Класифікація конструкцій окулярів

 

За призначенням і конструктивним особливостями окуляри підрозділяються:

1. Окуляри телескопічних систем.

2. Окуляри мікроскопів.

3. Окуляри автоколімаційні.

Основні характеристики окулярів наступні:

1. Фокусна відстань .

2. Збільшення .

3. Кут поля зору .

4. Діаметр вихідної зіниці .

5. Видалення вихідної зіниці

Як окуляри телескопічної системи використовують окуляри Рамсдена, Кельнера, Ерфле першого і другого роду, симетричний окуляр і ширококутний. По характеру виправлення аберації, окуляри підрозділяють на набори. Кожен з наборів містить окуляри з фокусними відстанями: 20, 25, 30, 35, 40, 50мм.

У мікроскопах, як основні типи окулярів застосовуються окуляри Гюйгенса, ортоскопічний, компенсаційний, симетричний і ширококутний. Діоптрійне наведення в цих окулярах може здійснюватися переміщенням окуляра в корпусі мікроскопа уздовж осі.

До  автоколімаційних окулярів відносять три типи окулярів:

1. Окуляр-куб показаний на рисунку 6.25.

1

Рис. 6.25. Окуляр-куб

Окуляр-куб складається з наступних компонентів:1 – джерело випромінювання; 2 – конденсорна лінза; 3 – сітка-тест об'єкт; 4 – світлоділильний куб; 5 – вимірювальна сітка з шкалою; 6 – окуляр.

Гідність окуляра: велике збільшення, відсутність екранування поля зору, висока точність виміру

Недоліки окуляра: великі втрати світла, складність юстування сіток

2. Окуляр Аббе представлений на рисунку 6.26.

 

Рис. 6.26. Окуляр Аббе

Цей окуляр містить наступні компоненти: 1 – джерело; 2 – конденсор; 3 – вимірювальна сітка; 4 – призма підсвічування;5 – симетричний окуляр.

Гідність окуляра – висока світлосила.

Недолік окуляра – екранування центру поля зору.

3. Окуляр Гауса схематично показаний на рисунку 6.27.

Рис. 6.27. Окуляр Гауса

    Окуляр Гауса складається з наступних компонентів: 1 – джерело; 2 – конденсор; 3 – світлоділильне дзеркало; 4 – сітка; 5 – окуляр.

Гідність окуляра – відсутність екранування.

Недоліки окуляра:великі втрати світла, аберація, що вноситься дзеркалом 3.

22.2. Конструювання об ' єктивів і окулярів

До конструкції об'єктивів і окулярів пред'являються наступні вимоги:

1) Можливість переміщення уздовж осі для фокусування.

2) Можливість взаємного переміщення компонентів складного об'єктиву для компенсації похибок фокусної відстані.

3) Можливість забезпечення центрування компонентів об'єктиву і окуляра.

4) Необхідність точної установки об'єктивів відносно базових напрямів.

Метод завальцовки

Для кріплення лінз з діаметром 10 мм. і менше, а так само оптичних деталей з діаметром до 80 мм. і склеєних блоків з діаметром до 50 мм. застосовують метод завальцовкі. В цьому випадку матеріалом для оправ є: латунь Л62, ЛС59-1, дюралюміній Д1, Д6, Д16, низковуглеводні або інші пластичні конструктивні сталі СТ20 або СТ30.

На робочих кресленнях оправ застосовуються наступні посадки:

1. Для лінзи .

2. Для оправи:

при підвищеній точності центрування(до 0,02мм.)–Н6-Н7

при середній точності (до 0.05мм.)-Н8-Н9;

при зниженій точності (зверху 0,05мм.)-Н11.

При кріпленні лінзового блоку на нецентруючі лінзи дається посадка . Окрім цього можуть застосовуватися посадки для одиночної лінзи  і h11.

Гідність методу:

1. Висока надійність кріплення(особливо для лінз малого діаметру).

2. Відсутність пережимів в склі.

3. Високоточне поєднання оптичних і механічних баз.

Недоліки:

1. Низька надійність при великих габаритах деталей.

2. Відсутність можливостей компенсації термічних деформацій.

Кріплення різьбовими кільцями.

