Стационарная биокулярная лупа

 

Использование: в оптическом приборостроении . Сущность изобретения заключается в том,.что стационарная биокулярная лупа содержит двояковыпуклую линзу в оправе , шарнирно прикрепленную к неподвижной стойке, при этом радиус кривизны И первой поверхности линзы выбран в два раза большим линейного поля зрения, радиус кривизны Г2 второй поверхности линзы и ее толщина d удовлетворяют соотношениям: гз -1.168(11 - 1)п, d п/12. где п - показатель преломления материала линзы. Фокусное расстояние лупы - 472,108 мм, видимое увеличение лупы - 1,53. расстояние между изображением и наблюдателем - 250 мм, рабочее расстояние лупы - 1,55 мм. 3 ил.

СО!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5«)5 G 02 В 25/00 гОсудАРстВеннОе r«ATE«rr«-«oE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I

«,.««

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0С

Ы фь

С (2 1) 4850606/1 0 (22) 16.07, 90 (46) 30.08.93. Бюл. N 32 (71) (осударственный оптический институт им. С.И.Вавилова (72) Г,М.Белоголов, (O,А.Кальянов, В.К.Николаева, Л.В.Пинаев и Е.М.Сергеева (56) Паспорт («. 0361.00,00.000. "Лупа штативная с г«одсветкой". (54) СТАЦИОНАРНАЯ БИОКУЛЯРНАЯ ЛУПА (57) Использова««ие; в оптическом ««риборостроении. Сущность изобретения заключается в том,. ITD стационарная биокулярная

Изобретение относится к оптическому приборостроению.

Целью изобретения является увеличение линейного поля зрения и повышение эргономических характеристик за счетобеспечения оптимальной взаимосвязи конверге««ции и аккомодации глаз наблюдателя.

На фиг,1 показана конструкция прибора; ««а фиг.2 — схема, илл«остриру«ощая расположе««ие поверхностей конвергенции и аккомодации относительно друг друга при

««аблюдении двумя глазами через лупу; на фиг,3 — оценка точности совмещения этих (поверхностей в диоптриях для предлагае мой конструкции.

Стационарная биокулярная лупа (фиг.1) содержитлинзу1, оправу2, на которой диаметрально закрепле«lы цапфы 3 шарнира, благодаря цапфам 3 оправа 2 с линзой 1 Ы 1837249 А1 лупа содержит двояковыпуклую линзу в оправе, шарнирно прикрепленную к неподвижной стойке, при э1ом радиус кривизны г«первой поверхности линзы выбран в два раза большим линейного поля зрения, радиус кривизны г2 второй поверхности линзы и ее толщина d удовлетворяют соотношениям: г2 = -1,168(n2 - 1)г«, d = r«/12, где и— показатель преломле««ия материала линзы.

Фокусное расстояние лупы — 472,108 мм, види««ое увеличение лупы — 1,53*, расстояние между изображением и наблюдателем—

250 мм, рабочее расстояние лупы — 1,55 мм.

3 ил. устанавливается на стойке 4. Предмет 5 наблюдается через лупу и имеет размер более

200 мм. Радиус кривизны г«первой от предмета поверхности линзы равен двойному полю зрения, т,е. г« = 2L, радиус второй поверхности линзы г2 = -1,168(п - 1)r1, где

n — показатель прелол1ления материала линзы 1. Толщина линзы 1 d равна r«/12.

Для опт««ческой систел«ь«лупы выбор конструктивных параметров определяет минимизацию аберраций для определенного положения предмета относительно оптиче.ской системы, причем, для определенного по размеру предмета, Для предмета размером 200 — 300 мм при определенном его расположении относительно линзы с указанными выше конструктивными параметрами, определяющими фокусное расстояние линзы, обеспечивается максимальное

1837249 видимое увеличение лупы; при этом изображение предмета формируется с минимальными аберрациями, что определяется оптимальным, наилучшим совмещением поверхностей аккомодации и конвергенции (фиг,3) при наблюдении предмета двумя глазами и, следовательно, повышаются эргономические характеристики лупы.

