Оптическая система бинокля галилея
Оптическая система бинокля Галилея может быть использована в биноклях для наблюдения в залах, на стадионах, олимпийских объектах.
Оптическая система содержит в каждой трубке бинокля положительный объектив, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и два сменных отрицательных окуляра. Первый окуляр выполнен в виде вогнутоплоской линзы, второй - в виде одиночных положительного мениска, обращенного выпуклостью в сторону предметов, и двояковогнутой линзы.
Технический результат - создание дискретного бинокля с двумя переменными увеличениями 2,5х и 5х без увеличения длины оптической системы переходя с меньшего увеличения на большее, при хорошем качестве изображения.
Полезная модель относится к оптическим приборам, а именно к дискретным биноклям, применяемым для наблюдения в залах, на стадионах, олимпийских объектах.
Известен бинокль Галилея (А.И.Тудоровский «Теория оптических приборов», Москва, АН СССР, 1952 г., т.2, стр.328), в котором оптика каждой трубки состоит из положительного объектива, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и отрицательного окуляра в виде двояковогнутой линзы. Для решения конкретных задач (улучшения качества изображения, уменьшения габаритов бинокля) в современных галилеевских системах обычно объектив дополняют положительным мениском (SU 1597832 А1, опубл. 07.10.1990 г), а окуляр отрицательным мениском, обращенным выпуклостью к предмету, или двояковогнутой линзой (RU 2018166 С1, опубл. 15.08.1994 г.). Увеличение этих биноклей находится в пределах 2,5х5х, при этом, чем больше увеличение, тем длиннее, как правило, оптическая система. Так у предыдущего бинокля по патенту RU 2018166 С1 длина оптической системы для увеличения 3х - 37,422 мм, а для 4х - 43,928 мм.
Ближайшим аналогом к предлагаемой системе может служить оптическая система галилеевского бинокля (А.И.Тудоровский «Теория оптических приборов», Москва, АН СССР, 1952 г., т.2, стр.328), в которой оптика каждой трубки состоит из положительного объектива, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и отрицательного окуляра.
Задачей полезной модели является создание бинокля с двумя переменными увеличениями без увеличения длины оптической системы и с хорошим качеством изображения.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что оптическая система бинокля Галилея, включающая положительный объектив, склеенный из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и отрицательный окуляр, в отличие от известной, дополнена вторым сменным окуляром, при этом первый окуляр выполнен в виде вогнутоплоской линзы, а второй - в виде одиночных положительного мениска, обращенного выпуклостью в сторону предметов, и двояковогнутой линзы.
Выполнение в двухлинзовом окуляре мениска положительным, а не отрицательным как в патенте RU 2018166 С1, позволяет не увеличивать при введении этого окуляра длину оптической системы с увеличением в два раза большим, а сохранить практически исходную длину системы с однолинзовым окуляром. Система рассчитана таким образом, что при всей ее простоте обеспечивается хорошее качество изображения.
Полезная модель поясняется чертежом и рисунками 1 и 2 с графиками аберраций.
Оптическая система бинокля содержит в каждой трубке положительный объектив 1 и сменные отрицательные окуляры 2 и 3. Объектив 1 склеен из двояковыпуклой линзы 4 и двояковогнутой линзы 5. Окуляр 2 выполнен в виде одиночной вогнутоплоской линзы 6, а окуляр 3 в виде одиночных положительного мениска 7, обращенного выпуклостью в сторону предметов, и двояковогнутой линзы 8. Окуляры могут поочередно устанавливаться на оптической оси и выводиться из поля зрения, обеспечивая наблюдение с увеличением либо Г=2,5X, либо Г=5X.
Конструктивные параметры оптической системы следующие:
Для увеличения Г=2,5X
Таблица 1. | |||
Радиусы, мм | Толщины, мм | nе | e |
r1=35,4 | |||
d1 =12,6 | 1,5183 | 63,83 | |
r2=-82,22 | |||
d2 =6,3 | 1,6776 | 31,99 | |
r3=285,8 | |||
d3 =39.55 | |||
r4=-20,6 | |||
d4 =6,0 | 1,5710 | 62,69 | |
r5= |
Угол поля зрения | 13° |
Световой диаметр объектива | 38 мм |
Длина оптической системы | 64,45 мм |
Фокусное расстояние объектива | 91,148 мм |
Фокусное расстояние окуляра | -36,092 мм |
Для увеличения 5x
Таблица 2 | |||
Радиусы, мм | Толщины, мм | nе | е |
r1=35,4 | |||
d1 =12,6 | 1,5183 | 63,83 | |
r2=-82,22 | |||
d2 =6,3 | 1,6776 | 31,99 | |
r3=285,8 | |||
d3 =34.73 | |||
r4=9,419 | |||
d4 =4.56 | 1,5489 | 62,58 | |
r5=13,243 | |||
d5 =5,10 | |||
r6=-16,106 | |||
d6 =2,6 | 1,6285 | 35,67 | |
r7=8,67 |
Угол поля зрения | 70 |
Световой диаметр объектива | 38 мм |
Длина оптической системы | 65,95 мм |
Фокусное расстояние объектива | 91,148 мм |
Фокусное расстояние окуляра | -18,1 мм |
Графики аберраций характеризуют достаточно хорошее качество изображения для Г=2,5x и Г=5х (рисунки 1, 2)
Предложенная система легко реализуется промышленным путем. Смена оптических компонентов, в данном случае окуляров, широко применяется в оптике, например с помощью поворотной турели или кронштейна (SU 1751710 А1, 1992 г.)
Как видно из конструктивных параметров, оптическая система обеспечивает достижение технического результата: при смене окуляров и увеличения бинокля с 2,5 х на 5х длина системы практически не увеличивается (разница в 1,5 мм не влияет на качество наблюдения), при этом сохраняется хорошее качество изображения.
Оптическая система бинокля Галилея, каждая трубка которого состоит из положительного объектива, склеенного из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, и отрицательного окуляра, отличающаяся тем, что она дополнена вторым сменным окуляром, при этом первый окуляр выполнен в виде вогнутоплоской линзы, а второй - в виде одиночных положительного мениска, обращенного выпуклостью в сторону предметов, и двояковогнутой линзы.