Зеркально-линзовый бинокль

Полезная модель относится к оптическим приборам, а именно к биноклям, строящим прямое изображение предмета.
Известен светосильный зеркально-линзовый объектив [RU 2368924, С2, G02B 17/08, 27.09.2007], содержащий фронтальный компонент, основное зеркало в виде линзы Манжена с центральным отверстием, вторичное зеркало и близфокальный компенсатор, причем, фронтальный компонент выполнен из положительной линзы и отрицательной линзы с центральным отверстием, разделенных тонкой воздушной линзой, обращенной вогнутостью к объекту, с толщиной по оси, не превышающей 0,4% от фокусного расстояния f' объектива, и пределов радиусов кривизны поверхностей, составляющих 0,3-0,5 от f', вторичное зеркало нанесено на второй поверхности первой линзы фронтального компонента, близфокальный компонент выполнен из положительной и отрицательной линз, которые установлены в сходящемся пучке, причем все оптические преломляющие элементы выполнены из стекла одной марки.
Недостатком этого технического решения является относительно низкие показатели частотно-контрастной характеристики по полю.
D
D
Известен также зеркально-линзовый объектив [RU 2521155, C1, G02B 17/08, 27.06.2014], состоящий по ходу луча из плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклостью к плоскости предметов, на центральную часть плоской поверхности которой нанесено зеркальное покрытие, зеркала Манжена, обращенного вогнутостью к плоскости предметов, в центре которого выполнено отверстие, и положительного склеенного мениска, обращенного выпуклостью к плоскости предметов, отличающийся тем, что плосковыпуклая линза и зеркало Манжена выполнены из одного материала, средняя дисперсия которого находится в интервале 63≥υ≥66, а расстояние от первой линзы до склеенного мениска находится в пределах от 0,35×f' до 0,45×f', где: υ - средняя дисперсия (число Аббе) для линии D спектра, a f' - фокусное расстояние объектива.
Недостатком этого технического решения также является относительно низкие показатели частотно-контрастной характеристики по полю.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является зеркально-линзовый объектив [RU 2 333 518, С2, G02B 17/08, 10.09.2008], содержащий двухлинзовый коррекционный элемент, выполненный в виде отрицательной и положительной линз, первичный отражатель, вторичное выпуклое сферическое зеркало с внешним отражающим покрытием, обращенное выпуклостью к изображению, и двухлинзовый компенсатор, выполненный в виде двояковогнутой и двояковыпуклой линз, расположенных между вторичным зеркалом и плоскостью изображения, причем первичный отражатель выполнен в виде вогнутого сферического зеркала с внешним отражающим покрытием, вогнутостью обращенного к предмету, а двояковогнутая линза двухлинзового компенсатора удалена от двояковыпуклой на расстояние (0,06…0,12)f', где f' - фокусное расстояние объектива.
Особенностью этого технического решения является то, что эквивалентное фокусное расстояние двухлинзового коррекционного элемента составляет (6…9)f', а двухлинзового компенсатора (-l,5…0,9)f'.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно большой коэффициент центрального экранирования и относительно низкие показатели частотно-контрастной характеристики по полю.
Задачей, решаемой в полезной модели, является создание бинокля (бинокулярной телескопической системы на базе зеркально-линзового объектива) с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Требуемый технический результат заключается в улучшении частотно-контрастной характеристики по полю, включая уменьшение коэффициента центрального экранирования объектива.
1
2
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в зеркально-линзовом бинокле, содержащем установленные на одной оптической оси объектив и окуляр, сопряженные между собой в промежуточном фокусе, причем окуляр содержит двухлинзовый коррекционный элемент, выполненный из склейки положительной и отрицательной линз, согласно полезной модели, объектив выполнен в виде установленных по ходу оптической оси отрицательной менисковой линзы, положительной менисковой линзы, линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала, а также вогнутого зеркала с центральным отверстием, а окуляр содержит положительную линзу, установленную перед двухлинзовым коррекционным элементом, при этом радиус r вогнутой поверхности отрицательной менисковой линзы и радиус rвогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала выбирают из условия компенсации полевых и хроматических аббераций 0,9≤r1/r2≤1,35, а соотношение радиусов кривизны поверхностей вогнутого зеркала с центральным отверстием и вогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала из условия 1:3.
На чертеже представлены:
на фиг. 1 - оптическая схема зеркально-линзового бинокля;
на фиг. 2 - конструктивные параметры зеркально-линзового бинокля.
На фиг. 1 обозначены:
1 - отрицательная менисковая линза;
2 - положительная менисковая линза;
3 - линза с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала;
4 - вогнутое зеркало с центральным отверстием;
5 - положительная линза;
6 - положительная линза двухлинзового коррекционного элемента;
7 - отрицательная линза двухлинзового коррекционного элемента, выполненного из склейки положительной и отрицательной линз.
На фиг. 2 представлены графики частотно-контрастной характеристики зеркально-линзового бинокля для точки на оптической оси и для полевых точек для ω=1° и для ω=2,15° для меридиональной и сагиттальной плоскостей наблюдения и показан дифракционной предел идеальной оптической схемы.
Зеркально-линзовый бинокль содержит установленные на одной оптической оси объектив, образованный в виде установленных по ходу оптической оси отрицательной менисковой линзы 1, положительной менисковой линзы 2, линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала и вогнутого зеркала 4 с центральным отверстием, а также окуляр, сопряженный с объективом в промежуточном фокусе, причем окуляр содержит положительную линзу 5 и двухлинзовый коррекционный элемент, выполненный из склейки положительной линзы 6 двухлинзового коррекционного элемента и отрицательной линзы 7 двухлинзового коррекционного элемента.
1
2
Особенностью предложенного технического решения является то, что радиус r вогнутой поверхности отрицательной менисковой линзы и радиус rвогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала выбирают из условия компенсации полевых и хроматических аберраций 0,9≤r1/r2≤1,35, а соотношение радиусов кривизны поверхностей вогнутого зеркала с центральным отверстием и вогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала выбирают из условия 1:3 для снижения коэффициента центрального экранирования.
Зеркально-линзовый бинокль работает следующим образом.
1
2
Световой поток от предмета проходит через отрицательную менисковую линзу 1, положительную менисковую линзу 2 и линзу 3 с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала. Затем световой поток проходит оптический двухлинзовый коррекционный элемент, выполненный из склейки положительной 6 и отрицательной 7 линз, где компенсируются полевые и хроматические аберрации. Далее световой поток попадает на вогнутое зеркало 4 с центральным отверстием и затем на зеркало, нанесенное на вогнутую поверхность линзы 3, после чего фокусируется в промежуточной плоскости, сопряженной с фокусом окуляра. При этом для получения требуемого технического результата радиус r вогнутой поверхности отрицательной менисковой линзы и радиус r вогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала выбирают из условия компенсации полевых и хроматических аберраций 0,9≤r1/r2≤1,35, а соотношение радиусов кривизны поверхностей вогнутого зеркала с центральным отверстием и вогнутой поверхности линзы с нанесенной на ее вогнутую поверхность зеркала из условия 1:3.
Предлагаемая схема зеркально-линзового бинокля, конструктивные параметры которого приведены на фиг. 2 обеспечивает контраст изображения для визуального наблюдения на пространственной частоте выше 60 лин/мм по полю в угловой мере 2ω=5°, коэффициент центрального экранирования мене 0,4.
Этим самым обеспечивается достижение требуемого результата, который заключается в улучшении эксплуатационных характеристик бинокля.