Глава 7 (1026189), страница 3
Текст из файла (страница 3)
тр О.ООО41 з.тр -Э.86147 о.ааааа о.ооооо о.ааааа ~.об О.84369 б О.ООООО о ~,тр 2.29274 лз„ О.ООООО О 57148 -О.ооооо -О.ОООО2 5.Об 0.02615 5 Об -0.00685 5,тр -О.ОООО1 ЬБ, 0.00061 — 210— Для угла поля зрения м=-29 ж' =-0.2394. Условие исправления сагиттальной кривизны поля (з' =О, Б,= -Ч' Б, ) имеет вид: -0.14439 Ь„ — 0.86147 Ь„ + 2.43909 =О. При я' =О меридиональный астигматический отрезок равен (У') Б„ ~~ ю поля зрения ь~=-29' я' =0.7182. исправленном астигматизме (з' =г' ) или меридиональной (з' =О) расходимость пучка за окуляром составит 1361: Для угла При кривизне 1 000 Г,'„ = 3.59 ... 2.39 дптр 250 допустимыми (36~.
При исправленной сагиттальной кривизне (з'=О) расходимость пучка за окуляром составит 1' =-7.18 дптр, что недопустимо. Таким образом, значения козффициентов ?1, б, П,„ рекомендуется выбирать, используя выражения (7.38),(7.39), с учетом влияния аберраций высших порядков.
7.5. Аберрациснный расчет дистальной части визуального канала зндоскопа В таблицах 7 и 8 приведены основные аберрационные параметры дистальной части визуального канала зндоскопа при ~,об в.об ~о,об ''' ' ~ тр в тр ~о тр Для расчета хода реальных лучей, ЛД1П, ЛД2П использовался При визуальном наблюдении такие значения расходимости являются — 211 Таблица 7 Зависимость параметров внеосевых пучков от коэффициентов ~.об' ~.тр Ь вЂ” 0.800, т 0.4775 -33.090 0.3924 -26.928 -0.178 -0.252 0.028 -0.113 -7.1 0.026 -4.6 0.061 0.3666 Ь б = 0.400; т -0.173 -0.779 -0.051 -0.092 -0.456 -0.068 30 0.3132 22 0.3149 0.08 0.115 0.08 0.067 Ь =0.800, Ь вЂ” 1.000 0.016 0.08 -0.308 0.063 0.08 -0.062 — 0.200, Ь вЂ” 1.000 0.029 0.08 0.060 0.08 об = 0.400; Ь, = 1.000 0.3131 -27.158 0.3149 -26.887 -9.5 О.ОЗО -5.1 0.060 Ь вЂ” 0.600, Ь вЂ” 1.000 0.020 -0.204 -0.669 -0.097 0.012 -0.110 -0.429 -0.092 30 0.2876 22 0.3017 О.ОЗО 0.08 0.060 0.08 30 22 ЗО 22 0.4774 0.3924 0.3386 0.3279 -27.761 -26.294 -24.276 -25.287 -39.333 -28.787 -9.1 -5.0 0.016 0.063 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 -0.023 0.027 -0.031 -0.006 -0.041 0.031 -0.217 — 0.106 -0.295 -0.135 -0.222 -0.116 -0.213 -0.113 -5.275 -0.883 -2.164 -0.672 -5.209 -0.874 -0.909 -0.482 -0.758 -0.449 -0.984 -0.214 -0.437 -0.148 -0.986 -0.236 -0.184 -0.115 -0.133 -О.
102 — 212 Окончание таблицы 7 Ьу'Е тпа х тах =-0.4ао; ь = г~з ~.тр зо 0.41тв 22 0.3666 0.062 = О.40О; Ь, = 2~3 -0.251 -О.тзэ -0.188 -0.1з4 -0.443 -0.124 алзо О.ов О.аба 0.08 = 1.оао; ь, = газ 0.2353 -28.469 0.2749 -27.860 -о.о51 -о.ггб -о.озг -0.1 гб = О.ааа; ь, = 1~3 -38.734 -8.7 0.029 0.08 -0.301 -з1.48э -5.э олб1 О.ов -0.14з = о.4ао; ь, = 1 гз 4,Об За О.З1З1 гг 0.314в = 0.000; Ь, = О.ООО а.об -0.418 -0.351 -1.090 -0.295 -0.206 -0.183 -0.507 -0.156 0.061 О.ов = 1.000; Ь, = О.ООО О.гзбз -зт.бзб 0.2749 -32.019 зо 22 О.з1з1 а.з1 9 О.З64З О.з4ов О.з64г 0.3408 а 1 Р' -37.202 -ЗО.04О -10.2 -5.З а. ОЗР О.оба о.озо алба о.азо 0.060 О.ов О.ов 0.08 О.ав -0.271 -о.102 -0.122 -о.оба -о.гзэ -О 123 -0.282 -0.158 -0.299 -О.1 48 -О.З11 -О.162 -о.гэо -0.155 -о.зоз -0.166 -глэт -0.655 -0.619 -0.415 -1.1от -0.514 -0.723 -0.4Зб -О 590 -0.403 -0.505 -0.1эо -0.131 -0.110 -о.заэ -0.159 -0.216 -0.1З6 -0.191 -0.1зг — 213— Таблица 8 Продольная ~Ла'), поперечная (Ьу') и волновая (ВА) аберрации осевого пучка для края зрачка (й=0.0773) ~.об 4/3 -0.13603 -0.13457 -0.43828 -0.43349 0.01227 0.01214 -0.26630 -0.26265 -0.86989 -0.85764 О.
