RU2105336C1 - Single-lens eye-piece - Google Patents

Abstract

FIELD: night telescopes. SUBSTANCE: eye-piece is made as a biconvex lens, whose second surface is an aspherical one. Relations given in the claim are observed. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к окулярам и может использоваться в ночных зрительных трубках. The present invention relates to eyepieces and can be used in night vision tubes.

Известна однолинзовая проекционная система [1], а также однолинзовый объектив с вынесенным вперед зрачком [2]. Known single-lens projection system [1], as well as a single-lens lens with a forward pupil [2].

Наиболее близким по технической сущности является однолинзовый окуляр [3] . Он представляет собой положительный мениск, обращенный выпуклостью к предмету, вторая поверхность которого выполнена асферической, при этом имеют место следующие соотношения:
0,2 ≤ r₂/f'≤1,5
0,25 ≤ r₁/r₂≤1,85
0,08 ≤ d₁/f',
где r₁-радиус кривизны сферической поверхности$
r₂-радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
d₁-толщина линзы;
f'- фокусное расстояние линзы.The closest in technical essence is a single-lens eyepiece [3]. It is a positive meniscus, convex to an object, the second surface of which is aspherical, with the following relationships:
0.2 ≤ r ₂ / f'≤1.5
0.25 ≤ r ₁ / r ₂ ≤1.85
0.08 ≤ d ₁ / f ',
where r _{1 is the} radius of curvature of the spherical surface $
r _{2 is the} radius of curvature at the apex of the aspherical surface;
d _{1 is the} thickness of the lens;
f'- focal length of the lens.

Указанный однолинзовый окуляр имеет следующие характеристики:

= 73,5 - фокусное расстояние окуляра;
2m = 8 мм - диаметр выходного зрачка;
2y = 40 мм - линейное поле в пространстве предметов;
2ω′ = 30^o27 - угловое поле в пространстве изображений;
1:9,2 - относительное отверстия окуляра;
t'=21,6=0,29 f₁ - вынос выходного зрачка.The specified single-lens eyepiece has the following characteristics:

= 73.5 - the focal length of the eyepiece;
2m = 8 mm is the diameter of the exit pupil;
2y = 40 mm - a linear field in the space of objects;
2ω ′ = 30 ^o 27 is the angular field in the image space;
1: 9.2 - relative aperture of the eyepiece;
t '= 21.6 = 0.29 f ₁ - the removal of the exit pupil.

Таким образом, указанный однолинзовый окуляр при небольшом выносе выходного зрачка имеет низкое относительное отверстие. Thus, the specified single-lens eyepiece with a small extension of the exit pupil has a low relative aperture.

В основу изобретения поставлена задача - создание однолинзового асферического окуляра с большим выносом выходного зрачка, в котором было бы обеспечено большое относительное отверстие и хорошее качество изображения по полю. The basis of the invention is the task of creating a single-lens aspherical eyepiece with a large projection of the exit pupil, which would provide a large relative aperture and good image quality across the field.

Эта задача решается созданием однолинзового окуляра, представляющего собой положительную линзу, выполненную двояковыпуклой, вторая поверхность которой выполнена асферической, при этом соблюдены следующие отношения:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0 (1),

0,2 < d/f' < 0,5 (3),
1,47 < n < 1,55 (4),
t'/f' > 0,75 (5),

где R₁ - радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' - фокусное расстояние окуляра;
n - показатель преломления линзы;
d - толщина линзы,
t' - расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;

- максимальная асферическая поверхность от ближайшего радиуса по оси X.This problem is solved by creating a single-lens eyepiece, which is a positive lens made biconvex, the second surface of which is aspherical, with the following relations:
-1.5 <R ₂ / R ₁ <-1.0 (1),

0.2 <d / f '<0.5 (3),
1.47 <n <1.55 (4),
t '/ f'> 0.75 (5),

where R ₁ is the radius of curvature of the spherical surface;
R ₂ is the radius of curvature at the apex of the aspherical surface;
f 'is the focal length of the eyepiece;
n is the refractive index of the lens;
d is the thickness of the lens,
t 'is the distance from the last surface of the lens to the exit pupil;

- maximum aspherical surface from the nearest radius along the X axis.

