Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Следует отметить, что диаметр диафрагмы 0 ограничивает ход верхней части наклонного пучка, а нижняя часть этого пучка ограничивается оправами линз окуляра. 79. Расчет зрительной трубы с линзовой оборачиваи1щей системой Основным достоинством зрительных труб с прнзменнымн оборачнвающими системами, нли призмами„ является компактность конструкции. Однако при этом увеличивается масса прибора н возникают трудности технологического порядка, связанные с изготовлением и юстировкой призм. Прямое изображение в зрительной трубе Кеплера можне получить, вводя в ее оптическую схему линзовую оборачнвающую систему. В этом случае даже прн использовании сложной, например пятнлннзовой, обо- 15 31лаллол Н.
и ° 225 Ф и, и,' г л' Рис. !В2. Схема зрительной трубы с олноиомпонентной оборачиаающей системой рачивающей системы удается по сравнению с подобной призменной системой уменьшить массу прибора в целом почти в 2 раза. Зрительную трубу с линзовой оборачивающей системой иногда называют земной зрительной трубой. Линзовые оборачивающие системы могут быть однокомпонентными, но чаще используются двухкомпонентные системы. На рис. 182 приведена схема трубы с однокомпонентной оборачивающей системой 3, объективом /, коллективной линзой 2 и окуляром 4. Из технических условий на расчет зрительной трубы должны быть известны: видимое увеличение Г,; угловое поле 2ю; диаметр выходного Р' или входного Р зрачка; длина системы /.; удаление аи входного или ар выходного зрачка; коэффициент виньетирования й„; линейное увеличение оборачивающей системы Р,.,; может быть задано фокусное расстояние окуляра /4.
Если за объектив принять первые три компонента, то видимое увеличение г, = †/<4, з, зз//;, (358) где /(ь з,зз = /44/1К оа', 1К оа = 1К оз/Ро. с 1К 4гз = 1К ()з " 6 = /з,/1К о,. Последовательно подставляя в формулу (358) указанные соотношения, получим Гт = — 14()о. с//4 Далее расчет выполняется по следующим формулам: = — Гт/4/()о,а; Р = Р'Г,; Р, = 2лза+ 2ар 1К м. Причем если окажется, что Р, ( Р, то следует принимать Р, = Р, чтобы не было срезания лучей в осевом пучке. После определения основных характеристик объектива (/4, Р//(, 24о) его можно выбрать нз каталогов нлн рассчитать.
Затем определяют: /... = Ь вЂ” (/(+ /1); аз = /,,/(Р,, — 1); з = ~о .~'. /(5.. а — 1); /з = — (~.. с — /зи,л;) (и. /(1 — ~о. 4)*; Рз = — Раз/14; 1К юз = — у4/цз. 2?б Рис. !83. Схема зрительной трубы с хвухкомпонентной линзовой оборачнаающей системой: т — объектив: Б — коллектив; 3, 4 — оборачвваттщая система; Б — окуляр Этн величины являются характеристиками оборачнвающей системы (/з! Рз//з! 2азз, ()о, с).
Заметим, что Рз — — — 2/! 1к аа! н, так как главный луч коллективом направляется в переднюю главную точку оборачнвающей системы, 1//з = (1/Я(1+ар//!)+ Цз. Параметры окуляра вычисляют так же, как н параметры трубы Кеплера (см. формулы (352) н (353)]. Обычно линейное увеличение оборачивающей системы ро,, = — 1, тогда для однокомпонентной системы Ео,с = 4/з, аз = — 2/з н относительное отверстие оборачивающего компонента оказывается вдвое больше, чем относительное отверстие окуляра.
Стремление уменьшить (по абсолютному значению) линейное увеличение приводит к еще большему увеличению относительного отверстия оборачнвающей системы, что нежелательно. При возрастании линейного увеличения (по абсолютному значению) резко растут угловое поле 2аза и общая длина системы Е, что также нежелательно. В зрительных трубах с двухкомпонентной линзовой оборачивающей системой (рис. 183) между ее компонентамн лучи идут в виде параллельных пучков, что позволяет изменять расстояние 4(„а тЕМ СаМЫМ Н дЛИНу ОбсраЧНВаЮщЕй СИСТЕМЫ Ь .а = /З+ + (з+ 6.
Первые три компонента 1 — 3 образуют трубу с увеличением Гтм а два последних 4, б — трубу с увеличением Гтм т. е. 1 ° = ГмГаз = (/4//3) ( ./4//Б) = — (/!//3) Ро. а Гдс ро. ° = — /4/6. Главный луч в таких системах обычно направляют с помощью коллектива по середине расстояния 4/з. С помощью рнс. 183 можно найти следующую связь между расстояниями 4(з н /з: б(з = — (1 — йи) Р ИЦ!)'/(а азз. (359) Полагая, что нзвестнымн являются те же характеристики, что н для трубы с однокомпонентной оборачнвающей системой, !84 227 запишем формулы для габаритного расчета трубы с двухкомпонентной оборачивающей системой: 1) 6 = — Г ~ь75 .
о' 2) Р, = 2т,+2ар!поз„где 2т, = й„Р; 3) 1з (1 — йо) Р~Ь !и оз1) +1зВо. з — 1) + [ь — (11+(ь)) = 0; 4) 71 —— — 0,,,~з, 5) ь(з определяем по формуле (359); 6) Рз = — 27[!йоч; 7) Рз=РЩ1, Р, =Рз,. 8) 1/1з = (Ц1) (1 + ар7[1) + (1/1з) [1 — ь1зl(21з)[' 9) диаметр полевой диафрагмы, устанавливаемой в передней фокальиой плоскости окуляра, Рпд = — 27ь !й ооь1 (360) 10) диаметры линз окуляра вычисляют так же, как для трубы Кеплера.