    Різьбове з'єднання деталей застосовуються тоді, коли не можна використовувати кріплення завальцовкою. Діаметр різьбового кільця повинен бути на    мм. більш ніж діаметр отвору під лінзу. Лінза повинна виступати на  мм. за кромку отвору під лінзу.При кріпленні  лінзового об'єктиву різьбовим кільцем із зовнішнім різьбленням пред'являються наступні вимоги до конструкції різьбового кільця(рис.6.28). Товщина кільця t повинна складати 3-4 кроки різблення, а проріз під інструмент повинен складати третину товщини.

Рис.6.28. Різьбове кільце

Як матеріал для виготовлення оправ і різьбових кілець застосовують латунь,  різні марки сталі, незагартовані алюмінієві сплави, інколи титанові або берилієві сплави. При неможливості кріплення об'єктиву різьбовими кільцями застосовують спосіб завальцовки. Кріплення різьбовими кільцями не рекомендується для кріплення лінз з діаметром меншим 10 мм. Крок різьблення різьбових кілець 0,5; 0,75; 1,0 мм. При кріпленні однієї лінзи використовуються посадки:

1. Для оправи .

2. Для лінзи .

Для склеєних блоків використовуються посадки:

1. Для центруючої лінзи .

2. Для нецентруючої лінзи .

3. Для оправи .

Окрім розглянутих методів кріплення лінз застосовують:

Кріплення в ексцентрикових оправах.

Ексцентрикові оправи спільно з ексцентриковими кільцями дозволяють переміщати лінзу в поперечних напрямах в діапазоні   мм.

    Кріплення методом гальванічного нарощування металу в місцях з'єднань головним чином застосовуються в мікрооб'єктивах.

Кріплення дротяним кільцем. Для кріплення використовується пружинний дріт з діаметром

Кріплення лінз приклеюванням. Для приклеювання лінз до оправ застосовуються:

1. Клеї:

­ по ДСТУ 14887-80:

· акрилові;

· епоксидні (ОК-50П, ОК-72);

· поліефірні (ОК-90);

­ по РТМ3-522-74:

· поліуретанові (ПУ-2);

· шеллачні.

2. Герметики:

­ по ДСТУ 3-1927-73:

· УТ-32, УТ-34;

­ по ДСТУ13489-79:

· У-30М.

    Кріплення пружинистими планками. Використовується для лінз, що працюють в умовах перепадів температур, динамічних дій і лінз не круглої форми.

Для герметизації окулярів використовується герметик  .

В ході конструювання окуляра проводять розрахунок діоптрійної шкали і окулярного різьблення. Розрахунок включає дві стадії – попередню і остаточну. В ході попереднього розрахунку задаються попереднім кутом   при повороті на який здійснюється налаштування, і при цьому визначають попереднє число заходів різьблення за формулою:

,                    (6.43)

де  - діапазон діоптрійного наведення; ; Р - крок окулярного різьблення;  .

Визначивши заздалегідь n вибирають найближче значення числа заходів з ДСТУ. ДСТУ передбачає наступні значення числа заходів: 1; 2;4;6;8;12;16;20. В ході остаточного розрахунку визначають кут повороту окуляра для діоптрійного наведення:

                                    (6.44)

Кутова відстань між діленнями діоптрійної шкали визначається співвідношенням .

По конструкції розрізняють три типи конструкції окуляра:

1. При діоптрійному наведенні обертається наочник окуляра.

2. При діоптрійному наведенні наочник залишається нерухомим.

3. Окуляр з внутрішнім фокусуванням.

 

Приклади конструкцій окулярів згідно [7] наведені на рис.6.29

   

1 - окуляр 2 –шпонка 3 – ведуче кільце 4 – гвинт 5 – сухар

1 - тубус 2 – корпус 3 – з’єднувальна муфта 4 – установочні гвинти 5 – наочник 6 – діоптрійна наводка

1 - кремальєра 2 – оправа з фокусуючим елементом 3 – корпус окуляра 4 – оправа 5 – очна лінза 6 – сітка 7 – ковзальна шпонка

Рис 6.29. Приклади конструкцій окулярів

Рис. 9.3. Типовая оправа для крепления завальцовкой

Рис. 6.30. Оправа для завальцовки лінзи

Рис. 6.31. Оправа лінзи