Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Дисторсня 55 для наклоне -6' равна 0,084 (0,21м). Аберрацноиные графики представленм на рис. 111.7. )а Объектив хорошо исправлен в отношении сферической н хроматической аберраций (все результаты табл. 111.8 относятся 'и фокусному расстоямяю !50 мм). Ис!»Равнение комы оставляет Ы! желать лучпгего, так как ход отступления величины Ь!л сильва отличается от кода Лза, особенно на краю отверстия; эта обьяс. ияется наличием комы высшн» порядков по отверстию. Контральньиг тританометрический расчет показывает довальяо сложную зжгнсимасть комы ог положения вкадиого зрачка, чта очень затр,щнявс ее исправление. Зтат пример, характерный для объективов рассматриваемого типа, может служитЬ дл» иллюстрации той методики раСчета, наторую с полным правом можно называть чисто алгебраической. Тригонометрия здесь сыграла исключительно контролирующую роль, мало влияя иа самый расчет. Все выводы сделаны на основаинк теории аберраций и-га порядка в применении к систшгам из бесконечно тонких компонентов.
Этот пример показывает, насколько целесообразно пользоваться наложенным методом, особенно если существует возмажиасгь заранее учесть влияние аберраций высших порядков В данном случае оказалась вшмажным рассчитать до конца без помощю тритона'яетрии абьектив с необычна большим относительным отверстием 1: 2, на эта возможнцсть была обусловлена знанием свойств двухлинзаваго склеенного объектива. Для начиаающего ненаторые исходные предположения могут показаться не совсем обоснованными, в асабеинщти выбор значений зейделевых сумм в выражениях (П1.162 этот выбор делается нснлючнтельно ва основании предшествующего опыта.
При отсутствии опытного материала приходитси выполнять несколько лишних пробных расчетов, давая различные значения суммам н подбирая наиболее благопрйятиые из них иа основании триганометричесннх расчетов. Э, СВССЕИВ С ВЗГ!МЕИЮИ ВРИИЩВВ ВИИ Сивввбм исирививийс иривввиы ивив Рассмотренные да снх пор два типа объективов — апланаты н нинопроекцнаияые еше нельзя считать настоящими фотографическими объективами. Ни тат ни другой не исправлены в отношении кривизны изображения.
В аплааатах коэффициевт кривизны Ягт равен приблизительно 0,60; в свегосильных объективах второго типа этот коэффициент еще больше: ан превышает единицу, доходя до 1,2 -1,4. Такие объективы, естественно, абла. даты малымн угламн паля, и лишь малое относительное отверстие и сильное виньетироваиие дали воэможность добиться аг них углов поля зреяня, позволяющих снимать группы людей или ландшафты.
Кинопроеюцюиные объективы (к которым слецуег еще отнести объективы Пепвалн, отличающиеся от описанных только тем, что в одном нз компонентов, абьшно во втором, линзы разделены воздушным промежуткам) могли применяться лишь в качестве портретных, давая очень резкое изображение лица хэи и постепенно усилииающееся размытие волос, шеи, одежды — нак раз то, что требовала фсзографичсская мода начала ХХ в. Еще в конце прошлого, а главным образом в начале на«него столетия была понято, наскцчька важным является решение вопроса об исправлении кривизны иэображения.
Весьма странным кажется то обстоятельство, что Пепваль, автор знаменитой формулы, выражающей значение коэффициента кривизны через ра диусы и показатели,саи не нашел или не счел нужным искать решения этой задачи, хотя оно было исключительна простым. Достаточно бьшо к разработанному им же типу портретного объективн (описанной выше конструкции) добавить отрицательную линзу на небольшом расстоявни впереди фокальной плоскости, чтобы кривизна поля стала близкой к нулю и качество иэображения на краях полу значительно улучшилось. Однако зга простейшая идея была осуществлена по крайней иере на столетие позже. Необходимость создания шнрокоугольных объективов, все более и более ощущаемая в начале нашего столетия, побудила к поиску решений роблемы ус«ранения ириэизнм.
Почти одноврмэенно во»никли три ядек, обоснование которьш дано в гл. )Г1!1. Поскольку было ясно, йто комбинация флинта с высоким по. иазателсм н крона с низким показателем, позволяющая исправить сферкческую аберрацию, вместе с тем дает повышенное значение бж (больше чем Оп Х РУдольф на фиРме «Нейсе» пРедложил ёрисоеднннть к такой «нормальной» паре «аномальную», т. е. пару, у которой поиаэвтсль флинта меньше показателя крона. Сумма 3,» такой пары меньше, чем 0,65-0,6, и тем меньше, чем больше оптические силы линз этой пары.
С помощью двух такик комбинаций — одной нормальной м второй аномальной — Ру. дольф создал свои, теперь забытые, широкоугольные объективы. Эту же идею ои испольэовал для осуществления одной из самых удачных схем фотообъективов — «Уессар», получившей широкое распространение повсеместно и развивающейся да сих пор с использованием новых марок стекла. Гег, один иэ руководящих работников фирмы «Герц», абра»ил внимание на т, что при достаточной толщине линзы с равными радиусами кривизны поверхностей, удовлетворяющей условию Пецваля,можно придать ей заранее заааииую оптическую силу; комбинация двух таких симметрично расположенных менисков, разделенных воздушным промежутком, в середине иотарото расположена диафрагма, м«скет быть одновременао исправлена в от. ношении асгигиатиэма, кривизны и днсторсин.
