Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 39
Текст из файла (страница 39)
нию аберраций. Габаритных требований к этим объективам обычна не предъявляют, хотя отдается предпочтение компактным системам. Требования к аберрациям могут быть самые рааличные в зависггмости от назначения и характеристик объектива. Например, в широьоугольноьг обглктиэе «Гнпергон» сферическая аберрация совсем ие исправлена; в обьектнве Пецваля признана поля не толька не исправлена, ио оказмвается большей, чем в компонентах малой тожцнны. Но оба перечисленных объектива — «склю- жа чеииа. В объективах «уииверсальямх» исправляются все пить аберраций 3-го порядка моиохраматическик лучей и две хроматические аберрации 1-го порядка. При этом иа аберрации высших порядков обращается мала внимания, лишь бы оии ие ограничили желаемой светосилы и угла поля зрения, т.
е. иада следить только за тем, чтобы диаметры кружков рассеяиия, вызываемых аберраииями высших порядное вместе с аберрациями 3-го порядка, ие превышали предельной величииы, зависящей от иазиачеиия системы. Другими словами, в заданиях ЭВМ записмвается по одному требованию н каждой мз пяти моиохроматячесних и двух хроматических аберраций. Например, поперечная сферическая аберрация ие должиа превосходить 0,05 мм для крайнего луча; отступление П ат заиоиа синусов на зоне ие должиа превосходить 0,5%; астщматическая разность для угла поля 20' должна лежать в пределах — 0,2; дисторсия иа угле 20 ие должка превышать — 1 М; лучше не требовать от ЭВМ изменения кривизны поля: воследияи должка быть залажеиа е исхадиой системе. Так же ставятся пределы для обеих хроматических аберраций. Таким обрааом осгаетса всего шесть условий.
Волк имеются лишние» вараметры, рациоиальна добиваться, чтобы сул1ма каадратоа всех перечисленных аберраций, выраженных в одинаковых едшпщах с помощью ицхлежащих иоэффициеитов, была минимальной. В спекнальиых объективах могут быть повышены требоваиия к тем или другим аберрациям. Например, в светоснльиых объективах целесообразно ставить два усиавия к величине сферической аберрации — олио н краю отверстия, другое к определенной вове, ио аюбходимо иметь увереииосгь, что эти два условип не противоречат друг другу. Следует добавить условие отсустствия сферахроматичеснайаберрации;пелессобразпоставитьусловиемипимальиой аелвчииы сферической аберрации иаклоияых пучков типа а(ш* + М)' шы«, ломия о том, что зта аберрация весьма туго поддается исправлеиию Желательна таиже ставить два условия к величвие ц — отступлеиие от закоиа сииусов для двух зои.
В особо шярокаугольяых объеитивах необходимо усилить требования к астигматизму, кривиэие и дисторсин, задавая шесть условий вместо трех (для двух наклонов вместо едкого). Балыков число требований надо ставить свегосильиым широко. уп«льиым объективам (по два условия иа каждую аберрацию плюс несколько условий, относящихся к таким аберраципм высших порядков, как сферохроматическая аберрация, сферичшкая аберрации ваклоииых пучков, кома высших порядков по углу пол» и т. д.).
То же относится к высокоиачествеивым обьективам с предельным качеством иэображеиия (щифракциоииымэ качеством), В этом случае целесообразио аберрации выражать в яликах волны (т. е. заменить паперечнме отклонении балиевыми) и требовать, чтобы волиавые аберрации ив превышали 1145, согласио критерию Рэлея. 17 Г.г.сч Р« иш йвврввввщв врюаагрйаввв ввврраав1 Опыт показывает, что при исправлении хроматнчесних аберраций (положения и увеличений) с помощью ЭВМ иногда встречаютсн затруднения, а особенности если необходимые изменения не очень малы.
В этом случае предпочтительно при составлении заданий для ЭВМ опустит» «хроматические» трп.'ованна и поста- ратаса направить остаточные хроматические аберрации, хотя бы приблизительна, надлежащей заменой марок стекла. С этой целью выражгляя обеих хроматических аберраций 1-го порядка: ! ~~ т., Ьа С ЫГ Ьэ) ьп 1 чч ь» сь»' ьа! —, = + — ь»ы р — ! —, — — г, где с' = л'нор = я,п,!и ! С1Ы Ь»1я аl запясмвают в анде функций от полных дисперсий Ьп: ВР = а,дл -1- а Ья +...
