Широкоугольный окуляр

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к окулярам, и может быть использована в наблюдательных оптических приборах.
Известен окуляр [1], содержащий три компонента, первый из которых выполнен в виде двусклеенной линзы, состоящей из отрицательной и положительной линз, второй - одиночная положительная линза и третий - положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету. Окуляр имеет увеличенную светосилу и хорошее качество изображения.
Недостатком данного окуляра является небольшое поле зрения 2ω=34,2° и небольшой передний отрезок, равный 0,57 фокусного расстояния.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является окуляр [2], состоящий из трех компонентов, первый из которых двусклеенная линза, состоящая из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй компонент - одиночная двояковыпуклая линза, третий компонент - двусклеенная линза, состоящая из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к изображению. Двояковогнутые линзы первого и третьего компонентов окуляра выполнены из одной марки стекла и имеют показатель преломления 1,6<n<1,618.
При высокой технологичности данного окуляра к его недостаткам следует отнести малый вынос выходного зрачка, составляющий 0,7f', малый передний отрезок 0,3f' и большие аберрации на краю поля зрения, в частности большой астигматизм и дисторсию, из-за которых ухудшается качество изображения.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение переднего рабочего отрезка, удаления выходного зрачка и повышение качества изображения по всему полю зрения.
Широкоугольный окуляр состоит из трех компонентов, первый из которых двусклеенная линза, состоящая из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй - одиночная двояковыпуклая линза, третий - положительная двусклеенная линза, в отличие от прототипа положительная двусклеенная линза третьего компонента выполнена в виде мениска, обращенного вогнутой стороной к пространству изображений и склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, при этом двояковогнутые линзы первого и третьего компонентов выполнены из материала с показателем преломления 1,8≤n≤1,85 и коэффициентом дисперсии 25≤v≤27, а двояковыпуклые линзы первого и третьего компонентов выполнены из материала с показателем преломления 1,69≤n≤1,75 и коэффициентом дисперсии 50≤v≤55.
Выполнение третьего компонента в виде мениска, обращенного вогнутой стороной к пространству изображений, увеличило удаление выходного зрачка до значения не менее 1,1f'. Выбор марок стекол с указанными показателями преломления и коэффициентами дисперсии обеспечил уменьшение хроматических аберраций. Кроме этого, конструктивное выполнение широкоугольного окуляра позволило увеличить передний отрезок окуляра до значения не менее 0,64f', уменьшить полевые аберрации, в частности астигматизм и дисторсию, и обеспечить высокое качество изображения.
На фиг. 1 представлена оптическая схема широкоугольного окуляра.
На фиг. 2 представлены графики поперечных аберраций в меридианальном (Y) и сагиттальном (X) сечениях для точки на оси и двух точек поля зрения (W) при расчете в обратном ходе лучей для видимой области спектра.
На фиг. 3 представлены графики аберраций главных лучей (астигматизма и дисторсии), в зависимости от угла поля зрения (W) при расчете в обратном ходе лучей для видимой области спектра.
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Широкоугольный окуляр (фиг. 1) состоит из трех компонентов. Первый компонент - двусклеенная линза, состоящая из двояковогнутой линзы 1 из стекла марки ТФ10 с показателем преломления n=1,8138 и коэффициентом дисперсии ν=25,17 и двояковыпуклой линзы 2 из стекла марки СТК19 с показателем преломления n=1,7476 и коэффициентом дисперсии ν=50,21. Второй компонент - одиночная двояковыпуклая линза 3 из стекла марки СТК19 с показателем преломления n=1,7476 и коэффициентом дисперсии ν=50,21. Третий компонент - положительная двусклеенная линза, выполненная в виде мениска, обращенного вогнутой стороной к пространству изображений и склеенного из двояковыпуклой линзы 4 из стекла марки СТК12 с показателем преломления n=1,695 и коэффициентом дисперсии ν=54,81 и двояковогнутой линзы 5 из стекла марки ТФ10 с показателем преломления n=1,8138 и коэффициентом дисперсии ν=25,17.
Конструктивные параметры широкоугольного окуляра приведены в таблице.
Предлагаемый широкоугольный окуляр работает следующим образом: расходящиеся пучки лучей от плоскости предмета, расположенного в передней фокальной плоскости широкоугольного окуляра, проходят последовательно через двояковогнутую линзу 1 и двояковыпуклую линзу 2 первого компонента, одиночную двояковыпуклую линзу 3 второго компонента, двояковыпуклую линзу 4 и двояковогнутую линзу 5 третьего компонента, преобразуются в параллельные пучки и строят на сетчатке глаза изображение плоскости предметов.
Увеличенный размер переднего отрезка до значения не менее 0,64f' позволяет размещать между плоскостью предметов широкоугольного окуляра и его первым компонентом специальные оптические элементы, с помощью которых в поле зрения можно вводить различную служебную информацию. При этом большое удаление выходного зрачка, не менее 1,1f', позволяет наблюдателю комфортно рассматривать поле зрения широкоугольного окуляра и служебную информацию.
Высокое качество изображения широкоугольного окуляра (фиг. 2, 3) и большое относительное отверстие 1:6 соответствуют требованиям современных приборов и позволяют использовать широкоугольный окуляр в сумеречных условиях наблюдения.
Основные характеристики широкоугольного окуляра, мм:
фокусное расстояние
29,5
диаметр выходного зрачка
5
линейное поле зрения
30,4
расстояние от первой поверхности до предмета
19
удаление выходного зрачка
33
Источники информации
1. RU 2042971 С1 (ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (RY)), публикация 27.08.1995.
2. RU 2229150 С1 (ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (RY)), публикация 20.05.2004 (прототип).