окуляр

Формула изобретения

Окуляр, содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - положительный, включающий первую линзу, второй компонент - двухлинзовый склеенный из второй - двояковыпуклой линзы и третьей линзы - отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента, отличающийся тем, что первый компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы с равными по абсолютной величине радиусами оптических поверхностей и, кроме того, имеют место условия

n₁=n ₂;

1,6<n₁<1,63;

1,78<n₃<2,2;

₁= ₂;

50< ₁<59;

16< ₃<26,5,

где n ₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

₁, ₂, ₃ - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е, кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по абсолютной величине находится в диапазоне от 0,8 до 0,96.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в различных телескопических системах и микроскопах.

Известна оптическая система трехлинзового окуляра [Патент России №2239213, G 02 В 25/00, публ. 2004 г.], состоящая из двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза, причем имеют место условия:

|R₃|=R₄=|R ₅|,

1,1f<D<1,4f,

1,64<n ₁<1,78,

n₂=n ₃

1,59<n₂=n ₃<1,62,

где R₃, R ₄, R₅ - радиусы третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей;

D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы;

f - фокусное расстояние всего окуляра;

n₁, n ₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Но данный окуляр имеет малый передний фокальный отрезок 13,92 мм при фокусном расстоянии 24,8 мм.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является окуляр [И.А.Турыгин. Прикладная оптика. М.: Машиностроение, 1966 г., стр.425], состоящий из (в порядке от предмета) двух компонентов, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы, второй компонент - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента. В окуляре имеют место условия:

n₁ =n₄=1,620543

n₂ =n₃=1,518294

₁= ₄=36,35

₂= ₃=63,83.

где n ₁, n₂, n₃, n₄ - показатели преломления материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии е;

₁, ₂, ₃, ₄ - коэффициенты дисперсии материала первой, второй, третьей и четвертой линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по модулю равно 0,445.

Однако этот окуляр имеет малый передний фокальный отрезок - 18,9 мм и малый угол поля зрения 2W=38 град. 38 мин при фокусном расстоянии 25 мм, а также сложную четырехлинзовую оптическую схему и недостаточную технологичность, так как необходимо и в первом, и во втором компонентах применять склеивание оптических поверхностей.

Задачей заявляемого изобретения является создание окуляра с улучшенными эксплуатационными характеристиками, упрощенной оптической схемой и повышенной технологичностью.

Технический результат - увеличение переднего фокального отрезка, увеличение угла поля зрения, упрощение оптической схемы и повышение технологичности.

Это достигается тем, что в окуляре, содержащем два компонента, первый из которых по ходу лучей - положительный, включающий первую линзу, второй компонент - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой второй линзы и третьей линзы - отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению, причем радиус последней оптической поверхности первого компонента по абсолютной величине равен радиусу первой оптической поверхности второго компонента, в котором, в отличие от известного, первый компонент выполнен в виде одиночной двояковыпуклой линзы с равными по абсолютной величине радиусами оптических поверхностей, и, кроме того, имеют место условия:

n₁=n ₂

1,6<n₁<1,63

1,78<n ₃<2,2

₁= ₂

50< ₁<59

16< ₃<26,5,

где n ₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

₁, ₂, ₃ - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по абсолютной величине находится в диапазоне от 0,8 до 0,96.

На чертеже изображена оптическая схема окуляра.

Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - одиночная двояковыпуклая линза 1, второй - двухлинзовый склеенный из двояковыпуклой линзы 2 и отрицательного мениска 3. Выходной зрачок расположен за окуляром.

Окуляр работает следующим образом.

Световой поток, исходящий из плоскости предметов, находящейся в переднем фокусе окуляра, которая может быть и промежуточной плоскостью изображений, проходит через окуляр и изображается окуляром в бесконечности, причем выходной зрачок окуляра совпадает с входным зрачком глаза наблюдателя, расположенным за окуляром.

В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан окуляр с конструктивными данными, представленными в табл.1.

Таблица 1
Радиусы, мм	Толщины, мм	Марка стекла	Показатель преломления n e	Коэфф. дисперсии e	Световой диаметр, мм
R1=48,19					22
	d 1=5,8	TK16	1,615192	58,09
R2=-48,19					22
	d2=0,6		1
R3=48,19					22
	d3=8,5	TK16	1,615192	58,09
R 4=-18,578					22
	d4=2,5	ТФ10	1,813767	25,17
R5=-51,4					18

Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:

Фокусное расстояние окуляра f'	24,92 мм
Диаметр выходного зрачка	5,6 мм
Угловое поле в пространстве изображений	43 град.
Удаление выходного зрачка	20 мм
Передний фокальный отрезок	-20,77 мм

В предлагаемом изобретении имеют место равенства:

n₁ =n₂=1,615192

n₃ =1,813767

₁= ₂=58,09

₃=25,17,

где n ₁, n₂, n₃ - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е;

₁, ₂, ₃ - коэффициенты дисперсии материала первой, второй и третьей линз для линии е.

Кроме того, отношение радиуса первой оптической поверхности второго компонента к радиусу последней оптической поверхности второго компонента по модулю равно 0,9375.

В табл.2 приведены аберрации для =0, 54607 мкм предложенного окуляра по варианту конкретного исполнения.

Таблица 2
Вид аберрации	Предложенный окуляр (не более)
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:4,4	0,024 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W=43 град.	0,089 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W=43 град.	0,099 мм
Меридиональный астигматический отрезок Хм для поля зрения 2W=43 град.	1,39 мм
Сагиттальный астигматический отрезок Xs для поля зрения 2W=43 град.	-0,705 мм
Дисторсия для поля зрения 2W=43 град.	-5,9%

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан окуляр с увеличенным передним фокальным отрезком - 20,77 мм, увеличенным углом поля зрения 2W=43 град., упрощенной оптической схемой и повышенной технологичностью.