components of the eyepiece, converted into parallel beams and build an image of the object. The beams from the object of observation pass through the first component, introducing positive spherical aberration, astigmatism and curvature. The second component partially compensates for them, and the third component builds an image at infinity, compensating for residual aberrations.
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан окуляр с конструктивными параметрами, приведенными в таблице 1.As a specific example of implementation of the invention, an eyepiece is calculated with the design parameters shown in Table 1.
Из таблицы следует, что в рассчитанном окуляре φ1/φ=1,9; φ2/φ=2,35; φ3/φ=|0,98|. Эти соотношения, а также показатели преломления и коэффициенты дисперсии указанных стекол линз находятся в заявленных диапазонах.From the table it follows that in the calculated eyepiece φ 1 / φ = 1.9; φ 2 / φ = 2.35; φ 3 / φ = | 0.98 |. These ratios, as well as the refractive indices and dispersion coefficients of these lens glasses are within the stated ranges.
Оптические характеристики окуляра:Eyepiece optical characteristics:
В данном окуляре по сравнению с прототипом при фокусном расстоянии 24,96 мм удаление выходного зрачка увеличено в 2,2 раза, а относительное отверстие - в 1,25 раза. Высокое качество изображения окуляра продемонстрировано графиками на фиг. 2-5.In this eyepiece, compared with the prototype at a focal length of 24.96 mm, the exit pupil removal is increased by 2.2 times, and the relative aperture is increased by 1.25 times. The high quality of the eyepiece image is demonstrated by the graphs in FIG. 2-5.
Дисторсия (фиг. 2) для угла поля зрения 21° составляет менее 1%. Остаточные аберрации окуляра в обратном ходе лучей для точки на оси при относительном отверстии 1:3,6 составляют: продольная сферическая аберрация - не более 0,08 мм, поперечная сферическая аберрация - не более 0,01 мм, поперечный хроматизм положения- не более 0,01 мм. Для углового поля зрения 21° меридиональный астигматический отрезок (Z'm) составляет не более 1,1 мм, саггитальныйй астигматический отрезок (Z's)- не более 0,28 мм, а хроматическая аберрация увеличения - не более 0,007 мм.The distortion (FIG. 2) for a 21 ° field of view is less than 1%. Residual aberrations of the eyepiece in the return path of the beams for a point on the axis at a relative aperture of 1: 3.6 are: longitudinal spherical aberration - no more than 0.08 mm, transverse spherical aberration - no more than 0.01 mm, transverse chromatism of position - no more than 0 , 01 mm. For an angular field of view of 21 °, the meridional astigmatic segment (Z'm) is not more than 1.1 mm, the sagittal astigmatic segment (Z's) is not more than 0.28 mm, and the chromatic aberration of magnification is not more than 0.007 mm.
Из приведенных графиков (фиг. 2, 3, 4, 5) следует, что в предлагаемом окуляре значительно исправлены аберрации и получено высокое качество изображения.From the given graphs (Fig. 2, 3, 4, 5) it follows that in the proposed eyepiece aberrations are significantly corrected and a high image quality is obtained.
Указанные технические результаты достигаются при показателях преломления и коэффициентах дисперсии стекла линзы 1 в диапазонах 1,75≤n≤1,91 и 23≤ν≤26, линз 2, 3 и 5 - в диапазонах 1,45≤n≤1,55 и 65≤ν≤75, линзы 4 - в диапазонах 1,55≤n≤1,65 и 35≤ν≤40, а также при выполнении заявленных соотношений оптических сил: 1,85≤φ1/φ≤1,95; 2,3≤φ2/φ≤2,4; |0,95|≤φ3/φ≤|1,15|.The specified technical results are achieved with the refractive indices and dispersion coefficients of glass of
Таким образом, по сравнению с прототипом, в предлагаемом окуляре, имеющем более простую конструкцию, увеличены удаление выходного зрачка до 60 мм и относительное отверстие до 1:3,6 и повышено качество изображения.Thus, in comparison with the prototype, in the proposed eyepiece, which has a simpler design, the distance of the exit pupil is increased to 60 mm and the relative aperture to 1: 3.6 and the image quality is improved.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100789A RU2727269C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Fast eyepiece with remote exit pupil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100789A RU2727269C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Fast eyepiece with remote exit pupil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727269C1 true RU2727269C1 (en) | 2020-07-21 |
Family
ID=71741233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100789A RU2727269C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Fast eyepiece with remote exit pupil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727269C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56128913A (en) * | 1980-03-15 | 1981-10-08 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Eye piece lens |
US4792214A (en) * | 1986-11-28 | 1988-12-20 | Hughes Aircraft Company | Optical magnifying system: 10 x loupe |
RU2229150C1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-05-20 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Eyepiece |
RU191915U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-28 | Акционерное общество "ЛОМО" | Ocular with a remote exit pupil |
-
2020
- 2020-01-09 RU RU2020100789A patent/RU2727269C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56128913A (en) * | 1980-03-15 | 1981-10-08 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Eye piece lens |
US4792214A (en) * | 1986-11-28 | 1988-12-20 | Hughes Aircraft Company | Optical magnifying system: 10 x loupe |
RU2229150C1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-05-20 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Eyepiece |
RU191915U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-28 | Акционерное общество "ЛОМО" | Ocular with a remote exit pupil |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2451312C1 (en) | Objective lens | |
RU192789U1 (en) | FOUR-LENS APOCHROMATIC LENS | |
US6882481B2 (en) | Optical arrangement for high power microobjective | |
RU2727269C1 (en) | Fast eyepiece with remote exit pupil | |
RU2359295C1 (en) | Telescopic galilei-type optical system | |
RU195924U1 (en) | LENS | |
RU2738341C1 (en) | Lens with a spectro-splitting unit | |
RU191915U1 (en) | Ocular with a remote exit pupil | |
RU2547005C1 (en) | Apochromatic lens | |
RU2652660C1 (en) | Eyepiece with increased eye relief of the exit pupil | |
RU2681246C1 (en) | Rapid eyepiece with removable exit pupil | |
RU2316795C1 (en) | Two-lens objective | |
RU196376U1 (en) | Four-lens apochromatic lens | |
US6914728B2 (en) | Optical arrangement for microscope objective | |
RU204248U1 (en) | LENS | |
RU2784320C1 (en) | Apochromat lens | |
RU2386988C1 (en) | Lens | |
RU2364901C1 (en) | Ocular | |
RU2759050C1 (en) | Doublet-objective lens | |
RU2092880C1 (en) | Ocular | |
RU2377619C1 (en) | High-aperture lens | |
RU2427864C1 (en) | Eyepiece with pinhole exit pupil | |
SU1728837A1 (en) | Eyepiece | |
RU2746594C1 (en) | Double lens | |
RU2752813C1 (en) | Apochromatic objective for wide spectrum area |