Панкратический объектив для измерительных приборов
г г: . C.i П1 1г б, о i. и с г е: а « Р
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЙЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20.12.7 6 (211 2431068/18-10
«iI 651295
Союз Соавтсмию
Социалистических
Республик
У (511 М. Кл у 02 В 15/14 с присоединением заявки № (23) Прнорнтет— ааударатвееай кватет
СССР
gl 49eeM азббРФЯФФ е айфмпе (5З) Д < 535.824. .2 (088.8) Эпублнковано 05,03.79рюллетень № g
Дата опубликования описания 08.03.7& (72) Авторы изобретения
Т. А. Иванова и А. С. Фокина (Ò1) Заявитель (54) ПАНКРАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ
ЙЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптико-механических иэмеритепьных приборах, предназначенных дпя измерения пинейных и угповых размеров объектов с высокой степенью точности.
Известные объективы измерительных приборов имеют сложную оптическую конструкцию и значительные габариты (1).
При необходимости смены масштаба изображения в приборе применяется 24 объектива. Все объективы снабжены материальными диафрагмами, обеспечивающими тепецентрический ход гпавных пучей в пространстве предметов. Как видно из оптических схем ряда микроскопов объективы представпяют собой сложные линзовые системы, каждая иэ которых допжна строго регупироваться по масштабу изображения. Механическая конструкция прибора и объективов допжна обеспечивать надежность установки объективов в расчетное по при смене увепичений, что представчяет собой достаточно спожную задачу, учитыI вая значитепьный вес объективов и высокую точность измерений. Кроме того, необходимость смены объективов затрудняет работу оператора и снижает экснпу5 атационные параметры прибора.
Известны также тепецентрические объективы, содержащие четыре компонен-» та и апертурную диафрагму, распопоженную между вторым и третьим компонен10 тами. Попожительный (второй) компонент и отрицатепьный -(третий) компонент можно менять местами (по типу трубки Галипея), создавая тем самым смену увеличения. Таким образом, ис.попьзование этого объектива .заменяет
I два объектива разпичного увепичения, что повышает удобство эксплуатации прибора. Объектив имеет высокую степень иснравпения дисторсии (2).
Однако в универсальных измеритепьных приборах в зависимости от размеров контропируемых детапей испопьэуется не менее трех объективов.
651295
Наиболее простой оптической и механической конструкцией обладают панкратические системы с оптической компенсацией, в которых два подвижных компонента жестко связаны между собой и перемешаются одновременно, создавая изменение масштаба иэображения j3).
Строгое постоянство положения плоскости иэображения имеет место в опредепенных положениях подвижных компонентов в так называемых точках оптической компенсации, На всем диапазоне переме« щения компонентов существует остаточная расфокусировка плоскости изображения, меньшая, однако, глубины резкости всей системы.
Наиболее близкой по технической сущности является система, содержащая четыре компонента с разнесенными воздушными промежутками, при этом первый и третий компоненты являются неподвижными, а второй и четвертый жестко связаны между собой и перемешаются одновременно но линейному закону. Первый компонент выполнен в виде одиночной отрицательной линзы, второй компонент содержит две линзы с воздушным промежутком между ними, третий выполнен в виде одиночной отрицательной линзы, четвертый компонент выполнен в виде двусклеенной линзы. Позади четвертого компонента установлена материальная апертурная диафрагма для регулирования освещенности в плоскости изображения P4).
Однако оптическая конструкция панкратической системы не обеспечивает исправления дисторсии, а следовательно, высокой точности измерений. Панкратическая система имеет недостаточно высокое качество изображения, эначитель но уступающее дифракционному (волновые аберрации значительно превышают критерий Рэлея). Установление апертурной диафрагмы позади четвертого компонента не обеспечивает создание телецентрического хода лучей в пространстве предметов и, следовательно, исключает возможность работы данной =.истемы в измерительных приборах. высокого класса.
Мелью изобретения является устранение дисторсии и повы;пение качества иэображения., Эта цель достигается тем> что в панкратическом объективе для измерительных приборов, содержащем первый неподвижный компонент, второй положительный компонент, выполненный иэ положительной и отрицательной одиночных пинэ и установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси, третий отрицательный неподвижный компонент и четвертый подвижный положительный двухсклеенный из положительной и отрицательной линз компонент, жестко связанный со вторым компонентом, первый компонент, фокусное расстояние которого составляет
0>7-1,5, фокусного расстояния второго компонента, выполнен иэ трехдвухсклеен ных из положительных и отрицательных линз, третий компонент выполнен двухсклеенным из положительной и отрицательной линз, при этом по обе стороны от третьего компонента установлены жестко связанные с подвижным вторым и четвертым компонентами апертурные ди афр аг мы.
