Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 50

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 50)

Передние компенсяторы служат для исправления сферической 263 аберрации двухзеркальной системы и не должны вносить хроматических аберраций. Задние компенсаторы применяют для коррекции комы и кривизны поля изображения. В основном — это одно-, двухлинзовые компоненты. Созданием внутренних отраРвс. 2|о. схема зеркально-линзового ось- жающих поверхностей на большом и малом зеркалах можно получить дополнительные параметры для исправления аберрации, но при этом усложнится конструкция (см.

п. 124). Широкое распространение получили панкратические фотообъективы, позволяющие в определенном диапазоне непрерывно изменять фокусное расстояние, что приводит к изменению масштаба иэображения. Изменение масштаба достигается перемещением отдельных групп линз объектива вдоль оси. Плоскость изображения должна оставаться неподвижной для всего диапазона изменения масштаба изображения.

Для этого необходимо, чтобы, по крайней мере, две группы линз одновременно могли перемещаться на разные расстояния. Панкратические объективы делят на вариообъективы и трансфокаторы, Вариообъектиеом называется оптическая система, в которой ' изменение фокусного расстояния достигается действием всех групп линз. Трансфокатор — это оптическая система, состоящая иэ панкратической афокальной насадки и неподвижного объектива в виде последней группы линз. В вариообъектнве последняя группа линз может быть как подвижной, так и неподвижной, а в трансфокаторе всегда последняя группа линз неподвижна и перед ней имеется параллельный ход лучей.

Панкратические объективы, в которых компенсация сдвига плоскости изображения обеспечивается за счет перемешення по нелинейному закону даже одного компонента, называются объектиеами с механической компенсацией. Паякратнческяе объективы, в которых сдвиг плоскости изображения компенсируется за счет перемещения некоторых компонентов по линейному закону, называются объективами с оптической компенсацией (напрнмер, «Рубин-1»). Основной характеристикой панкратических объективов является перепад т увеличений, определяемый отношением т = ~т««ф.ы либо т = ~п.«/1т и В объективах для любительской фотографии обеспечивают т = 2 ...

4, а для любительской кинематографии — преимушественно т =- 4 ... 6. Современные тенденции развития пвнкрати- 264 ческих систем заключаются в стремлении получить перепады увеличений до т = 20 и даже до и 40. Перепад фокусных расстояний трансфокаторов определяется изменением углового увеличения афокальной насадки: л« = = уаа»(уп«п Если фокусное расстояние неподвижного объектива трансфокатора равно 1;, то 1~»» = ~руи»» и 1~м = 1»ут,» Простейшим вариообъективом является двухкомпонентная система, которую можно представить состоящей из двух тонких компонентов с фокусными расстояниями !1 и !2, расположенных друг от друга на расстоянии й.

Из формулы оптической силы (58) следует: Величина а(~ определяет расстояние от второго компонента до плоскости изображения, а й — расстояние между компонентами, плавное изменение которого позволяет получить непрерывное изменение фокусного расстояния. Двухкомпонентные системы обеспечивают перепады увеличений до 20 при соответствующем выборе оптических снл компочентов, и поэтому они стали основой для большинства схем панкратических объективов. Нелинейный закон перемещения какой-либо группы линз требует усложнения оправы объектива, поэтому естественно стремление перемешать группы линз по линейному закону.

Одним из таких решений является применение перемещающихся жестко связанных двух компонентов, между которыми располагается неподвижный второй компонент. Обычно после подвижной части применяют еше один неподвижный объектив. Таким образом получается четырехкомпонентный панкратнческнй объектив. Каждый компонент в реальной системе будет представлять собой совокупность линз, выполняющих самостоятельную роль в формировании промежуточных изображений и обеспечивающих обра» зование конечного действительного изображения соответствующего масштаба.

При линейном одновременном перемещении двух жестко связанных компонентов (групп линз) плоскость изображения несколько смещается, поэтому такие объективы являются обьективами с оптической компенсацией. Наиболее распространены две схемы рассматриваемых объективов: два положительных компонента перемещаются относительно отрицательного неподвижного. (рис.

211, а) или два отрицательных компонента пеоемешаются относительно положительного неподвижного (рнс. 2!1, б). Например, в пятикомпонентном панкратнческом объективе «Рубин-!» компоненты 7, Ш, )» — неподвижные, а положительные компоненты 1! н 7)» жестко связаны н линейно перемешаются 265 а) Рнс. 211. Четырехкомоонентные варноозьектнвы относительно отрицательного компонента!11 (рис. 212) (в табл. 10 приведены характеристики этого объектива). В литературе [21) подробно изложены теоретические основы расчета оптических панкратических систем различного назначения и вопросы их проектирования.

