Зеркальная лупа

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании устройств для облегчения чтения текста при плохом зрении. Цель изобретения - повышение качества изображения. Лучи от предмета испытывают полное внутреннее отражение на гипотенузной грани 11 прямоугольной призмы 9, затем падают на вогнутое сферическое зеркало 4, нанесенное на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы 2. После отражения от зеркала 4 лучи снова попадают на гипотенузную грань 11 и выходят за пределы призмы 9. В призме 8 и плосковыпуклой линзе 1 с зеркальной поверхностью 3 лучи распространяются аналогично. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5}) 4 G 02 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4358709/31-10 (22) 05.01.88 (46) 23.09.89. Бюл. 9 35 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) N.Ì.Ðóñèíîâ и Г.В.Курчинская (53) 535.821.7 (088.8) (56) Квропейский патент Р 107256, кл. G 02 В 25/00, опублик. 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1094011, кл. G 02 В 25/00, 1983. (54) ЗЕРКАЛЬНАЯ ЛУПА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. исЛ0 1509801 А 1

2 пользовано при создании устройств для облегчения чтения текста при плохом зрении. Цель изобретения повьппение качества изображения. Лучи от предмета испытывают полное внутреннее отражение на гипотенузной грани 11 прямоугольной призмы 9, затем падают на вогнутое сферическое зеркало 4, нанесенное на выпуклую поверхность плосковыпуклой линзы 2.

После отражения от зеркала 4 лучи снова попадают на гипотенузную грань

11 и выходят за пределы призмы 9. В призме 8 и плосковыпуклой линзе 1 с зеркальной поверхностью 3 лучи распространяются аналогично. 4 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к лупам, и может быть применено при чтении текста лицами с плохим зрением.

Целью изобретения является повышение качества изображения.

На фиг.1 изображена принципиальная оптическая схема зеркальной лупы; на фиг,2, — то же, вид сверху, на 10 фиг.3 — - то же, вид сбоку, на фиг.4 развертка зеркальной лупы.

Зеркальная лупа содержит две плосковыпуклые линзы 1 и 2, на выпуклых поверхностях которых нанесены зер- 15 кальные отражающие покрытия 3 и 4.

Оптические оси 5 и 6 этих линз параллельны плоскости предмета 7 и между собой. Плосковыпуклая линза 1 склеена с прямоугольной призмой 8, а лин. — 20 .за 2 — с призмой 9. Два склеенных компонента .обращены друг к другу гипотенузными гранями 10 и 11 призм.

Расстояние между компонентами не превышает О, 1 мм. Компоненты смещены вдоль гипотенузных граней на величину P . Выходной зрачок 12 располагается на расстоянии, удобном для наблюдения. Предметная плоскость имеет плоскость прямоугольника. 30

Прямоугольная призма, каждого склеенного компонента имеет неравные острые углы Ы и P .

Зеркальная лупа предназначена для чтения печатного текста, который рас- 35 полагается в передней фокальной плоскости лупы перед призмой 9. 11учи света из пространства предмета падают на грани призмы 9, отражаются от грани 11 при условии полного внут- 40 реннего отражения, затем падают на вогнутое отражающее зеркало 4 с малым углом к нормали, отражаются от него под тем же углом, попадают на гипотенузную грань 11 приблизительно 45 под прямым углом и выходят в воздушную среду, затем попадают на второй компонент, который работает идентично первому компоненту. 31учи света из зеркальной лупы выходят параллельными пучками и попадают в зрачок глаза наблюдателя, который совмещается с выходным зрачком лупы 12.

Так как оптическая система выполняется зеркальной, то радиусы поверхностей являются пологими. Следова,— тельно, поверхности лупы работают с малыми относительными отверстиями, поэтому сферическая аберрация мала.

Как уже было сказано, кома в лупе отсутствует. Указанная система имеет поэтому хорошее качество изображения.

