Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Чуриловского. 230 В ряде приборов смена увеличения достигается введением в ход параллельных лучей дополнительных телескопических труб системы Галилея. Их устанавливают или перед первым объективом прибора, или внутри прибора, где имеется параллельный ход пучков лучей. Дополнительная труба может занимать три положения (рис. 186) и дает возможность получить три значения видимого увеличения Г, прибора (Г,, „Г,,р и Г,,„). Если видимое увеличение трубы в положении, показанном на рис. 186, а, соответствует Гсм а в положении, показанном на рис, 186, б, — Гт,„то Гс асс ГсГтз, Гт, ср = Гт! Гс ссс = ГтГта, где Г, — видимое увеличение прибора без дополнительной трубы. Очевидно, что Г,, = ЬГ„.
Центром вращения трубы относительно оси, перпендикулярной к оптической оси, является точка С. Такие вращающиеся или сменные трубы могут применяться не только в телескопических системах, но и в других приборах, где имеется параллельный ход лучей, и в тех же целях, т. е. для увеличения или уменьшения масштаба изображения. Дополнительную телескопическую трубу применяют совместно со всей телескопической системой или частью ее, для которой положение выходного зрачка определяется положением глаза наблюдателя.
Следовательно, выходной зрачок 0' дополнительной трубы всегда должен совпадать с входным зрачком части оптической системы, расположенной за трубой (рнс. !87). Афокальная труба системы Галилея позволяет выполнить условие а1р — — — аср, тогда центр вращения С трубы будет расположен посередине между входным с! и выходным 0' зрачками. В этом случае нз формулы (354) получим (ар = а|р н ар — — а!р ): а| р = ~1 (Г, — 1)/(Г', + 1), где Г, — видимое увеличение дополнительной трубы; 11 — фокусное расстояние первого компонента трубы. Например, если Г, = 4 и !1 = !00 мм, то а|р = !7,6 мм. Следовательно, становится известным расстояние между задней главной плоскостью второго компонента трубы и передней главной плоскостью объектива, так как положение входного зрачка телескопической системы до введения дополнительной трубы известно.
Для непрерывного изменения масштаба изображения применяют панкратическне объектив, оборачнвающую систему н окуляр. Специфической характеристикой панкратических систем является перепад видимых увеличений М =- Гтрк!Гс щ1с ° (361) Панкратический объектив должен состоять, по крайней мере, из двух отдельных компонентов. Это позволяет получить различ- зз! ! ! l 'и и' аГЛ ахи Рис. !87. Положеиие аходиого и выходиого зрачков в сменных трубах Галилея ври различном увеличеиии: а — !' г; б — г !/г Рис. 1 88. Паикратические объективы ные значения его эквивалентного фокусного расстояния путем изменения воздушного промежутка между его компонентами согласно формуле (58): Ф! =- Ф, +Фа — Ф2Ф2!)2, Фп = Ф2+ Ф вЂ” Ф2Ф дг!. Величины Ф2, Фы, 22! и с(2! задаютсЯ.
Из совместного РешениЯ уравнений (362) получают выражение для определения Ф,; Ф2(г!! — А!)+Фх(с(!!Ф! — 21!Ф!!)+Ф!! — Ф! = 0 2 и Ф, Ф, = (Ф! — Фв)/(1 — Фзс(!). (363) Компоненты перемешаются из положения 1 в положение П (рис. 188, а). Если фокусные расстояния компонентов противоположны по знаку и одинаковы по абсолютному значению, т, е.
11 !2, ТО 1! =уха или 1!1 = у Йц~~~ Панкратический объектив может состоять из двух положительных компонентов (рис. 188, б). Например, если фокусные расстояния компонентов одинаковы, т. е. Г; = Г;, то из формулы (363) следует: Ф2с)! — 2Ф! + Ф! = О. (364) 'Например, если необходимо иметь 1; = 100 мм, а б! принимается равным 80 мм. то решение уравнения (364) дает !'2, ! = = 12, ! = 55,28 мм или ~;, 2 = 12,2 = !44,72 мм. 232 Другое возможное наименьшее значение!(1при наименьшем А~ находят из выражения 11~ = )(х!(26 — 8п). л я л В атом случае для того же примера получим 7и = 32,66 мм при 4~ )7 мм а а~ и ~! = 55,28 мм. Перемещение одного из компонентов объектива вы- Рис.
