Панов В.А. - Справочник конструктора оптико-механических приборов (1060807), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Система из нескольких линз, расположенная в воздухе 11апболее удобный и простой способ определения габарвтных размероа системы, расположенной в воздухе, заключается в последовательном применении формул следующих неже, ногда линзы заменены главными плоскостями (рнс. 2.9) (85) аь„= аз+ ИаФ18 С~го . Иа — аа„,Г(1" !а ух сй сс! с Инвариант Л прапжа — Гельмгольца Иэ формул (2.2), (2.5), (2.7) н рис. 2.5 следует: ау):= — сг'!С'!'! (2.!6) рс! .=- — ()'!'!"; (2.17) при условии, что лучи ЛД(, и У',Л' пнлннмсн сонршнснными и проходят соответственно шреэ ншщы ! и !', И соответствии с йюрмулой (2.15) выражения (2.16) и (2.17) приводятся н виду оглу = сс'и'у' = С; (2.18) Рг1! = Р'~'!' = — С,.
(2.!9) Инварианты (2.18) н (2.19) имеют большое практическое значение. Онн называются полными инвариаитами, тах хан при прохождении через всю систему ие меняют своего вида и значении. Первоначальные численные значения полного инварнанта совершенно произвольны. Однако между этими обоими инвариантами существует очень важная связь (см. рис, 2.5):! = — 7 или му= — р!.
Бесконечно тонкая линза В бссионечпо тонкой линзе главные плоскости совпадают друг о другом и с вершинами линз. Основная йюрмула бесконечно тонной линзы ! 1 с 1 1 — — — =(н — !) — — — ). (2.20) х гх га ) ' Полагпн з.= оо и э' = Г, из формулы (2.20) получим ! 1 — = — (л — 1) ~ — — — ) =Ф.
(2.21) тг, г ) Тан нан и = ИСз и сс' И/з', то формула (2.20) приводится и виду и' ° и + рпр. (2.22) 72 Рис. 2.9. Ход пара повального луча через оптическую систему, представленную главнымн плоскостями Гели число всех линз равно и, то из формулы (2,23) следует а ж (2.25) 1 1 ж При ат = 0 и эх = оо сгм = ~ ИсФс„но тан хан аю = И1СГ= Ь Ф, А=! а=т то 1 %т Ф = — у ИаФа. = ит .у! А=-1 (2.26) Если линзы бесконечно тоннне и находятся в соприхосиовеиии (д = О), А=и то Ьэ = Ьэ = = Ь„, и, следовательно,Ф= ~ Фш а =1 Линзы конечной толщины ! с 1 1т (и — 1)э с( — = Ф = (и — 1) — — — -(- 'хгх г,) П Гхся ' с= — — ', с'1 л' 73 Для простой линзы, расноложсшюй в воздухе„справедливы следующие сооэиошеш~я (7! ): л — 1 «Х. г ---/(! — — — ): л г, л-.! «х, г«..
/" ' ( л г, // //' у //~ /г //' Л /РЛ //' и. 1. °,л — ! зп / '/ ° а// = гггг НН = "(л 1)(гг гг+ «) л (гг — гг) + (гг — 1) « При малых значениях «по сравяению с / рлгсгаяпие НIГ = «(!в — 1/л). 1(а рис, 2.10 показано рзспаг онест!е главных плоскостей п ос. р'.а /'.// ! './! /ч й г.'й Г'й ю« '// ги й а,л каа в;;:и,,„;й,',;д г;-а г«гй ггг'-й Рис. 2.10. Расположение главных плоскостей в основных тилак простых линз новнык тинах простых линз. Три из инх относятся к положительным (собирательным) линзам /' ь 0 и три линзы — к отрицательным (рас- сепвюощпи) /' < О.