На чертеже показана оптическая схема предлагаемого панкратического объектива, Объектив состоит из четырех компонентов 1-4. Первый неподвижный компонент 1 состоит из группы положительных 5-7 и отрицательных 8-10 линз, образующих три двухсклеенных компонента 11-13. Второй подвижный компонент
2 содержит положительную линзу 14 и отрицательный мениск 15, третий непод-, вижный компонент 3 образован положительной 1б и отрицательной - ск.еенными линзами. Компонент 4 также образован склеенными отрицательной 18 и положительной 19 линзами, По обе стороны от отрицательного компонента 3 установлены апертурные диафрагмы 20 и 21, Первый положительный неподвижный компонент 1 проецирует изображение контролируемого объекта, расположенного в плоскости предмета "ПО в предметную плоскость подвижного компонента 2. При перемещении жестко связанных компонентов 2 и 4 относительно неподвижного компонента 3 в плоскости изображения "ПИ" создается изображение контролируемого объекта в переменном масштабе при плавном изменении увеличения.
Однако при работе панкратического объектива в измерительных приборах целесообразно фиксировать положения подвижных компонентов при дискретных увеличениях, например при увеличении
1; -3; -5 . В этом режиме работы нанкратическпй объектив заменяет собой отдельные >I >.: кт >вы с
651 295 теми же увеличениями. Однако при этом не требуется сьем панкратического объектива в отличие or известных решений, а только перемешение подвижных компонентов 2 и 4 в другое фиксированное положение.
Бесконечно удаленный входной зрачок панкратического объектива проецируется неподвижным компонентом 1 в его заднюю фокапьную плоскость, сопряженную с неподвижными плоскостями, расположенными внутри системы компонентов 2-4 (плоскости зрачков системы). Дпя строгой фиксации этих плоскостей установлены две апертурные диафрагмы 20 и 21, связанные с подвижными компонентами
2 и 4 и перемешаюшиеся одновременно с ними до упора в оправу компонента 3.
Необходимость двух апертурных диафрагм обусловлена тем, что внутренняя пара сопряженных плоскостей имеет на всем диапазоне перемешения компонентов значительно большую расфокусировку, чем плоскость изображения объекта.
Таким образом, строгий телецентрический ход главных лучей в пространстве предметов ограничивается сначала диафрагмой 20 (примерно до поповины диапазона увепичений), а затем диаф-. рагмой 21.
Панкратический объектив с тепецент» рическим ходом главных лучей в пространстве предметов имеет высокое качество изображения (в пределах критерия
Рэпея) и исправленную дисторсию при всех увеличениях, не хуже 0,08%, что спедует из припагаемого выпуска конст руктивных параметров и аберраций.
Панкратический объектив имеет бопьх 40 шой перепад увеличений от 1 до 5.", при этом возможно расширение диапазона увеличений до 1 -; 10, кроме того, возможно повышение масштаба изображения, создаваемое панкратическим объекх тивом до 2 —: 10, 2 —; 20
Формула изобретения
Панкратический объектив дпя измерительных приборов, содержаший первый неподвижный компонент, второй попожитепьный компонент, вылопненный из положительной и отрицательной одиночных линз и установленный с возможностью перемешения вдопь оптической оси, третий отрицательный неподвижный компонент и четвертый подвижный попожитеп ный двухскпеенный из положительной и отрицательной линз компонент, жестко связанный со вторым компонентом, о ти и ч а ю ш и и с я тем, что, спелые устранения дисторсии и повышения качества изображения, первый компонент, фокусное расстояние которого составля- ет 0,7-1 5 фокусного расстояния второго компонента, выполнен из трех двух» склеенных линз, третий компонент выполнен двухскпеенным из положительной и отрицательной линз, при этом ио обе стороны от третьего компонента установлены жестко связанные с подвижными вторым и четвертым компонентами апертурные диафрагмы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Крупп Н, Я. Оптико-механические измерительные приборы, М,-Л., Машгиз, 1962, с. 225, 228, 242.
2. Патент Вепнкобритании № 1260923, кп. Cj 2 3 1972.
3. Патент США ¹ 3.000 260, кп. 350-184, 1961.
4, Патент США № 3051052, кп. 350-1 84, 1 96 1, 651 295 г
\ \
Ю 2
И К2t
Составитель М. Лебедев
Редактор О. Филиппова Техред Н. Бабурка Корректор Л. Василина
Подписное комитета СССР и открытий
Раушская. наб., д. 4/5
Фипиап ППП "Патент, г. Ужгород, ун. Проектная, 4
Заказ 801/43 Тираж 587
UHHH ПИ Государственного по делам изобретений
113035, Москва, Ж-35, Z1-l
2д д М<>