! зз. двухкомпоиентн~я ~,шк!ъпичес. зывает смешение всего объ- хая оборачивающая систем ектива, так как изменяется расстояние между вторым компонентом и фокальной плоскостью. Это РасстоЯние опРеделЯют по фоРмУле аз = 7' (! — й/~;). В соответствии с формулами (335) и (36!) для перепада видимых увеличений получаем выражение М = 1',„/7" ы. Панкратический объектив, состоящий из двух положительных компонентов, менее предпочтителен, чем телеобъектив (см. рис. !88, а), так как он позволяет обычно получать перепад менее 2, тогда как телеобъектив может создавать перепад более 2, н в частности М = 2 ...
6. Как правило, в панхратических зрительных трубах применяют панкратическую обопачивающую систему, Такую систему обычно используют в двух вариантах: двухкомпонентный вариообъектив с механической компенсацией и трехкомпонентиый вариообъектив с оптической компенсацией (см. гл. ХЧ). Оптическая схема двухкомпонентной панкратической оборачиваюшей системы показана на рис. 189. Например, предметной точкой А может быть задний фокус объектива, а точкой изображения А' — передний фокус окуляра. Уравнение длины системы имеет вид: Е = — а, + Ы+ а! = сопз!. (365) Панкратическая оборачивающая система состоит из двух объективов с фокусными расстояниями 71 н Д„расположенных друг от друга на изменяемом расстоянии Н, но при выполнении условия постоянства длины системы.
Задаваемыми параметрами служат длина системы Е, минимальное 8 м и максимальное линейные увеличения, Значения фокусных расстояний 7! и Я задают, а воздушный промежуток и', удовлетворяющий заданному линейному увеличению р, рассчитывают по формуле Н = 0,5Š— 0,5~/Е'" — 4 (Е ф 1- ~~)+ (! — ~)'~1~И Расстояние и' определяют для двух граничных значений и р „, чтобы убедиться в том, что при перемещении объективы не сталкиваются друг с другом. хзз Расстояние от передней главной плоскости первого компонента до плоскости предметов ш = 6 [6(1 р) + И/[(6+11 ") [х!.
Величину а, при найденных а, и с( находят из уравнения (365). Методика расчета панкратических оборачиваюших систем подробно разработана И. А. Турыгиным [371. Системы такого вида позволяют получать значительный перепад увеличений, определяемый равенством М = Р „l~ м, например до М ='20, но чаще всего перепад увеличений в этих системах М = 4 ... 8. Конструктивным недостатком панкратической двухкомпонентной оборачиваюшей системы является перемещение одного из компонентов по криволинейному закону (это усложняет изготовление паза, по которому перемещается штифт, несущий оправу компонента).
Технологическим преимуществом будет обладать такая система, компоненты которой перемещаются по линейному закону. Этому условию может удовлетворять четырехкомпонентная система, имеющая два жестко связанных положительных компонента, перемещающихся вдоль оптической оси, между которыми находится неподвижный отрицательный компонент (рис. 190). Первый объектив (компонент) служит для сокращения общей длины системы и проецирует предметную точку А в неподвижную точку А„так что панкратической системой служат три следуюших объектива, которые проецируют предметную для них точку А, в точку изображения А'. Второй и четвертый компоненты одновременно перемещаются относительно третьего, и прн этом происходит некоторое смещение плоскости изображения на величину бг.
При надлежащем выборе фокусных расстояний компонентов и общего перемещения г это смещение может быть невелико, например в пределах нескольких долей миллиметра при перепаде М = 4. Возможна и другая схема панкратической системы, в которой перемещаются два жестко связанных отрицательных компонента относительно расположенного между ними неподвижного положительного. И И И и И И Рис.
Г90 Четмрахкомпоны чная панкратическая оборачивеннная система с опти~еской компенсапией 234 Уравнение длины для расчета таких систем имеет вид: В = — аг+Вг+йк+Вз+а„' а для расчета вариочасти— Е, = — ак + 4+ г(з + а~, где а, определяют по формуле отрезков при известных аг н ~(, так как аг = а( — г(г 81. Стереоскопические телескопические системы Использование способности глаз человека к трехмерному восприятию пространства, называемому стереоскопическим зрением, позволило создать особый класс зрительных труб— стереоскопических телескопических систем, наблюдение в которых ведется двумя глазами. Наличие расстояния между узловыми точками глаз (глазной базис Ь) создает различие в положении изображений одних и тех же точек предмета на сетчатке глаз, что и является главным фактором объемного восприятия пространства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
