Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Полученная такам образом система может служить исходной для окончательного расчета, исполняемого с помощью ЭВМ. Коэффициент Ь не должен быть большшг; вероятно, не следует давать ему значений более 1,б. В статье [41 приведен пример таким образом рассчитанного объектива с относительным отверстием 1: 1,О, полученного на основе объектива 1: 1,3. Угол поля зрения остался таиим же, «ак у нерпой части, т. е.
около №. ти. иийюГяьяб аинпим Эта важная группа фотографических обьентивов, предназна. ченная главным образом для съемки ландшафтов, архитектурных ансамблей н т. д., с точки зрения последовательности развития берет начало от схемы «Гнпергон» Регв, состоящей иэ двук снм. иетрично расположенных относипельно диафрагмы меннсковых линз с равными радиусами. Как' бьшо указано выше, равенство радиусов при определеанай толщине обеспечивает необходимую оптическую силу с одновременным выполнением условия Пецваля вил †, О.
При надлежащем выборе расстояния между лин. кч 1 юи а вами сумма Яш обращается в нуль; во счастливому стечению обстоятельств это расстояние очень мало и не препятствует прохождению,сально наклонных лучей, так что угол пол» зрения кГноергонаэ достигает 120 †1'. Длв исправления других абер- и!4 рацяй параметров не остаешя. Симыетрнчность обьактива благоприятствует устранению (неполному) хомы и хроматической разности увеличений.
Ни сферическая, ии хроматическая аберрации не исправлены, во необходимость ставить диафрагму малых размеров, автоматическя ограннчиван апертуру системы до 1г 25 — 1: 35 нз-за крутяэны радяусов н малого отверстии приводят к достаточно малым аберрационным кружкам по всему полю. Конструктивные элементы этого объектива даны э табл. Н1.10.
Схема и аберрации объектива прниедены на рис. Н1.22. Табл хэ !П.Ю дзсатш и згкзап еэьэзт «Г зззпн (суммы исаа:ыг Лг =. 3,7ВГ Лгг- -Екц 477 = О,г'; лп - о,пю; л„о,о) 5 Г .г глг рз . гшш Для этого тяпа объектя- 7 вов минкина линзы является важным парзметрон, бозволяюшим увеличивать относительное отасрсгие при несужешвеяяом уменыпеннн угла поля. Это дало возможносп автору совместно с Е. И.
Ежовои-Гагенторн лпвестн относительное отверстие до 1: 15, частично исправляя склейкой хроматическую аберрацию. Конструктивные элементы этого объектнва даны в табл. П1.Н. Как было отмечено вшпе, естественно представить рпд объектиаов типа «Дапгр, «Коллинеар» н пр. как дальнейшее развитие гГипергона», хотя хронологически дыо обстоит иначе. Каждая половинка этих объективов состоит из трех склеенных линз, причем, как правило, одна из пар стекол нормальна (па > п„р), а вторая аномальна (ла < и„,), но это обстоятельство играет второстепенную ргьть.
Следукиции логический шаг в развитии шнрокоугольных объектниоэ — дшюние каждоЯ половияки на лва компонента: положншльиыб и отрицательный. Згот шаг быя пройден М. М. Русн- 18 775 новым с его «Руссарамн» первых номеров н несколько позже— Цейссем с «Ортогонамнк На рнс. Н1.23 прнведекы схема н аберрапнн одною нэ наиболее совершенных представителей этого типа объективов — «Ориона» (Г .=-!00 мм, 1: б, 2ы = 96'), рассчитанною Л. С Волосовым. Ри . 01.23 .а! 610' Разделать снмметрнчные компоненты срнлергон ьгомло дзум» способамн: коложнтельнымн лннзамп снаружи, как это сделаяо в только что овнсанном объектнва, н отрнкательнымн лннзамн снаружи.
Згот варпэнт также был последовав М. М. Русиновым, и его возможности оказались сщс такззпз 01л! больше, чем у первого варианта; Кснсгатктазннэ амезгн угол поля оказалось возможным сщсзгаза с згаызмаьзмн довести до 100' к Голее прн опю!см нн Зеалслкг 3! 33,2; сктельных отверстиях порвдка эн =-. ощ 3!гг о,ш.' 1:6 — 5,5. Крометою, вторая схема лгг = — 0.13; лт - 0,031 обладает серьезным пренмущесгном по с авненню с пе вой. В то Р р время «ак у первой нзображенне диафрагмы передней (нлн послед. ней) половинкой объектива из-за комы в зрачках меньше,чем попа.