Кардинальные величины сис!емы, состоящей нз двух частей Рассмацппщечая система маи~гт состоять пг дпух одп~вчнь~х лигю копеч|юй ты~кипы пли пэ дпух сложных компонентов с оптическг!ми силами ф, и фг/:Вкпинзлепттге переднее и:щ/ппе фокуспыг расстак- 1М. 2.1!. ! юрою лгипе 1арлпппл~ тт пели. чпп гп' ~ 'иы, ы«птпи'и н~ /!пут ч.ипгй ижв, положения зквивалентных фокусов и главных плосиостей всей системы вмчнсляютсн во следующим формулам: Г= — у= Иг /;+/а — « ' 1/) Ф Фг + Фа «ФФг' У),Р=-/ (1 — «//.;); //.;Р =-/ (! — «,г); >/,// = «/ /).;; //,;// =.- - «/ //;, где « — расстояние от Н,' до Нг (рнс. 2.11), Ограничение пучков лучей в оптических системах )хаафрагмы и оправы опп!чесхих деталей ограничивают пучки луче/ц поступающие в оптическую систему.
Апертурная диафрагма — диафрагма, ограничивающая пучок лучей, выходящий из осевой точки предмета (ограничивает числовую апертуру или светосилу прибора). Входной (выходной) зрачок — параксиальиое изображение апертур. ной диафрзгны в пространстве предметов (изображений) или апертурная днфрагма, расположенная в пространстве предметов (взобрзжеиий).
Чтобы определить какая из имеющихся в приборе двафраги является апертурной, в пространстве предметов находят положение п величину и юбражепий всех диафраглц создаваемых предгпествуюшпми нм частими системы. Та изображение диафрагмы, которое пидна пат наименьшим углом (нз тачки А„предмета, люклнгей пв пп ~пческай т и) будет ив. литьси вх~чпьпг орликам гнстгм~г, п сзчз мптсрн.ип озя;пп«! рггма— зпертурпоп дпафрагча1! (рис.
2.12, /). Апертурный угол в пространстве предметов — угол между оптической осью и лучом, выходящим из осевой точки предмета и идущим на край апертурной диафрагмы (ал). А лгртурлмй угол в лраг/лралгагвг изображений — угол между оптической осью н .тучам, проходящим через осевую точку изображении и край аяертуриой диафрагмы (ал,). Полетел диафрагма — диафрагма, расположенная в плосяостн предмета или в одной из плоскостей, с пей,сопряженных, и ограничивающая размер линейного поля оптической системы в пространстве изображений. Лиле«лог лоле оптической гпгтгмм в лрагтралгтвг лргдмгтов— панбольщий размер изображемай части плоскости пред«гата, расположенной г конечном рассгаипнп.
Лилгйлы ~юге агипичгглой гигт мм в лргит/голгпмг игображглий— папбольаип размер п ищражспил, лежащего па конечном расстоянии. Лю овт воле олтичл.хий гиюлгмы в лрагтралгтвг предметов,(изобрааеглий) — абсототное значекие удооешюго угла между оптической осью и лучом в прастравстве предметов (изображений), проходящим через центр апертурной диафрагмы и край полевой диафрагмы. Главный гуч — луч, проходящий через центр апертурной диафрагмы.
з< эр. 3< в<' з в< 3 3<и эр л< эр. Лиертуриаз йииррагла < зим. зд лттг. ихиа псисигсмь риссииси<и (( (< изийрипен изигри«гК,~3 Випыщир<даи(ал <Ъшфрагл<а — любая материальная диафрагма, кроме апертурной и пилсш<й, которая ог(пшп ппии:т пучки лучей, выходящих пз тачек п(и хм<'и<, лгжшнпх ши пи<и ко<оп осп а вызывает гспмстрп'никос нпиьг<прапэпнс (Г()СГ 7427- 76). Вхи«<ин Расоышх') икиа — пэракшшльиа< п,шбршкси<п эпш,етируюнсй дпэф)шумы а п(и<с<р,<по<не прсдмс<пэ (иэпбрэ>кш<пй) '. Л< !.- гиии у(э (! сищ оси<и л изидиияеи. Ш ) за.
