Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 28

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

Текст из файла (страница 28)

лает назначение рассчатрнваемых здесь сбъектпвов, ан стал обще. принятым и в дальяебшем будем придерживаться его, тем более что расширенно функций этнх объективов не меняет методика нх расчета. Основное отлнчяе фотографнчесннх объективов от объектнвон зрнтельных труб заключается в том, что перные должны создавать хорошее нзсбраженяе по всей плошади приемника, как бы велнка она нн была, в то время как от зрительных труб в большнпстве случаев требуется обраюваняе хороших нзсбраженнй лн1пь в центральной части поля: зрительную трубу всегда можно повернуть в направлении рассматриваемого предмета.

Отсюда вытекает необходимость при расчете фотографических объентнвов более тщательного исправления аберраций повсему поэю. В не. которых особо ответственных объективах, служащнк для нзме- рительнык илн разведывательных целей, качества изображения должно быть практически идеальным, т. е. «ружок рассеяния, вызываемый аберрациями объектива, должен быть ие балы«с, чем дифракцнонный «ружо«, образуемый идеальной системой с таким же списсительиым отверстием.

Число угла«ай, которым должны удовлетворять наисгруктивные элементы фотографичесиого объектива для получения исправленного ог аберраций изображения, больше, чем у объектива зрительной трубы; отсюда следует, «ак правило, более сложная конструкция фотографического объект«за. Гледует иметь в виду, что возииишая в шюледиее время потребность в создании телескопических систем с большим полем зрения н хорошим качеством изображения сделала целесообразным в этих системах применение фотографических объек. тинов.

При выборе типа объектива, отвечающего заданным требованиям, больше, чем в каких-либо других оптических системах, имеют значение опыт н знание свойств многих раэлвчиых систем; часто почти интуитивна удается определить область значений конструктивных параметров, в которой можно получить решение задачи. Одни и те же результаты, т. е. одняаиавые относительное отверстие и поле зрения при том же качестве «зсбражеиия, можно получить не только самыми разиообразиымн комбинациями стекол одного и того же типа, но и комбинациями стекол совершенно разных типов. Примером могут служить объективы универсального тина, наиболее разработанные и имеющие наибольшее распространение. Если остановиться только иа первоклассных обьек.

тинах, дающик полную резкость на всей пластине ври поле зрения бб' со светосилой 1: б — 1: б,б, та встретятся такие разнородные иоиструкцин, «ак двойные симметричные анастигматы типа Дагор» Герца, »Коллниеар», триплеты Тейлора †Ку, «Тессары» Рудольфа — Цейсса, аристостигматы Рудольфа †Мейе, «Целоры» Герца, «Гелнары» Фахтлендера н многие другие. В области очень светосильиык объективов встречается еще больше различных с«си, большинства ксеорык приводит приблизительно и одним и тем же результатам кв и в отношении поля и светосилы, так и в отношении качества и»обре«с«ия, в общем давольно низкого. Иэ сказанного вытекает, что одна и та же задача имеет много решений; опыт показывает также, что достаточно выбрать од«у марку стекла неудачно, чтобы решение оказалгюь невозможным.

Прн таких условиях изобретение нового типа объектива, удовлст. воряюгцега каким-то особым попым требованиям, представлнег собой весьма сложную и трудную задачу, для решения которой «еобходимыг большой коаструкторский и вычислительный опыт, глубокое знание всек современных типов обьективов в нх различных вариантах, умение сочетать я комбинировать известные свойства существующих оптических с«стем и, «вконец, известная доля интуиции, позволяющая предввдеть заранее, «акая из возможных комбинаций окажется наилучшей.

207 а. хавашыивгаиз имшгзз зызг)иааз, йааыцаге ее!а!щек!звиад аььмгагав В первой чепгертн вашего столетня по примеру Рора (ЗО! качество изображен«я, даваемого фотографическим сбъептквом, оценивали по крнвым продольной сфернческой аберрацн«и отступлення от отношенвя синусов как функций от высоты падення луча на плоскость вход«ого зрачка объентнва в по крнвым абсцисс фокусов беснонечна тоякнх мер«дневального н сагнттального пучков; «рнзие продольной сферпчесной аберрацнн черт«я« обычно для трех ллнн волн — основной О (Д = 589,3 нм), С (Х = 656,! нм) н г" (Д =- 486,! нм).