02412 0.02379 -О. 4 0.4 1.0 0.26322 0.26472 0.26771 0.13075 0.13150 0.13224 -0.00546 -0.00252 -0.00031 -0.02339 -0.02352 -0.02378 — 0.01135 -0.01168 -0.01175 -0.01182 0.00049 0.00023 0.00003 0.79908 0.80342 0.81210 0.39378 0.40506 0.40731 0.40957 -0.01796 -0.00864 -0.00165 — 214— пакет программ, созданный на каФедре "Оптико-электронные приборы научных исследований" и доработанный нв основании результатов настоящей диссертационной рабаты.
Расчет хода реальных лучей, ЛД1П, ЛД2П в градиентных средах ведется в зтом пакете программ численными методами с использованием реккурентных соотношений (1.11)-(1.16),(3.80)-(3.84). Величина шага интегрирования И определяется в соответствии с рекомендациями, данными в работе 1381, по Формуле: М=йl(й1 ) (7.40) где й — длина градиентного элемента; 1 = 1 „, третья координата вектора оптических напрввлянцих косинусов в начальной точке траектории луча, й — число узлов интегрирования.
В подпрограмме расчета хода луча в градиентной среде предусмотрен автоматический выбор числа й. Первоначальна шаг И интегрирования определяется по Формуле (7.40) при 1=50, и за одну итера~ц4ю находится вектор Н =Н(1=И ). Далее из начальной точки траектории выполняется расчет ходя луча с шагом Л1 =АФ /2 и за две итерацп~ находится вектор Н,=Н(1=2Л1 ). Если ~ Н -Н ~<10 ', то расчет продолжается с шагом Л1 . В противном случае, число й увеличивается вдвое, и па Формуле (7.40) определяется новый шаг А1 .
Положение входного зрачка и габариты пучка в приближении гауссовсй оптики в окрестностях главногс луча определялись по Формулам (3.86)-(3.94). При атом было установлено, что реальное угловое псле визуальнога канала зндаскопа может превышать угловое поле, определенное в параксиальном приближении. То есть, в рассматриваемой оптической системе имеет место — 215— аберрационное виньетирование, которое, согласно книге 155~„ тесно связано с отрицательной дисторсией.
Для оценки точности численных методов расчета лучей, Щ1П,Щ2П для варианта, в котором Функции распределений квадратов показателей преломления описываются выражением (3.48)(Ь, =Ь, =О), был проведен расчет главного луча и связанна с ним меридионального ЛД1П, сагиттального ЛД1П и построенных на них ЛДЯП по аналитическим Формулам (3.49)-(3.52). Результаты приведены в таблицах 9 и 10 . При подстановке данных таблицы в Формулы (3.55)-(3.59), (З.б8), (3.71), (3.79) получим: =-0.41845б; и' =-0.350890; Р' =-1.09039, "Р' =-0.29499. Расчет по реккурентным Формулам (3.80)-(3.84) при 100 узлах интегрирования в градане-объективе и 200 узлах интегрирования в градане-трансляторе дает значения: и' = — 0.418445; е' = — 0.350879; Р' = — 1.09039; Р' = — 0.29499.
Таким образом, ошибка при определении астигматических отрезков и радиусов кривизны каустики не превышает 2х10 В результате анализа данных таблиц 7 и 8 в качестве окончательного варианта был принят вариант со значениями коаФФициентов Ь, =0.4, Ь„ =1. В нем практически исправлена меридианальная кривизна, сагиттальная кривизна отрицательна и для угла поля зрения м=-30' составляет и' =-0.213, относительная дисторсия -9.5$ (такое значение допустимо для эндоскопов (311), меридиональный радиус кривизны каустики менее 1мм, волновая сФерическая аберрация для точки на оси не превышает половины длины волны. При изменении Ь в интервале — 216— Таблица 9 Результаты расчета главного луче, меридионального ЛД1П и сагиттального ЛД1П по аналитическим Формулам — 217— таблица ~~ Результаты расчета ЛД2П по аналитическим Формулам ди ~б — 218— 0.2...0.6 аберрации меняются слабо, что улучшает технологичность конструкции.
Результаты расчете остетгппих аберраций дистельной части визуального канала с учетом занятного стекле и визуального канала полностьп даны в приложении для трех положений предметной плоскости з =-со, а =-10мн, а =-5мм приведены в приложениях 1 и 2. — 219— ВЫОДН ПС ГЛАВЕ 7 Для расчета в параксиальном приближении апертурных и полевых характеристик оптических систем, в которых Функцию ограничения световых пучков выполняет цилиндрическая оболочка среды с радиальным распределением показателя преломления разработан метод "зквивалентной гиперболической бленды". Метод основан не том, что поверхность "'зквивалентной гиперболической бленды" в однородном пространстве предметов ~изображений) и цилиндрическая оболочка градиентной среды ограничивают пучки лучей по одинаковым законам.
Доказано, что "эквивалентная гиперболическая бленда" является участком поверхности однополостного гиперболоида вращения. Получены Формулы для расчета параметров "эквивалентной гиперболической бленды" в пространствах предметов и изображений. Приведены Формулы для расчета апертурных и полевых характеристик по параметрам "эквивалентной гиперболической бленды". Показано применение метода "эквивалентной гиперболической бленды" для расчета апертурных и полевых характеристик дистальной части визуального канала сверхтонкого жесткого градиентного зндоскопа. Показана связь между угловым полем зндоскопа и хроматическими параксиальными аберрациями.
Выполнен анализ коррекционыых возможностей оптической схемы визуального канала. Рассчитана оптическая схема визуального канала зндоскспа диаметром 1мм, длиной 225 мм, угловое поле 2ы=бО'. Расчет выполнен из условия юнимизации параксиального хроматизма увеличения и исправления меридиональной кривизны поля. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