В результате описанного выше конструктивного выполнения окуляра существенно увеличивается относительное отверстие и повышается качество изображения по полю. As a result of the above-described structural design of the eyepiece, the relative aperture increases significantly and the image quality in the field increases.

На фиг. 1 изображена оптическая схема окуляра; на фиг. 2 - график и аббераций окуляра. In FIG. 1 shows an optical diagram of an eyepiece; in FIG. 2 - graph and aberration of the eyepiece.

Однолинзовый окуляр представляет собой двояковыпуклую линзу 1, вторая поверхность которой выполнена асферической. Двояковыпуклая линза 1 окуляра имеет следующие соотношения параметров:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0 (1)

0,2 < d/f < 0,5 (3)
1,47 < n < 1,55 (4)
t'/f' > 0,75 (5)

где R₁ - радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ - радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' - фокусное расстояние окуляра;
n - показатель преломления линзы;
d - толщина линзы;
t' - расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;

- максимальная асферическая поверхность от ближайшего радиуса по оси X.The single-lens eyepiece is a biconvex lens 1, the second surface of which is aspherical. The biconvex lens 1 of the eyepiece has the following ratio of parameters:
-1.5 <R ₂ / R ₁ <-1.0 (1)

0.2 <d / f <0.5 (3)
1.47 <n <1.55 (4)
t '/ f'> 0.75 (5)

where R ₁ is the radius of curvature of the spherical surface;
R ₂ is the radius of curvature at the apex of the aspherical surface;
f 'is the focal length of the eyepiece;
n is the refractive index of the lens;
d is the thickness of the lens;
t 'is the distance from the last surface of the lens to the exit pupil;

- maximum aspherical surface from the nearest radius along the X axis.

Однолинзовый акуляр, рассчитанный в качестве примера, имеет фокусное расстояние f' = 15 мм, относительное отверстие 1:3, угловое поле зрения в пространстве изображений 2σ= 38^o46, линейное поле зрения 2 y = 10 мм, спектральный диапазон λ_ο, λ₁-λ₂ = 0,546 мкм, 0,486-0,656 мкм.The single-lens shark, calculated as an example, has a focal length f '= 15 mm, a relative aperture of 1: 3, an angular field of view in the image space 2σ = 38 ^o 46, a linear field of view 2 y = 10 mm, the spectral range λ _ο , λ _1- λ ₂ = 0.546 μm, 0.486-0.656 μm.

Двояковыпуклая линза 1 окуляра имеет следующие конструктивные параметры, указанные в таблице. The biconvex lens 1 of the eyepiece has the following design parameters shown in the table.

Передний фокальный отрезок S_f = -13,37 мм, вынос выходного зрачка t' = 12 мм.The front focal segment S _f = -13.37 mm, the extension of the exit pupil t '= 12 mm.

Claims (1)

Однолинзовый окуляр, содержащий положительную линзу, вторая поверхность которой выполнена асферической, отличающийся тем, что положительная линза выполнена двояковыпуклой, при этом имеют место следующие соотношения:
-1,5 < R₂/R₁ < -1,0,
0,5 < R₁/nf' < 0,65,
0,2 < d/f' < 0,5,
1,47 < n < 1,55,
t'/f' > 0,75,

где R₁ радиус кривизны сферической поверхности;
R₂ радиус кривизны при вершине асферической поверхности;
f' фокусное расстояние окуляра;
n показатель преломления линзы;
d толщина линзы;
t' расстояние от последней поверхности линзы до выходного зрачка;

максимальная асферичность от сферы ближайшего радиуса по оси X.A single-lens eyepiece containing a positive lens, the second surface of which is aspherical, characterized in that the positive lens is biconvex, with the following relationships:
-1.5 <R ₂ / R ₁ <-1.0,
0.5 <R ₁ / nf '<0.65,
0.2 <d / f '<0.5,
1.47 <n <1.55,
t '/ f'> 0.75,

where R _{1 the} radius of curvature of the spherical surface;
R _{2 is the} radius of curvature at the apex of the aspherical surface;
f 'focal length of the eyepiece;
n the refractive index of the lens;
d lens thickness;
t 'is the distance from the last surface of the lens to the exit pupil;

maximum asphericity from the sphere of the nearest radius along the X axis.

Images