Окуляр с вынесенным выходным зрачком

Авторы патента:

Шишкин Игорь Петрович (BY)

G02B25 - Окуляры; увеличительные стекла (простые линзы G02B 3/00)

Владельцы патента RU 2427864:

Иностранное частное производственное унитарное предприятие "Белтекс Оптик" компании "Сайбир Оптикс" (BY)

Изобретение может быть использовано в цифровых дисплеях, наблюдательных приборах, в том числе в приборах ночного видения с формированием изображения на CCD матрице. Окуляр содержит по направлению хода луча четыре компонента. Первый компонент выполнен в виде отрицательного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Второй компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы 2, обращенной плоской поверхностью к пространству предметов. Третий компонент представляет собой склейку, содержащую двояковогнутую 3 и двояковыпуклую 4 линзы. Эта склейка обращена выпуклой стороной к выходному зрачку. Четвертый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклой поверхностью к выходному зрачку. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к окулярам, и может быть использовано в цифровых дисплеях, различных наблюдательных приборах, в том числе в приборах ночного видения с формированием изображения на CCD матрице.

Известен окуляр микроскопа, содержащий положительный двухсклеенный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству предметов, двояковыпуклую линзу и положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к пространству изображений, причем линзы склеенного мениска выполнены в виде положительного и отрицательного менисков [SU 1739341 А1, 1992 г]. Недостатками данного окуляра является недостаточное качество изображения и недостаточное удаление выходного зрачка.

Известен также окуляр с вынесенным выходным зрачком, состоящий из установленных последовательно на оптической оси первого компонента, который включает плосковыпуклую линзу, обращенную плоской поверхностью к пространству предметов, второго компонента, выполненного в виде склейки, состоящей из положительной двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, обращенной выпуклой поверхностью к пространству изображений, и третьего компонента, выполненного в виде положительной склейки, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, обращенной вогнутой поверхностью к пространству изображений [BY 6216 С1]. Недостатком данного окуляра также являются недостаточное качество изображения и недостаточное удаление выходного зрачка (1,07 фокусного расстояния окуляра).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является окуляр, который содержит три компонента, первый из которых - отрицательный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предмету, второй - двояковыпуклая линза, а третий компонент выполнен в виде склейки, включающей отрицательную и положительную линзы [SU 1800432 А1, 1993]. Данный окуляр также имеет невысокое качество изображения и недостаточное удаление выходного зрачка.

Задачей изобретения является повышение качества изображения при одновременном увеличении удаления выходного зрачка.

Поставленная задача достигается тем, что в окуляре с вынесенным выходным зрачком, состоящем из установленных последовательно на оптической оси первого компонента, выполненного в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, второго компонента, выполненного в виде положительной линзы, и третьего компонента, выполненного в виде склейки, содержащей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, линза, на которой выполнен второй компонент - плосковыпуклая и обращена плоской поверхностью к пространству предметов, склейка, на которой выполнен третий элемент, обращена выпуклой стороной к выходному зрачку, и в объектив введен четвертый компонент в виде плоско-выпуклой линзы, обращенной выпуклой поверхностью к выходному зрачку.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена оптическая схема предлагаемого окуляра с вынесенным выходным зрачком,

на фиг.2 приведены графики кривизны и астигматизма,

на фиг.3 - график относительной дисторсии,

на фиг.4 - график частотно-контрастной характеристики,

на фиг.5 - графики сферических аберраций для трех величин объекта; Y=0 (точка на оси), Y=3,2 мм (координата на уровне 0,7 поля зрения) и Y=4,4 мм (координата для края поля зрения).

На фиг 2, 3 и 5 кривые представлены для длины волны 546,1 нм. На фиг.5 максимальное значение шкалы оси ординат составляет 20 угловых минут. Буквы М и S на фиг.2 и 4 указывают на меридиональное (М) и саггитальное (S) сечение.

Окуляр с вынесенным выходным зрачком (фиг.1) содержит по направлению хода луча четыре компонента. Первый компонент выполнен в виде отрицательного мениска 1, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов. Второй компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы 2, обращенной плоской поверхностью к пространству предметов, третий компонент представляет собой склейку, содержащую двояковогнутую 3 и двояковыпуклую 4 линзы. Эта склейка обращена выпуклой стороной к выходному зрачку. Четвертый компонент выполнен в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклой поверхностью к выходному зрачку.

Окуляр работает следующим образом. Расходящиеся пучки лучей, исходящие из точек плоского предмета, расположенного в передней фокальной плоскости окуляра, преобразуются в параллельные и строят на сетчатке глаза изображение плоскости предметов.