Кроме перечисленных выше известны некоторые другие типы фотообъективов: реверсивные, дисторзирующие, концентрические, для подводной съемки [31) и др. Реверсивными (обратными) телеобъективами называют короткофокусные фотообъективы с увеличенным задним фокальным отрезком, позволяющим в пространстве между объективом и пленкой ввести зеркало для отвода пучков лучей в визирную часть аппарата. Реализовать такой объектив можно, если первую группу линз выбрать отрицательной, а вторую — положительной (рис. 213).

Для фотографии и кинематографии реверсивные объективы конструируют таким образом, чтобы в тонкой системе апертурная диафрагма и выходной зрачок почти совпадали и находились в главной плоскости второго компонента (рнс. 213, а), а для цветного телевидения применяются объективы, у которых апертурная диафрагма расположена вблизи переднего фокуса второго объектива (рнс.

213, б). При этом получается телепентрический ход главных лучей в пространстве изображений. Такой принцип построения реверсинного телеобъектива оптимален и для цветной фотографии, но его трудно реализовать в объективах с большим относительным отверстием. Реверсивные телеобъективы характеризуются кроме основных величин 1', (х/[' и 2со также следующими коэффициентами: заднего фокального отрезка й; = зг /1'; телеобъектива й~ = (~х(+ зн)11[, значение которого йх > 1 и часто достигает 3 ... 7; диаметра объектива йо, = Рх[)'; габарита йк —— й;/йь позволяющим оценить рациональность конструкции. В реальных реверсивных телеобъективах его значение составляет 0,13 ...

0,48, Чем больше коэффициент габарита при данном й,, тем труднее обеспечить хорошую аберрационпую коррекцию, но зато сам объектив более компактен. Дисторзируюыхие объекгпивы — это объективы, создающие в изображения заведомо предусмотренную днсторсию. Прн наличии 266 у объектива значительной отрицательной дисторсии удается практически одновременно фотографировать пространство предметов в угловых полях более 180' (метеорология, космос).

Размер иэображения следует определять не по формуле у' = — !' 1я ы, а, например, по формуле у' = — !' з!и ы. В последнем случае при — а = 90' будем иметь у' = !', т. е. диагональ иэображения будет вдвое больше фокусного расстояния. Принцип устройства дисторзирующего объектива иллюстрирует рис.

214, а. Впервые реализовать такой объектив удалось Гиллю в 1930 г. (рис. 214, б) с угловым полем 180' и относительным отверстием 1: 22. Дисторэирующие объективы выполняются по геометрической схеме реверсивных телеобъективов, но в отличие от последних они не являются ортоскопическими. Первая группа состоит иэ одной или двух линз и создает большую дисторсию (рис. 214, а, г). Вторая группа линз служит для исправления аберраций в целях получения резкого изображения.

На пути создания особо широкоугольных объективов весьма существенным препятствием является влияние косинуса четвертой степени угла поля изображения. Но в результате отрицательной дисторсии на краях поля изображения здесь происходит как бы сгущение пучков лучей и практически оптическая плотность изображения не уступает таковой в центре поля. Концентрическим называется объектив, все сферические поверхности которого имеют единый центр кривизны.

Такой объектив образует изображение на вогнутой сферической поверхности. Центром входного и выходного зрачков и, следовательно, апертурной диафрагмы, является центр кривизны поверхностей. Главный луч проходит без преломления и обладает свойствами луча, проходящего по оптической оси. Осевой и наклонный пучки также идентичны (рис. 2!5), поэтому аберрацнонная коррекция сводится к коррекции сферохроматнческой аберрации. Кома, астигматизм и дисторсия в концентрическом объективе отсутствуют.

Эти объективы отличаются широкоугольностью (2в — !30') и значительным относительным отверстием (-1: 2). Впервые такой шаровой объектив был предложен Суттоном в 1859 г. Глвзва ХКв ОПТИКА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ 88. Оптические характеристики передающих и приемных телевизионных трубок Телевизионная система (рис. 216) состоит из передающего телевизионного устройства 1, линии связи 2 и приемного телевизионного устройства 3. Передающее телевизионное устройство, или передающая телевизионная камера, с помощью объектива создает оптическое изображение предмета на фотокатоде передающей телевизионной трубки, преобразует его в электрическое иэображение и передает электрические сигналы (видеосигналы), пропорциональные яркости предметных точек, цо линии связи в приемник.

Основным принципом передачи изображения в телевидении является принцип поочередности, который состоит в последовательном непрерывном выделении с помощью узкого подвижного электронного луча всех участков передаваемого изображения и последовательном преобразовании яркостей этих участков в электрические сигналы. Такое последовательное выделение участков изображения с помощью движущегося определенным образом электронного луча называегся разверткой телевизионного изображения.

Характеристики

Список файлов книги