-1- а Ь Ьуый+Ь,йн,+ "+Ь,Ь, и изменяют величины полных дисперсий Ьэ„бл», ..., Щ таким абразам, чтобы получить желаемые изменения левых частей бз' и —,. Поскольку вмбор стекол ограничен, возможно талька прнбли. жение к нужным значениям левых частей, но обычно после такой операцпн можно передать дальнейшие вычисления ЭВМ. При выборе стекол, естественно, надо стараться, чтобы значения понаэателей преломления и менялись мало, тан как в противном случае требования ко всем остальным аберрациям ие будут удовлетворятьсн.
В длиниофокусных системах, в телеобэективах следует обра. тить внвмание на велмчину вторичного спектра, которая принимает угрожающие значении, и выбнратэ марки стекол согласно правп. лаы, изложенным в 9!О, гл. П ! и гл. ЧП! втой «нити. йпбар саш199991» Рва!Рвы в ар!Рвай! Юпврапи! Пря расчете сложных систем, какими, наярнмер, являются саетосильные объективы с большим углом полн, когда методика расчета, основанная .па теории аберраций 3-го порядка, систем, еостонщих нэ бесконечно тонких компонентов, становится налодейстаенной и может служить только для определения направлений дальнейших исследований, приходится искать еотправнукн систему, обладающую оптическими характеристиками, близкими к требуемым.
В настоящее время большинство вычислительных отделов крупных фирм и учреждений оптнчесиой прамышленностн РМ обладает настолько богатым архивом, что пояски необкоднной системы связаны со зиачительнымн трудигютяыи. В гл. ЧП! изложана возможная методика илассифнкацим оптических систем (в частности, зеркально-лиизовык объективов), которая почти беэ изменений может бить использована для поисков фотографических обьеитивов. В качестве признаков, по котормм ведутся поиски, можно назвать следующие: фокусное расстояние; апертурное число в пространстве изображений; спектральная область; линейное увеличение; угол полн зрения; диаметр кружков рассеяния в уговор мере для точки иа осн н лля точки иа краю поля; число компонентов н число поверхностей; число асферических помрхиостег) (разбитое иа число поверхностей 2-го порядна и на число поверхностей высшего порядка); габарит.
иые особенности, например отношение длины к фоиусиому расстоянию, отношение заднего отрезна к фокусному рассюянию и т. д. В настоящее время такая классификация фотографических и праекниоииых объективов разрабатывается в УОИ. т. энвнз ввтзВэхн щатыв И. И. Русинов [8) предложил методииу разработки оптических систем, особенно пригодную для фотографических объективов, относящуюся к первой части расчета — выбору тяпа объектива, т. е. определению числа линз, нк формы н взаимного расположения. Им произведено изучение эберрацнонных свойств простых, склеенных двойных н тройных лннэ как при сферических поверхностях, так и прн несферических, в частности параболондальных.
Результаты этих исследований,произведеннык с помшцью расчетов Дада лучей (таким образом учтено и влияние высших порядков аберраций), орнведеиы в книге (8) в веще таблиц н графиков, кшорые не могут быть здесь помещены из-за их большого объема. Особенно подробно юучены сферичесиая аберрация одяой поверхггаши н просюй линзы при различных положениях плоскости объекта н астигматвзм простой линзы при различных положениях входного зрачка, среди которых два (ближнее и дальнее) обладают тем свойством, что астигматнческая разность фокусов обращастси в нуль. Исследования поназывают, что при дальнем положении зрачка величине остаточной разности фокусов меньше, чем при ближнем положении. Зто свойство простых линз подтверждают работы Черниига по расчету очкоеых линз (см.
гл. ЧП). Особый интерес представляет исследование сферической аберрации в наклонных пучках. Известно, что в фотографических обьектиаак большой светосилы уже при сравнительно небольших угяах поля зрения появляется аберрациоииый член порялка Мм'ггго где м' — апеРтУРный Угол; шг — Угол полЯ эРеина; М— пений йовффицнент, зависящий только от коиструицнн системы. Эта аберршщя очень устойчива в трудно поддается исправлению.
Для борьбы с ией необходимо знать причины ш появления. тт* М. М, Русинов рассматривает нзмеяение сфернчесиой аберра. ции па полю для двул положений входного зрачна, дзльнаго п ближнего, при юяорых осуществляется исправлеяне астнгматизма. Такое раздельное исследование сферичесхой аберрации вызвано рззлнцным характером ее поведения при дальнем н ближнем положениях входного зрачка. При дальнем положении наблюдаютсн значительно меньшие углы падения н преломления главного луча'на обеих поверхностях линзы, чем прн ближнем полажение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