Известно, что спокойное, удобное видение, свободное от утомления, может быть обеспечено для нормального зрения, если для каждой точки предмета точки аккомодации обоих глаз (поверхность аккомодации для всего предмета — фиг.2) совпадают с точкой конвергенции (поверхностью конвергенции для всего предмета) их зрительных осей, Выбор соответствующих параметров г1, f2 и б линзы и их взаимная зависимость друг от друга, а именно г1 =- 2L, где L — длина предмета, r2 = -1.168(n2 - 1)r f, где и — показатель преломления стекла линзы, d - rf/12, определяют положение поверхностей аккомодации относительно поверхности конвергенции, а именно, поверхности аккомодации расположены близко друг от друга, по одну сторону оТ поверхности конвергенции и практически совпадая с ней, что исключает появление взаимопротивоположных импульсов к конвергенции зрительных осей, обеспечивает оптимальную взаимосвязь конвергенции и аккомодации, создает возможность длительного наблюдения без угомления, т.е, улучшает эргономические условия наблюдения и работы с лупой.

Установление постоянных отношений значений конструктивных парал1етров линзы (г2, d, L, f ) к значению первого радиуса позволяет с изменением значений rf менять только масштаб линейных размеров и отрезков, сохраняя неизменными угловые соотношения, а следовательно, и угловые аберрации на выходе системы, т.е, достигнутые малые угловые аберрации при изменении г1 сохраняют свои значения. Поэтому при данных отношениях 1., f2 и d к г1 при максимальном и оптимальном видимом увеличении Г в плоскости изображения обеспечиваются минимальные линейные аберрации по всему полю для предметов больших линейных размеров 200-300 мм.

В качестве примера приводится стационарная биокулярная лупа, выполненная в соответствии с предложенным решением.

Предмет (монтажная плата) размером L =

=200 мм, r1 = 399,9 мм, r2 = -606,7 мм по абсолютной величине в 1.168(п - 1) раз пре2 вышгет r1. Значение показателя преломле472,108

1,53

Формула изобретения

Стационарная биокулярная лупа, содер50 жащая двояковыпуклую линзу в оправе, шарнирно прикрепленную к неподвижной стойке.отличаю щийсятем,что,с целью увеличения линейного поля зрения и повыения эргономических характеристик за счет обеспечения оптимальной взаимосвязи конвергенции и аккомодации глаз наблюдателя, радиус кривизны r1 первой поверхности линзы выбран в два раза .большим линейного поля зрения. радиус кривизны r2 ния стекла линзы пр = 1,5163. Осевая толщина линзы d =- 33 мм = г1/12.

Оптимальная высота шарнира линзы была найдена 170 мм

Фокусное расстояние, лупы, f> мм

Рабочее расстояние лупы, т.е. расстояние от вершины линзы до предмета. соответствующее максимальной разрешающей способности, мм -155 мм

Видимое увеличение лупы, крат

Расстояние между изображением и наблюдателем мм 250

При базовом расстоянии глаз В =-56 — 72 мм и диаметре зрачка д = 5 мм поверхности аккомодации и конвергенции не совпадают на 0,05 диоптрий, поверхности расположены по одну сторону (фиг.3), от поверхности конвергенции, что глазом не ощущается, т.е, поверхности практически совпадают по всему полю зрения, что обеспечивает улучшение аберрационных характеристик по сравнению с прототипом в 3-4 раза, Угловые отклонения лучей от теоретического хода практически равны для обоих глаз по всему полю и составляют ч 20: 25 угл.с, что также более чем в 3 раза лучше, «ем в прототипе. и превышает разрешающую способность зрения. Линейное поле зрения прибора более чем в 1,5 раза превышает наибольший световой диаметр линзы прототипа. Данное улучшение характеристик обеспечивает возможность длитель40 ного наблюдения через данную биокулярную лупу беэ утомления наблюдателя, повышает производительность труда, сокращает вероятность брака при работе, что говорит о хороших зргономи45 ческих ее характер стиках, 1837249,, второй поверхности и толщина d линзы

: ;удовлетворяют соотношениям; гг = -1,168(п - 1)r1 г

2 1

Г1

12 где и — показатель преломления материала линзы.

1837249

Пп5ерхнасти

Составитель В, Николаева

Техред М,Моргентал Корректор М. Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2863 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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