В соответствии с предложенным техническим решением рассчитан вариант окуляра для фокусного расстояния f=7 мм, удаление выходного зрачка при этом - 12 мм. Конструктивные параметры линз окуляра и характеристики используемых марок стекол этого объектива приведены в таблице.

Таблица
Поверхность	Радиус кривизны	Толщина	Стекло	Диаметр
Объект	∞	∞	Nd	Vd
Апертурная диафрагма	∞	12
2	26.3	1.6	1.786	44.2	8.9
3	∞	0.2			8.9
4	6.56	3.3	1.786	44.2	8.9
5	-12.6	1	1.805	25.5	8.1
6	4.26	0.7			6.2
7	8.07	1.6	1.786	44.2	6.2
8	∞	0.2			6.2
9	6.56	1.5	1.786	44.2	5.9
10	11.7	2			5.4
Плоскость изображения	∞				4.4

Предлагаемый окуляр работает в спектральном диапазоне длин волн - λ=486,1 нм … 656,3 нм.

Как видно из графиков на фиг.2-5, окуляр в соответствии с изобретением имеет высокое качество изображения, он характеризуется высокой светосилой (>1,4), большим удалением входного зрачка (>1,7f), малой величиной полевых аберраций (астигматизм и кривизна <5/f дптр, дисторсия <2%) и высоким разрешением (<1 мрад). Максимальная величина сферической аберрации в окуляре не превышает 6-8 угловых минут.

Большое удаление выходного зрачка позволяет создать очень короткофокусный окуляр с высоким увеличением (почти 40 крат), например, с фокусом 7 мм при удалении 12 мм, чего нельзя достичь в известных окулярах.

Высокое качество изображения окуляра позволяет различать мельчайшие детали в изображении предмета. Большое удаление выходного зрачка, не менее 1,7 фокусного расстояния окуляра, позволяет наблюдателю комфортно разместить зрачок глаза в выходном зрачке окуляра и одновременно рассматривать поле зрения окуляра и служебную информацию. Для этого не требуется изменять положение головы наблюдателя относительно окуляра, а достаточно изменить положение глаза наблюдателя. Поле зрения окуляра составляет 2w>35°, что позволяет использовать его со стандартными монохромными и цветными ЖК дисплеями с диагональю от 0,16" до 1" и выше. Высокие технические характеристики позволяют применять окуляр в качестве лупы с современными ЖК дисплеями, минимальный размер пикселя которых менее 10 um.

Окуляр с вынесенным выходным зрачком, содержащий установленные последовательно на оптической оси первый компонент, выполненный в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к пространству предметов, второй компонент, выполненный в виде положительной линзы, и третий компонент, выполненный в виде склейки, содержащей двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, отличающийся тем, что линза, из которой выполнен второй элемент, плосковыпуклая и обращена плоской поверхностью к пространству предметов, склейка, из которой выполнен третий элемент, обращена выпуклой стороной к выходному зрачку, и в объектив введен четвертый элемент в виде плосковыпуклой линзы, обращенной выпуклой поверхностью к выходному зрачку.

Похожие патенты:

Окуляр // 2364901

Дверной глазок (варианты) // 2315343

Изобретение относится к устройствам наблюдения, предназначенным для крепления в непрозрачных перегородках, например во входных дверях, и позволяет вести наблюдение за находящимися за закрытой дверью лицами или объектами.

Окуляр // 2302024

Линза для чтения информации // 2282224

Изобретение относится к оптическим устройствам, предназначенным для чтения информации на поверхности (экране), представленной в виде символов, текстов или изображений, и может найти применение в различных устройствах, отображающих информацию на дисплее, например, в мобильных телефонных аппаратах.

Оптическое устройство в виде бинокулярной лупы с автоматическим фокусирующим устройством // 2273871

Изобретение относится к оптическому устройству с признаками ограничительной части пункта 1 с автоматическим фокусирующим устройством, устройством для изменения фокусного расстояния и с устройством для согласования параллакса между тубусами оптического устройства с установленным фокусным расстоянием.

Окуляр с вынесенным входным зрачком // 2239214

Окуляр // 2239213

Окуляр // 2229150

Окуляр с удаленным зрачком // 2212700

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в окулярах ночных зрительных труб. .