По такой схеме построен «Гиаергон» вЂ” весьма широкоугальвый (до 140') объектив с малым относительным отверстием (1 » 30 †« 50). Несколько позже появились об«ли»ивы тива «Дагер», выпущенн»Ю той же фирмой «Герц», конструкция которых основана пв том же принципе. Легко в этом убедиться, сравнивая значения первого и по. следиего радиусов каждой половинки, Например, у «Дагора» г» = 21,31; г, = 21,46; у апохрачата «Коллиисар» (того же типа) зэз г, = 27,10; г« = 2б,99 при фокусном расстоянии обонк объективов !ОО мм. Впрочем, при конструировании этих объективов принята во внимание н идея «аномальной» комбннайин, по опа здесь играет второскменную р«жь.
Прнмепенне марок стекла с высокимн значениями показателей ц малой дисперсией оправдано не утаеньшением суммы Пешаля, которое достигается правильным соотношением между общей толщиной линз н радиусами кривизны крайних поверхностей, а улучшением орернческой аберрации, с которой трудно бороться в опнсываемых здесь типах обьектнвов. Выъма действеннмй способ исправления кривизны бьш применен, сознательно нли иет, Тейлором еще в !89! г, пря расчете объектива трнплет, состоящего, как известно, иэ трек линз: двух положательных и адио9 отрицательной з серадние, разделенных небольшими, по сравнению с фокуснымн расстояниями линз, воздушнымн промежутками.
Для выяснения сути идеи, лежд цей в основе третьего сжкоба поправления кривизны, проще использовать более простую схему двухлннзового объектива с воздушным промежугиом. Условие Пецваля для двухлннзовой системы записывается в виде в' + », +ЧК вЂ” О, где ч» — аптнческие силы линз; л, — нх показатели »» преломления. Вследствие близости значений показателей можно заменить это уравнение более простым, приближенным: 9» + + «г, = О. Условие масштаба выражаетси следующим сбразомг а, +И,г,=г. Совмщтное реи»свае обоих уравнений дает при И, = 1» ! Пусть Ч» ) О. Тогда И, <!.
Если ф, < О, то И, ) О. Вто эна. чит, что высота И на положительной линзе должна быть больше, чем на отрицательной. Такие комбнвации из двух компонентов была уже известны задолго до работ Тейлора, Гега и Рудольфа; это телеобъективы, не только исправленные в отношении кривизны поля, но чаще всего перевсправлеиные, особенно наиболее мощные среди инх. Однако телеобъективы из-эа ряда недостатков не мотли служить основой для создания ни светоснльньш, ни широкоугольных, нн даже «универсальных» объективов. Добавлеаие одной пеложительной линзы, восстанавливающей симметрию, решило задачу. Дня третьей положительной линзы, согласно укззанному вмше правилу, высота болыие, чем для отрицательной.
Существует мэлораспросграиеиный вариант трнплета, в котором крайние линзы отрицательные. а средняя — положвтельиая; здесь также действует правило". высота на положительной линзе больше, чем на отрицательных. Впрочем, этот вариант трнплета зз« нерациоиален, поскольку более сильный положительный кампоиеит сблалает оптической силой вдвое багажей, чем каждый отрицательный. В клабснческам триплете все оптические силы прн. близительно по збсошотной величине равны, что благоприятно сказывается на величине аберрацвй.
Умеиьшнть сумму Пецваля можно также применением отри. цатгльпой линзы, лежзщей близко к плоскости изображения. Это неприменимо к широкоугольным объективам из заполыхай Плошади, занимаемой иэображением, з также к сверхсветссильным вследствие большой сферической аберрации вышних порядков, вызываемой линзой Смита прн заачнтельиых апертурных углах. Зга обстоятельство серьезна ограничивает применение данного приема. Наконец, не следую упускать из виду роль показателя преломления.При болыпнк значениях щклеанего четвертая сумма приближается к нулю. Этот аффект мало заметен в видимой области, потому что в настоящее время не существует пригодных для наго.
товления объе ивов материалов, прозрачных видимой част спектра и обладающих высоким значением показателя преламле' иня. В инфракрасной областж с помощью таких матерналср, кзк германий (в = 4), кремний(л 3) и иекоторыхдругнк сумма Пец. валя снижается да достаточно малык значений без каких-лабо особых приемов. Одновременно с этим свижаютсв значения первой и второй сумм Зейделя, следовательно. можно получить весьма светосильные объективы с большим углом поля вэ трех- четырех линз. Вполне возможно использование двух-трех перечисленных приемов одновременно. Примером может служить созданный Рудольбюм еще в начале столетия объектив «Планар» и его варианты (»Плазмат» н др.), юиорые ноеве введения некоторых непринципиальных усовершеиствовааий стали прообразом громзднога семейства светссильиых ширакоугольных объективов с высоким качеством изображения, раэвивающикся и в настоящее время с применением новейших тяжелых марок стекла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