Иногда провод«лись крнвые днсторснн как функцнн от угла пол» зрения ж, к храмат«ческой разности увеличений. Этз совокупность крнных, несмотря на свою неполноту, позволяет получить предварительную оцеяну качества нзображення н зо всяком случае сразу нснлючнть негодные варна«ты. Ниже прн описании различных тынов фотографнческнк объентнвов, прнведены графики нрнвых продольной сфернческой аберрапян (сплошная кривая) н огступлек«й от закона синусов (штрнковая крнвая) «ак функций от высоты щ, падения луча на плоскость входного зрачка, а также графнкн нрнвых положен«я фокусов бесконечно тонких саг«тгальных (сплошная крнвзя) н мерка«о«альных (штриховая «рвана) пучков в эванс«мост« ог угла поля зрения юь В некоторых сяучаях на тех же графиках п)мдсгавлены еще хроматическая аберрация лучей О' н днсторсня в вида отдельных точек, сбведенвых квадрат«камн, Во второй четверти этого столетия по почину оптнков-вычислителей советской школы стало общепринятым приводить подробные таблицы аберраций наклонных пучков «ак для мернднонального, так к для экваторнальпогасечеи«й; в некоторых редких случеях определялнсь распределение освещенносгн в нружке рассеяния (без учета дяфрз«цкн) я вытекающая отсюда разрешающая способность объектива.

Однако прн отсутстзнн ЭВМ кол«чество этих определен«А ограничивалась громоздкостью вычвсле«нй. С появленнем ЭВМ в 66-х годах стало возможным получать подробную характеристику оптических систем. В (!О, гл. Х! описаны различные современные методы ацеякн качества изображен«я, образуемого оптяческнм« снстемамя, в том числа и методы вычнслен«я частотно-«о«траст«ой карактернстнкн (ЧКХ), коюран в настоящее врем» суж«т наиболее ясчерпывающнм кригер«ем оценки качества взображеаня. Напомним, что ЧКХ является уточнением понятия разрешающей способ«ости. В качестве объекта принимается икра с снпусондэльньщ распределен«ем свегнмосгн н ед«ннчным контрастом. Кою'раст изображен«я этой миры, образуемого объективом, оказывается функцией от частоты 4( (число штрнков на ! мм в изображения) н от направления штрихов.

Частотно-контрастной харцктер«с«в«ой назывюот зев«с«моста коятрастз К от частоты й при заданнык «вправлениях штрихов [обычна горизонтальное н верт«кальное). ява О. Ивчп аегцгмшчмшш ишшивш О шшв ишшеиаай м мгцэив ИГВеи мййи ООВами В монце прошлого столетия большим распространением б.чаГодаря простоте и дешевизне пользовались апланаты, изготавливаемме фирмой «Штейнгель», Вскоре они были вытеснены более совершенными анастигматами — «Тес«арами» фирмы «Цейс«, «Дагарамн» фирмы «Герц», а в настоящее время ни одна крупная фирма аплзнаты не производят. Теория расчета апланатов, однако, представляет значительный интерес с тачки зрения применения в простейшем виде тео.

рнн аберраций 3-го порндка, позволяющей с большой точностью вычислять конструктивные элементы и получать исчерпывающие сведения о границах возможностей этих сисшм. Кроче того, в этих простейших снстемак наглядна выступают некоторые особенности конструкций, характерные ие только для них, но распространяющиеся также и на сложные схемы более светоспльных и широкоугольным обьентивов.

Беевваечве Мвиавв вввтийм вива в ввчеемвв фвгвграфшаеивге ибшш иве Расстояние от объектива до вкодиага зрачка обозначим через х,. Число параметров, определяющих все аберрации З.го порядка а хроматические аберрации бескрнечиа тонного компонента, равно пятя« три основных парамегбэ моиохроматических лучей Р, ЧР и я, один параметр, определяющий хроматизм С, и один †положение ахадиого зрачка хь Известно, что параметр и практически постоянен и выпадает из числа переменных. Таким образом, в нашем распоряжении ямеются четыре параметра.

Р, ЦГ, С и х,, меняя которые мшкио получить, по крайней мере теоретически, любые аиачепия для четырех аберраций; при этом, нзк мы знаем из теории однолинжжых и двухлинзовых компонентов, цара- метры Р, ЧУ и С могут принимать любые значения только прн условия аозможности выбирать любые коыбинации стекол. В простой линзе яыпкшют сразу даа параметра: паршцчр С может принимать только отрицательные, довольно большие значения; кроме того, параметры ЦГ я Р становятся зааисиыымн друг от друга.

Рассматривая более общий случай, мы должны ссгановиться иа выборе тех четмрех аберраций, которые могут быть исправлены с помощью четырех перемеииыхг Р, ЧР, С н хь Инея а виду малое относительное отверстие обьентнва, можно допустить довольно большие значении коэффициента 8«сферической аберрации. Действэтельно, продольная сферическая аберрация бз' определяется известной формулой м«» б« = — э', уь ЭМ' ь 1111.1) где ш, — высота пересечения луча с плоскостью входного зрачка и Д вЂ” фокусное расстояние обьектива. Если ограничнтьсн сравни. «4 г.

Характеристики

Список файлов книги