Зеркальная бинокулярная лупа // 2191418

Окуляр // 2439631

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к светосильным окулярам с вынесенным передним фокальным отрезком, и может быть использовано в наблюдательных приборах, в том числе в приборах ночного видения с формированием изображения на CCD матрице

Окуляр ортоскопический с удаленным выходным зрачком // 2458371

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических системах двоякой симметрии

Окуляр с удаленным зрачком // 2498364

Окуляр может быть использован в оптических и оптико-электронных приборах, требующих удаления выходного зрачка, превышающего фокусное расстояние не менее чем в 2,5 раза. Окуляр содержит расположенные по ходу лучей отрицательный дублет, положительный мениск, обращенный вогнутой поверхностью к предметной плоскости, положительный дублет, ориентированный своей отрицательной линзой в сторону предметной плоскости, положительную линзу в виде мениска, обращенного вогнутой поверхностью к выходному зрачку. Отношение величин внутреннего и внешнего радиусов отрицательной линзы положительного дублета, умноженное на абсолютную величину разности коэффициентов основной средней дисперсии материалов линз положительного дублета, находится в диапазоне от 6 до 12, фокусное расстояние положительной линзы - в диапазоне от 0,9 до 1,2 от величины удаления выходного зрачка. Отрицательные и положительные линзы дублетов выполнены из одинаковых материалов. Между параметрами оптической системы окуляра выполняются соотношения, указанные в формуле изобретения. Технический результат -уменьшение габаритных размеров и массы, повышение качества изображения за счет уменьшения хроматизма увеличения и астигматизма в изображении без уменьшения величин углового поля и относительного отверстия окуляра, а также обеспечение хода главных лучей в пространстве предметов, близкого к телецентрическому. 1 табл., 3 ил.

Регулируемые осветительные устройства // 2514938

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является улучшение эффективности освещения портативных осветительных устройств. Заявленное осветительное устройство имеет функцию "прокрутки", обеспечивающей освещение наблюдаемой области, на которой пользователь в настоящее время сосредотачивается и при чтении прокручивает освещенную область вперед или назад. Осветительное устройство содержит два множества светоизлучающих элементов, освещающую подложку, контроллер и селектор. Контроллер управляет одним множеством светоизлучающих элементов, излучающих свет для освещения части освещающей подложки, которая может дополнительно отклонять свет к части наблюдаемой поверхности. Селектор предназначен для выбора рабочего режима осветительного устройства из режима ручного управления и заданного заранее режима прокрутки. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Широкоугольный окуляр // 2548745

Изобретение может быть использовано в астрономических телескопах, зрительных трубах, биноклях и других наблюдательных приборах. Широкоугольный окуляр содержит пять компонентов. Первый от плоскости входного зрачка компонент 1 - положительный, склеен из плосковогнутой 6 и плосковыпуклой 7 линз и обращен вогнутой поверхностью к плоскости входного зрачка. Второй компонент 2 - плосковыпуклая линза, обращенная плоской поверхностью к плоскости входного зрачка. Третий компонент 3 - плосковыпуклая линза, обращенная выпуклой поверхностью к плоскости входного зрачка. Четвертый компонент 4 - положительный, склеен из плосковыпуклой 8 и плосковогнутой 9 линз и обращен выпуклой поверхностью к плоскости входного зрачка. Пятый компонент 5 - отрицательный, склеен из двояковогнутой 10 и двояковыпуклой 11 линз. Линзы 6, 9 и 11 выполнены из тяжелого флинта с одинаковым показателем преломления более 1,8, а остальные - из тяжелого крона с одинаковым показателем преломления более 1,7. Достигаются технические результаты: увеличение углового поля зрения, увеличение удаления выходного зрачка и повышение технологичности окуляра. 3 ил.

Окулярное устройство // 2567445

Изобретение может быть использовано в качестве окулярного устройства в приборах, например приборах ночного видения, в которых необходимо формирование изображения от двух предметных плоскостей. Окулярное устройство состоит по ходу луча из стеклянной пластины с нанесенной на ее плоскость, обращенную к линзовому блоку, прицельной маркой, дихроичного покрытия и линзового блока. Дихроичное покрытие нанесено на плоскую поверхность дополнительной стеклянной пластины, размещенной перед стеклянной пластиной с прицельной маркой и разделенной с ней воздушным промежутком. Технический результат - увеличение расфокусировки паразитного изображения элементов прицельной марки при неизменной толщине стеклянной пластины и устранение необходимости изменения положения стеклянной пластины с прицельной маркой относительно плоскости предмета и фокусного расстояния линзового блока при юстировке. 1 ил.

