SU1509801A1 - Зеркальна лупа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании устройств дл  облегчени  чтени  текста при плохом зрении. Цель изобретени  - повышение качества изображени . Лучи от предмета испытывают полное внутреннее отражение на гипотенузной грани 11 пр моугольной призмы 9, затем падают на вогнутое сферическое зеркало 4, нанесенное на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы 2. После отражени  от зеркала 4 лучи снова попадают на гипотенузную грань 11 и выход т за пределы призмы 9. В призме 8 и плосковыпуклой линзе 1 с зеркальной поверхностью 3 лучи распростран ютс  аналогично. 4 ил.

Description

12

(Л

Плкуесть преанета

ел

о со сх

15 Изобретение относитс  к оптичес-

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

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изображени .

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

Зеркальна  лупа содержит две плос ковьшуклые линзы 1 и 2, на выпуклых поверхност х которых нанесены зеркальные отражающие покрыти  3 и 4. Оптические оси 5 и 6 этих линз параллельны плоскости предмета 7 и между собой. Плосковыпукла  линза 1 склеена с пр моугольной призмой 8, а лин- за 2-е призмой 9. Два склеенных компонента обращены друг к другу гипоТенузными гран 1-1И 10 и 11 призм. Рассто ние между компонентами не превышает 0,1 мм. Компоненты смещены вдоль гипотенузных граней на величину S . Выходной зрачок 12 располагаетс  на рассто нии, удобном дл  наблюдени . Предметна  плоскость имеет плоскость пр моугольника.

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

Зеркальна  лупа предназначена дл 

чтени  печатного текста, которьй рас-35 сто нии не более 0,1 мм.

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

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

Так как оптическа  сис н етс  зеркальной, то рад ностей  вл ютс  пологими. тельно, поверхности лупы малыми относительнь1ми отв поэ.тому сферическа  аберр Как уже было сказано, ком сутствует. Указанна  сист поэтому хорошее качество Поскольку радиусы зеркал линзы могут иметь значите в сагиттальном сечении, ч чивает, возможность биноку блюдени  объекта,

Пр моугольные призмы 8 и 9 имеют неравные острые углы. Синус острого угла oi J прилегающего к входной грани дл  обеспечени  полного внутреннего отражени , должен быть больше

, так как при вс ком угле падени .

большем - . п

луч полностью отражаетс  из которой он расвнутрь той среды, простран етс .

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- лагаетс  втора  часть, котора  работает симметрично первой, чтобы исключить кому.

Втора  часть лупы смещена относительно первой вдоль гипотенузной град

НИ на величину - sin 2(ot-p)) дл  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 склеиватьс , между ними должен быть воздушньй промежуток. Если две части лупы склеить по гипотенузной грани , тогда пол читс  плоскопараллель- на  пластинка. Конструктивно вполне вьшолнимо условие, чтобы гипотенузные грани были расположены на рас0 д

5

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

Так как оптическа  система выполн етс  зеркальной, то радиусы поверхностей  вл ютс  пологими. Следоваг тельно, поверхности лупы работают с малыми относительнь1ми отверсти ми, поэ.тому сферическа  аберраци  мала. Как уже было сказано, кома в лупе отсутствует . Указанна  система имеет поэтому хорошее качество изображени . Поскольку радиусы зеркал пологие, то линзы могут иметь значительньй размер в сагиттальном сечении, что обеспечивает , возможность бинокул рного наблюдени  объекта,

Поле в меридиональном сечении ограничено размером призмы.

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

призмы и плоековыпуклой линзы.

J

в зеркальной лупе из-за введени  пр моугольных 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 пр моуголь- ной призмы дл  этого выбрано таким образом, чтобы гипотенузна  грань каждой призмы работала как на полное внутреннее отражение, так и на пре

рмула и

6 зоб

р е т е и и  

Зеркальна  лупа, содержаща  два зеркала, одно из которых вогнутое сферическое, причем оба зеркала выполнены в виде пр моугольников, стороны которых взаимно параллельны, отличающа с , тем, что, с целью повьппени  качества изображени , между зеркалами размещены две одинаковые пр моугольные призмы, обращенные одна к другой гипотенузными гран ми, на противоположные катетные грани которых наклеены одинаковые плосковьшуклые линзы, при этом зеркала нанесены на выпуклые поверхности плоековыпуклых линз, оптические оси которых параллельны одна

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

В качестве примера конкретного вьшолнени  рассчитана зеркальна  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, пр моугольные 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 св заны соотношени ми

1, п

sin 45 sin (х:

5 & X sin2(oi-/3),

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

у Плоскость предмета

7

Фие.З

ФиеЛ

Claims (3)

1. Фо'рмула изобретения

   Зеркальная лупа, содержащая два
2. 5 зеркала, одно из которых вогнутое сферическое, причем оба зеркала выполнены в виде прямоугольников, стороны которых взаимно параллельны, отличающаяся, тем, что, 1Q с целью повышения качества изображения, между зеркалами размещены две одинаковые прямоугольные призмы, обращенные одна к другой гипотенузными гранями, на противоположные катетные 15 грани которых наклеены одинаковые плосковыпуклые линзы, при этом зеркала нанесены на выпуклые поверхности плосковыпуклых линз, оптические оси которых параллельны одна

   20 другой, все компоненты выполнены из стекла одной марки, прямоугольные призмы сдвинуты одна относительно другой вдоль гипотенузной грани на величину δ , а в каждой из призм 25 угол об, противолежащий зеркальной грани, другой угол β и величина ί связаны соотношениями sin 45° < sin ot < — » η
3. 8 — χ sin2(o6-/3), где η - показатель преломления материала призм и линз;

   а - размер катетной грани каждой из призм, противолежащий

   35 углу β .

   Плоскость фиг. 2

   ФигЛ