80. Основные сведения о зрительных трубах переменного увеличения Изменение видимого увеличения в зрительных трубах может происходить дискретно н непрерывно. Соответственно различают зрительные трубы дискретного увеличения н панкратнческне зрительные трубы — трубы с плавно изменяющимся увеличением. Дискретное изменение увеличения достигается несколькнмн способами: 1) сменой окуляров, 2) объективов, 3) отдельных частей объектива, 4) оборачнвающей системы, 5) переворотом на 180' оборачивающей системы, 6) перемещением объектива оборачивающей системы вдоль оптической оси, 7) введением особых афокальных насадок в параллельный ход лучей внутри телескопической системы.
Наиболее простым и распространенным является первый способ — смена окуляров. Такой способ широко применяют в геодезических н астрономических приборах н достаточно часто в прицелах различного назначения. Например, для теодолитов попользовались сменные окуляры с 7' = 8; 9; 10; !3; 5; 16,7 н 20 мм. Зеркальный телескоп Цейсса с Да — — 1,1 мм имел сменные окуляры с 7' = 6; 10; 16 н 25 мм. Зеркально-линзовый телескоп АЗТ-7 имеет шесть сменных окуляров.
Прн смене окуляров с уменьшением фокусного расстояния соответственно увеличивается нх угловое поле н уменьшается диаметр вйходного зрачка. В ряде случаев с ростом видимого увеличения телескопической системы приходится уменьшать поле. Прн этом размер полевой диафрагмы в передней фокальной плоскости короткофокусного окуляра будет определять поле [см.
формулу (360)). 228 и и' Более редким является второй способ — смена объ- и, и,' и, и,' екти ва . Е го применяют в некоторых перископах н при- " А цепах. А -хх Третий способ удобен при аа использовании объектива, и, и ' и и,' состоящего и з нескольких х групп линз, например телеобъектива (линзового или " ' Ф зеркального). Сменой передней или задней части (групп и, и линз) достигают изменения у фокусного расстояния объек. тива.
Разновидностью этого х У способа является и введение 6 нового оптического элемен- Рпс. 184 Сменные оборачивающие пиетета — групп линз или зеркала. мы: ИВЛИЧИЕ ОбппаЧИВаЮщвй а — пап В = — П Е вЂ” пап В < — и в — пеп системы (рис. 184, а) позволяет осуществить четвертый способ изменения увеличения путем смены как одного из ее объективов, так и обоих.
Линейное увеличение оборачиваюшей системы изменяется в соответствии с формулой Р,,, = — )е/5. В этом случае линейное поле изображения 2у' и относительное отверстие последующих оптических узлов остаются неизменными, т. е. неизменным является и диаметр выходного зрачка 0' всей телескопической системы, а поле 2У предыдущей системы и относительные отверстия объективов, стоящих перед оборачиваюшей системой переменного увеличения, изменяются. Если линейное увеличение оборачивающей системы по 'абсолютному значению будет расти, то угловое поле 2ю будет уменьшаться, а диаметр входного зрачка ьх увеличиваться.
При этом неизменным остается соотношение 0,„1й в „= О,„1д щ„м или 1'т мпп 18 юмах = 1'е ххах 1я юппп. Изменение увеличения может быть достигнуто (пятый способ) и поворотом оборачивающей системы из одного положения (рис. ! 84, б) в другое иа 180' [рис. 184, в). Тогда первый объектив оборачиваюшей системы станет последним, и наоборот.
Если . в пеРвом положении линейное Увеличение Р, = Рх, то во втором Р„= 1: р„т. е. перепад видимого увеличения М = = й1 Смена объективов оборачивающей системы или ее переворот на 180' усложняет механику прибора и увеличивает размеры прибора в сечении, перпендикулярном к оптической оси. В этом отношении более удобен шестой способ, при котором вдоль оптической оси перемещается объектив оборачивающей системы. Возможен и такой вариант. когда внутренний объектив оборачиваю- 229 Рис. 188.
Перемещение объектива обо. Рис. !88. Схемы иамеиення увеличения рачнвающеа системы вдоль оптической путем ввода дополнительных труб Гаоси лилея щей системы перемещается между двумя наружными геподвижными. Наиболее простым способом изменения увеличения в оборачивающей системе является перемещение объектива Нн' вдоль оптической оси на расстояние д (рис. 185). В первом положении (рис.
185, а) линейное увеличение Р1 — — а1/аы а во втором (рис. 185, б) — увеличение Р, = ат!ат. Формула отрезков (38) позволяет получить уравнение а(+ а1 (21 — и) — ( б = О. Учитывая, что а, — с( = а„для двух пар сопряженных отрезков аы а1 и аъ ат решением квадратного уравнения определим две пары неподвижных сопряженных плоскостей. В одной паре разместим плоскости предмета А и изображения А', а в другой— плоскости входного и выходного зрачков с центрами Р и Р'. Если известна длина системы Е = — а, + а1, то при заданном линейном уравнении Р, получим следующее выражение для определения фокусного расст!зяния объектива: 1' = — (1 Е/(1 — () )'. При этом линейное увеличение во втором положении ра = = Щ. При заданном линейном увеличении (1, (или Ра) и известном 1' величины а~ и а( (или ая и а;) определяют по формуле аь = = (! — Рь) Г Переменное увеличение можно получить и с помощью отрицательных объективов, а также с помощью передвижного положительного объектива, перемещаюшегося между двумя другими неподвижными положительными или отрицательными, что подробно рассмотрено в работах В, Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