Широкоугольный окуляр // 2572524

Широкоугольный окуляр может быть использован для визуальных наблюдений в телескопах, работающих в режиме кометоискателей и астрономических бинокулярах с увеличенным полем зрения. Окуляр содержит пять линз, объединенных в три положительных оптических компонента. Первый и последний компоненты окуляра выполнены в виде склеенных линз, а центральный компонент - в виде двояковыпуклой линзы. Склеенные линзы выполнены из стекла с показателем преломления ne≥1,69 при разности коэффициентов дисперсии µe≥26, а склеенная поверхность последней линзы ориентирована вогнутостью к глазу наблюдателя. Технический результат - улучшение качества изображения на краю углового поля зрения 2ω=60°-65° за счет уменьшения аберраций высшего порядка. 2 табл., 4 ил.

Окуляр с вынесенным зрачком // 2585892

Окуляр с вынесенным зрачком содержит пять линз, объединенных в три оптических компонента, из которых первые два компонента со стороны плоскости изображения выполнены в виде склеенных линз, а глазной компонент - в виде положительной менисковой линзы, обернутой вогнутостью к глазу наблюдателя. Передняя склеенная линза имеет отрицательную оптическую силу и ее склеиваемая поверхность обернута вогнутостью к изображению. Выпуклая поверхность глазной линзы имеет форму параболоида. Окуляр может быть использован в оптических прицелах для различных видов стрелкового оружия, а также в наблюдательных перископических приборах, использующихся для вождения тяжелой техники. Технический результат - обеспечение телецентрического хода лучей в пространстве изображения и улучшение качества изображения краевых зон поля зрения, в частности, уменьшение относительной дисторсии изображения. При этом положение выходного зрачка окуляра должно быть не менее 1,67 фокусного расстояния от последней поверхности глазной линзы, а угловое поле в пространстве выходного зрачка не менее ±16,5°. 4 ил., 2 табл.

Окуляр и устройство наблюдения, имеющее окуляр // 2601244

Окуляр содержит по порядку от предмета первую положительную линзу, вторую отрицательную и третью положительную линзы. Поверхность первой линзы на предметной стороне имеет выпуклую форму, поверхность второй линзы на стороне наблюдения имеет вогнутую форму, и удовлетворяются выражения: 0,65<f11/f<1,00; -0,75<f22/f<-0,30 и -100,00<(r2b+r1a)/(r2b-r1a)<-5,00, где f - фокусное расстояние окуляра, f11 - фокусное расстояние поверхности первой линзы на предметной стороне, f22 - фокусное расстояние поверхности второй линзы на стороне наблюдения, r1a - радиус кривизны поверхности первой линзы на предметной стороне и r2b - радиус кривизны поверхности второй линзы на стороне наблюдения. Технический результат - увеличение расстояния от поверхности отображения до поверхности первой линзы при большом увеличении. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Широкоугольный окуляр // 2617139

Заявленное изобретение относится к оптическим системам искателей поля телескопов, а также для визуальных наблюдений в телескопах и астрономических бинокулярных приборах с увеличенным полем зрения. Окуляр содержит четыре оптических компонента. Первый отрицательный компонент окуляра со стороны плоскости изображения выполнен в виде плоско-вогнутой линзы, второй положительный - в виде плоско-выпуклой линзы, причем плоские поверхности линз обращены к плоскости изображения. Третий положительный компонент состоит из склеенных между собой двояковыпуклой и плоско-вогнутой линз, причем преломляющая поверхность склейки обращена выпуклостью к выходному зрачку, а четвертый положительный компонент состоит из склеенных между собой отрицательной менисковой линзы и двояковыпуклой линзы, при этом преломляющая поверхность склейки обращена вогнутостью к выходному зрачку. Отрицательные линзы первого, третьего и четвертого компонентов окуляра выполнены из стекла типа «тяжелый флинт». Положительные линзы второго и третьего компонентов выполнены из стекла типа «сверхтяжелый крон», положительная линза четвертого компонента, ориентированная к глазу наблюдателя, - из стекла типа «тяжелый крон». Окуляр имеет действительную плоскость фокусировки, удаленную на расстояние около от первой плоской поверхности, куда может быть установлена сетка или крест нитей. Окуляр обладает угловым полем зрения 76° (в области выходного зрачка), удалением выходного зрачка от последней поверхности глазной линзы около и относительным отверстием не более 1:4 при фокусном расстоянии 15-25 мм. Технический результат состоит в улучшении качества изображения для краевых зон поля зрения за счет уменьшения остаточных аберраций и хроматизма увеличения, а также в уменьшении аберрации окуляра в выходном зрачке, что уменьшает виньетирование краевых зон поля зрения и улучшает комфорт при наблюдении объектов, находящихся на краях поля зрения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.