ОКУЛЯР
OCULAR

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в окулярах телескопических систем и микроскопов.
Известен трехлинзовый окуляр (патент США №5764418; G02В 25/00; 13/18; НКИ 359/646; 359/717, публ. 1998 г.), состоящий из (в порядке от предмета) из двух компонентов, первый из которых - двухлинзовый, склеенный из двояковогнутой линзы и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза с более крутой оптической поверхностью со стороны предмета. Соблюдается условие:
1,40f<D<l,48f,
где: D - расстояние от передней фокальной точки окуляра до вершины второй поверхности по ходу лучей второй двояковыпуклой линзы,
f - фокусное расстояние всего окуляра.
Окуляр имеет малую технологичность, так как радиусы, по крайней мере, четырех оптических поверхностей разные, что требует применения своего пробного стекла и обрабатывающего инструмента на каждую оптическую поверхность.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является окуляр (патент России №2239213; G02В 25/00, публ. 2004 г.), содержащий два компонента, первый из которых по ходу лучей - двухлинзовый, склеенный из отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и первой двояковыпуклой линзы, второй компонент - вторая двояковыпуклая линза и, кроме того, имеют место соотношения:
3
4
5
|R|=R=|R|,
1,1f′<D<1,4f′,
1
1,64<n<1,78,
2
3
1,59<n=n<1,62,
3
4
5
где: R, R, R - радиусы кривизны третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей;
1
2
3
n, n, n - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз для линии е.
Данный окуляр имеет недостаточное угловое поле в пространстве изображений 46 град. и недостаточное удаление выходного зрачка 20 мм.
Задачей изобретения является создание окуляра с улучшенными эксплуатационными характеристиками при высоком качестве изображения.
Технический результат - увеличение углового поля в пространстве изображений и удаление выходного зрачка при высоких качестве изображения и уровне технологичности.
Это достигается тем, что в окуляре, содержащем два компонента, первый из которых по ходу луча - двухлинзовый склеенный из отрицательной и двояковыпуклой линзы, второй компонент - двояковыпуклая линза, и в котором имеют место соотношения:
1
1,64<n<1,78,
2
3
1,59<n=n<1,62,
1
2
3
где: n, n, n - показатели преломления материала первой, второй и третьей линз по ходу луча для линии е,
в отличие от известного отрицательная линза выполнена двояковогнутой, и имеют место соотношения:
4
5
|R|<|R|,
2
3
4
|R|=|R|=|R|,
2
3
4
5
где: R, R, R, R - радиусы второй, третьей, четвертой и пятой оптических поверхностей.
На чертеже изображена оптическая схема окуляра.
Окуляр состоит из двух последовательно расположенных по ходу луча от предмета компонентов, первый из которых - двухлинзовый склеенный из двояковогнутой линзы 1 и двояковыпуклой линзы 2, второй - одиночная двояковыпуклая линза 3. Выходной зрачок находится за линзой 3.
Окуляр работает следующим образом.
Перед линзой 1 в переднем фокусе находится плоскость предметов, изображение которой за окуляром находится в бесконечности и рассматривается глазом наблюдателя, расположенным за линзой 3.
В качестве конкретного примера реализации изобретения рассчитан окуляр со следующими конструктивными параметрами:
Таблица 1
Радиус, мм
Толщина, мм
Марка стекла
Показатель преломления n<sub>e</sub>
Коэфф. дисперсии ν<sub>e</sub>
Световой диаметр, мм
R<sub>1</sub>=-120,23
26
d<sub>1</sub>=2,1
ТФ5
1,761712
27,32
R<sub>2</sub>=26,55
27,6
d<sub>2</sub>=11
TK16
1,615192
58,09
R<sub>3</sub>=-26,55
28,8
d<sub>3</sub>=0,15
1
R<sub>4</sub>=26,55
28
d<sub>4</sub>=7
TK16
1,615192
58,09
R<sub>5</sub>=-324.3
26,6
Рассчитанный окуляр имеет следующие характеристики:
Фокусное расстояние окуляра f'
24,85 мм
Передний фокальный отрезок
15,16 мм
Диаметр выходного зрачка
5,6 мм
Относительное отверстие
1:4,44
Угловое поле в пространстве изображений
51 град.
Удаление выходного зрачка
24 мм
В табл.2 приведены аберрации рассчитанного окуляра в обратном ходе лучей для λ=546 нм.
Таблица 2
Вид аберрации
Предложенный окуляр (не более)
Поперечная сферическая аберрация для точки на оси при относительном отверстии 1:4,44
0,025 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в меридиональном сечении для поля зрения 2W-51 град.
0,157 мм
Поперечная аберрация широкого наклонного пучка в сагиттальном сечении для поля зрения 2W-51 град.
0,116 мм
Меридиональный астигматический отрезок Х<sub>м</sub> для поля зрения 2W=51 град.
1,48 мм
Сагиттальный астигматический отрезок X<sub>s</sub> для поля зрения 2W=51 град.
-0,803 мм
Дисторсия для поля зрения 2W=51 град.
-8,4%
Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата: создан окуляр с угловым полем в пространстве изображений 51 град. при удалении выходного зрачка 24 мм, с высоким качеством изображения и сохранении высокого уровня технологичности.