Бинокулярная наблюдательная система

 

Бинокулярная наблюдательная система содержит объектив, состоящий из склеенных между собой двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, призменную оборачивающую систему и окуляр из трех компонентов. Первый компонент окуляра - плосковыпуклая, обращенная плоской поверхностью к предмету линза, второй выполнен из склеенных между собой отрицательной и положительной линз, третий - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к глазу. Отрицательная линза второго компонента окуляра выполнена плосковогнутой, обращенной плоской поверхностью к предмету. Апертурная диафрагма расположена на входной поверхности или между компонентами призменной оборачивающей системы. Выполняются следующие соотношения: 2f'<f'<4f'; 11f'<f'<18f'; 1,2f'<f'<1,7f'; 1,2f'<Σd<1,6f', где f' - фокусное расстояние окуляра; f₁', f₂', f₃' - фокусные расстояния 1, 2 и 3 компонентов окуляра; Σd - суммарная толщина линз и воздушных промежутков окуляра. Обеспечивается существенное уменьшение габаритов приборов с большим увеличением. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании биноклей и зрительных труб большого увеличения.

Известен бинокль SU 1432441, G 02 B 23/02, содержащий объектив из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, призменную оборачивающую систему и окуляр из трех компонентов, первый из которых - положительный мениск, обращенный вогнутостью к объекту, второй - положительный двухсклееный, третий - положительный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.

Уменьшение продольных габаритов бинокля достигается за счет применения в качестве объектива бинокля телеобъектива, состоящего из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, разделенных между собой воздушным промежутком.

Для обеспечения требований по центровке такого объектива бинокля необходимо каждую из его линз центрировать в своих оправах, что значительно усложняет конструкцию бинокля.

Цель изобретения: уменьшение габаритов и упрощение конструкции бинокля большого увеличения.

Для достижения этой цели предлагается бинокль, в котором объектив, выполненный из склеенных между собой двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к объекту, совместно с призменной оборачивающей системой, создает прямое изображение в плоскости полевой диафрагмы.

Изображение рассматривается с помощью окуляра, выходной зрачок которого формируется апертурной диафрагмой, расположенной на входной поверхности призменной оборачивающей системы. Окуляр состоит из трех компонентов, первый из которых - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к предмету, второй выполнен из склеенных между собой отрицательной плосковогнутой линзы, обращенной плоской поверхностью к предмету и положительной линзы, третий - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к глазу, причем имеют место следующие соотношения: 2f'<f'<4f'; 11f'<f'<18f'; 1,2f'<f'<1,7f'; 1,1f'<∑d<1,5f'; f₁' - фокусное расстояние 1 компонента окуляра, f₂' - фокусное расстояние 2 компонента окуляра, f₃' - фокусное расстояние 3 компонента окуляра, ∑d - суммарная толщина линз и воздушных промежутков окуляра.

Сущность изобретения состоит в том, что выполнение бинокулярной наблюдательной системы в предлагаемом виде позволяет достичь увеличенного отношения (более 0,88) удаления выходного зрачка окуляра бинокля, сформированного апертурной диафрагмой, расположенной на входной поверхности призменной оборачивающей системы, к величине фокусного расстояния окуляра, что позволяет использовать окуляр при малых величинах его фокусного расстояния и создавать оптические схемы биноклей большого увеличения с уменьшенными габаритами, сохраняя приемлемым удаление выходного зрачка.

На фиг. 1 представлена оптическая схема бинокля, состоящая из объектива бинокля (1), выполненного из склеенных между собой двояковыпуклой линзы (5) и отрицательного мениска (6), обращенного выпуклостью к объекту, призменной оборачивающей системы, например, Порро I вида (2), апертурной диафрагмы (3), расположенной на входной ее грани, и окуляра (4), состоящего из трех компонентов, первый из которых - плосковыпуклая линза (7), обращенная плоской поверхностью к предмету, второй выполнен из склеенных между собой отрицательной плосковогнутой линзы (8), обращенной плоской поверхностью к предмету и положительной линзы (9), третий - плосковыпуклая линза (10), обращенная плоской поверхностью к глазу, причем имеют место следующие соотношения: 2f'<f'<4f'; 11f'<f'<18f'; 1,2f'<f'<1,7f'; l,2f'<∑d<1,6f'; f₁' - фокусное расстояние 1 компонента окуляра, f₂' - фокусное расстояние 2 компонента окуляра, f₃' - фокусное расстояние 3 компонента окуляра,
∑d - суммарная толщина линз и воздушных промежутков окуляра.

Объектив (1) совместно с призменной оборачивающей системой Порро I вида (2) формирует прямое изображение в плоскости полевой диафрагмы (3), которое через окуляр (4) рассматривается глазом наблюдателя.

Апертурная диафрагма бинокля (3), расположенная, например, на входной грани призменной оборачивающей системы Порро I вида, изображается окуляром (4) в плоскости выходного зрачка.

Выполнение окуляра в предложенном виде и расположение апертурной диафрагмы на призменной оборачивающей системе Порро I вида позволяет достигать отношения величины удаления выходного зрачка к величине фокусного расстояния окуляра более 0,88, что позволяет создавать оптические схемы биноклей большого увеличения с уменьшенными габаритами.

С использованием предложенного технического решения изготовлен бинокль со следующими техническими характеристиками:
увеличение 20^х;
поле зрения 3,5^o;
диаметр выходного зрачка 2,5 мм;
удаление выходного зрачка 9,1 мм;
длина оптической системы 151 мм;
фокусное расстояние окуляра 9,68 мм;
длина хода призменной оборачивающей системы 90 мм.

Качество изображения, создаваемого биноклем, характеризуется следующими величинами:
сферическая аберрация 3',
хроматизм положения 5',
кривизна изображения не более 3 дптр,
астигматизм не более 9 дптр,
дисторсия 3%,
хроматизм увеличения 5'.

Формула изобретения

1. Бинокулярная наблюдательная система, содержащая объектив, состоящий из склеенных между собой двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, призменную оборачивающую систему, апертурную диафрагму и окуляр из трех компонентов, первый из которых - положительная линза, второй выполнен из склеенных между собой отрицательной и положительной линз, третий - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к глазу, отличающаяся тем, что первый компонент окуляра выполнен плосковыпуклым, обращенным плоской поверхностью к предмету, отрицательная линза второго компонента окуляра выполнена плосковогнутой, обращенной плоской поверхностью к предмету, причем имеют место следующие соотношения:

2f '<f'<4f '; 11f '<f'<18f '; 1,2f '<f'<1,7f '; 1,2f '<Σd<1,6f ',

где f '- фокусное расстояние окуляра;

f₁' - фокусное расстояние 1 компонента окуляра;

f₂' - фокусное расстояние 2 компонента окуляра;

f₃' - фокусное расстояние 3 компонента окуляра;

Σd - суммарная толщина линз и воздушных промежутков окуляра.

2. Бинокулярная наблюдательная система по п.1, отличающаяся тем, что ее апертурная диафрагма располагается между компонентами призменной оборачивающей системы.

3. Бинокулярная наблюдательная система по п.1, отличающаяся тем, что ее апертурная диафрагма расположена на входной поверхности призменной оборачивающей системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1