Поскольку радиусы зеркал пологие, то линзы могут иметь значительный размер в сагиттальном сечении, что обеспечивает возможность бинокулярного наблюдения объекта.

Поле в меридиональном сечении ограничено размером призмы.

Прямоугольные призмы 8 и 9 имеют неравные острые углы. Синус острого угла <, прилегающего к входной грани для обеспечения полного внутреннего отражения, должен быть больше

4

1 — так как при всяком угле падения, 1 большем —, луч полностью отражается

n внутрь той среды, иэ которой он распространяется.

Однако этот угол должен быть больше 45, так как отраженный луч от сферического зеркала должен иметь сравнительно малый угол, поскольку луч должен проходить через гипотенузную грань 11 призмы в воздушную среду. За первой частью лупы располагается вторая часть, которая работает симметрично первой, чтобы исключить кому.

Вторая часть лупы смещена относительно первой вдоль гипотенузной граа ни на величину — sin 2(oc-(3) для то2 го, чтобы обеспечить симметричность работы второй части лупы.

Так как гипотенузные грани 10 и

11 призм работают как на полное внутреннее отражение, так и на преломление, то две части лупы не должны склеиваться, между ними должен быть воздушный промежуток. Если две части лупы склеить по гипотенузной грани, тогда получится плоскопараллельная пластинка. Конструктивно вполне выполнимо условие, чтобы гипотенузные грани были расположены на расстоянии не более О, 1 мм.

Достоинство этой оптической системы заключается в том, что в сагиттальном сечении она имеет большое линейное поле. Такое расположение зеркал не вносит центрального экранирования ° Все пучки лучей проходят через оптическую систему.

1509801

Все оптические элементы выполнены ф o p M у л а из одной марки стекла для того, чтобы в каждой части лупы лучи попадали на Зеркальная вогнутое зеркало без преломления зеркала, одно на склеенной плоской поверхности

5 сферическое, призмы и плосковыпуклой линзы. полнены в вид

J изобретения

4

16х 80 р а

2 где па160

100х 30х40 35

В зеркальной лупе иэ-за введения прямоугольных призм 8 и 9 с разными острыми углами оС и Р на вогнутое сферическое зеркало в каждой половине лупы лучи падают под малыми углами, поэтому и аберрации невелики, причем соотношение острых углов прямоугольной призмы для этого выбрано таким образом, чтобы гипотенузная грань каждой призмы работала как на полное внутреннее отражение, так и на преломление, а главные оптические оси 20

5 и 6 плосковыпуклых линз 1 и 2 рас- . положены параллельно друг другу и плоскости предмета.

B качестве примера конкретного выполнения рассчитана зеркальная лупа со следующими основными характеристиками:

Увеличение, крат

Линейное поле, мм

Диаметр выходного зрачка, мм 4

Удаление выходного зрачка, мм

Габариты, мм лупа, содержащая два из которых вогнутое причем оба зеркала вые прямоугольников, стороны которых взаимно параллельны, отличающаяся, тем, что, с целью повышения качества изображения, между зеркалами размещены две одинаковые прямоугольные призмы, обращенные одна к другой гипотенузными гранями, на противоположные катетные грани которых наклеены одинаковые плосковыпуклые линзы, при этом зеркала нанесены на выпуклые поверхности плосковыпуклых линз, оптические оси которых параллельны одна другой, все компоненты выполнены иэ стекла одной марки, прямоугольные призмы сдвинуты одна относительно другой вдоль гипотенузной грани на величину b, а в каждой из призм угол Ф., противолежащий зеркальной грани, другой угол Р и величина 8 связаны соотношениями о 1

sin 45 < sin

1509801

С ос тави тель В. Архипов

Редактор С.Пекарь Техред JI.0ëèéíûê Корректор M,Âàñèëüåâà

Заказ 5806/42 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр и ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужг р д, у

Il II о о л. Гагарина, 101