Окуляр с вынесенным выходным зрачком

Авторы патента:


Окуляр с вынесенным выходным зрачком
Окуляр с вынесенным выходным зрачком
Окуляр с вынесенным выходным зрачком
Окуляр с вынесенным выходным зрачком
Окуляр с вынесенным выходным зрачком

 


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

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

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.

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 // 2239213

Окуляр // 2229150

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

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

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

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.

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.

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.

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 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 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.
Наверх