Вык -Ф оюна яиасиис<иэцу иэийрингиЩ Рнс. 2.12. Ограничение пучков лучей в пространстве предметов (!) и влияние пипьетпрующей диафрагмы (выходного окпз) па ограничение впеосеаых лучей и пространстве иэображений (П вЂ” У): (П вЂ” точка изобрак<синя В; без ваньстнропапин — <рпппчпый случай; П!— точка и:<обнажения В.'„глазный луч проходит ппс эоны впньетпрованпя; )У вЂ” точка иэобрли<сипя Вь глаппый луч пихаюпся в зоне виньетиропаная; У вЂ” точка <юабрижеппя д', прп шипшм пниьетпрозанин— грэип п<ый случай) Геомстрнческое випьетировпнне 1)од геометрическим виньетпрованнем понимается явление срезании диафрагмой наклонных пучков лучей, исходящих иэ точек предмс<э, р,<сполажепных впе осп системы.
Виньетнрование вызывает в пзобрэн« иш< иииыпсппае падение освещенности от некоторой точки предмс< и к кршп пили. $(и рпс. 2,12, ! даны; диафрагма Вэ — входной зрачок, дпифри<ми /(, — иши,с<ирующзя (аходиое окно), диафрагма Ды крап <ипирий лих и < аьиш луча А„В, пе пыэьпип т шпшстпроззпия и поэтому и< д<лши щ<и «расима<Псина псклю ис<ш<. В пределах от А< и< ° < (к.
< < <<т — ти и«<сиены, 70 до Аз будет происходить виньетирование, вызываемое входным окном. Влияние виньетирующей диафрагмы (выходного окна) на ограничение внеосевых пучнов лучей в пространстве изображений представлено нв рис. 2.12 (П вЂ” У). Виньетироваиие оценивают коэффициентом линейного виньетнрования йе 2гл(26, где 2са — отрезок в меридианальной плоскости зрачка для наклонного пучка лучей, а 2Ь вЂ” отрезок в той же плоскости для осевого пучка лучей. Глаз человека малочувствптелен к падению освещенности на краю поля зрения прибора, и внпьетпрованпе для 50% глаз практически ие ощущает. В некоторых приборах (перископы, широкоугольные объективы) з целях уменьшения поперечных раэмсроп оптических деталей виньетнровапие допускается до 70% и более. Положение зрачков н окон в основных типах оптических систем В симметричных фотографических обвея<пазах апертурная (обычно ирисовая) диафрагма находится п середине воздушного промежутка„ разделяющего обе части объектива (рпс.
2.13). Ее изображение а„'Ьь через переднюю половину объектива является входным зрачком, а изображение а.',<У; через заднюю — выходным зрачком. Оба арачка иаходщся в главных плоскостях объектива, поэтому линейное увеличение в зрачках объектива равно единвце. Луч Ва,', направленный в край входного зрачка, т. е. в точку а'„ пройдя компонент (, коснется края диафрагмы (в тачке а) и выйдет по направлению С'В'. На продолжении этого Рис. 2.13.
Апертурная диафрагма, расположенная внутри оптической системы луча находится точна а.', — край выходного зрачка. По мере увеличе. нпя угла <а главного луча последний займет такое положение МР, при котором зся верхняя полоиппи пучка будет экраннрована, т. е. пппьетнрозаппс досп<гисг к<О<)(<.
Оирэпи <н<чпопепта ! — входное окно объектива, а ее пзобра<ксппс через ис<о систему — выходное окно. Если п оправа компонента П также зкрапнрует наклонные пучки лучей, то она будет вторым выходным окнам, а ее изображение через объектив в обратном ходе — вторым входным окном. В несимметричных объективах (трпплеты, тессары, типа Пецваля и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