галось бы по законам паракснальной оптики, у второй схемы оно больше. (10, гл, Ч(), всэедстане чего уменьшение освещенности от центра к краям нзображення во втором случае значнтельно меньше. Нв краях поля получается вы. нгрыш в четыре — шесть раэ, что имеет ощутимое практическое значение лля шнрокоугольного обьек. 20,3 1,6 130 9,3 32, Г 2,! 1,6123 21,6 1,0 . 2З,О -21,6 -ш,! — 20,3 1,6!23 2,1 1,6130 9,3 тнва. Попытки усложнить первый вариант шнрокоугольных объективов заменяя две «райнис лншы склееннымн номпонен.
тамп не привели к положительным результатам. Иначе пронзошло со вторым варнаитом. Постепенное его усложнение путем добавления лннэ привели к значнтелышму уаелнче- иню относительного отверстия без уменьшения угла поля. В одном из последних объективов вимо типа «Хологон» Вертеле число линз доходит до восьми, но при угле поля 90' н фокусном рассюя. нии 38 мм относительное отверстие достигает 1; 2,8 Д. С.
Волосовым был рассчитан в ГОИ еще более светосильныд объектив 11: 2,5) с тем же углом ноля )рис. 1П.24). Любопытно, цо, излагая развитие зтого типа объектива, Глацшть, сотрудник фирмы «Цейсс» 10беркохен), рассматривает его как производный от варианта триилета с отрицательными "РШ Р РМ бг Р« . !Ц.24 крайними линзами, причси средния полшкитсльнаи линза раздЕ- лилась на две соприкасающиеси полусфзрические, а ирайние отрицательные линзы, удалившись от срсдией, расщепились каждая на два-три компонента менискоеого вида. Такое более чем искусственное опнсаяне процесса развития современных шнрокоугольных объективов находит обьясненне в том, что прн настоящем состоянии классификация фотографических объективов всегда вамюжно найти для каждого типа объектива множество источ. ников — отправных сисшм; число промежуточных схем настолько велико, что из любой схемы объектива легко перейти к другой, произвольно удаленной, постепенным псреходом нз одной схемы к соседнед.
Сложные шнрокоугольные объективы с большим отиоснтель. ным отверстием в настоящее время ыогут быть рассчитаны лишь с помощью автоматических и полуавтоматических программ на 277 ЭВДт. Имеется большой выбор отправных систем !21 1, из которых можно исходить, и большое число конструктивяых элементов повышает надеяться на дальнейшее улучшение зтнх сисгсм, тем более что прнмеиенна пакрытид, устраняя блики и значнюльяо уменьшаа потери на отражение, дает жюможность не ограннчввать число компонентов. и. 6Вггшвэвшугммии шжпвва Сзерхширокоугольными объективами называют объективы, угол шгля зрения которых приближается и 180' или превышает этот угол. Они прелназначены для сыпли неба, больших учаспюв Земли вместе с полным горизонтом н т.
д, Схема таких онтическнх систем была предложена Гнллем еше в начале ХХ в. Г г э гж г г г г гг„о Онн состоят из двух компонентов: первый в виде сильной отрниательной меннскообразной линам ЕгЕ! больших размеров собирает наклонные пучкн внутрь диафрагмы ОО„второй — положительный, компонент ЕтЕ! изображает бесконечно удаленные объеиты в фокальной плоскости всей системы 6'гг"С благодаря ненискообразной форме первой линзы пучки, обравующне с осью упш 90' н даже больше, попадают в отверстие диафрагмы н схо. дятси в фональной плоскоств РОС Схпаа н эберрвпнн объектива Гилля при Г - 100 мм, относительном отверстии 1; 22 и угле полн'зревня 180' прнпедепы на рис.
И!.2б. ' Дисторсия этого объектива не мажет быть охарактеризована обычным образом, так как она станоаится бесконечно большой хтз у нрава полн. Опрачел»я положение изображения его расстоянием ф от оса, можно заметить, что в данном типе объектива с большой точностью соблюдается соотношение 1ь Гмь где м, выражено в радианах. Днсторси» характсризуетс» выражением , '. Развивая идею Гилля и усложняя второй иомГмг понент системы, Шульц [311 довел относительное отверстие обьектнва до 1: 5,6, пря этом сильна диафрагииргманисе поле зрения может доходить до 210'.
Искажение для углов поля, превышающих 00' с каждой стороны ог оптической асн, настолько большие, что распознавать снятые предметы затруднительно. Несколько обьектимзв с меньшям углом поля, иб с лучшим исправлением аберрации рассчитано В. Н. Чуриловским. Меюднка расчета объективов указанного типа ничем не стличаетс» ог обычной, применяемой для широкоугольной оптики. Используя зеркала вместо отрицательного компонента, можно довести угол пола почти до 360, прн этом относительное отверстие доходит до 1; 2 и даже больше, если применять сложный объектна в качестве второго компонента. Фокусное рзссюяние асей системы ничтожно мало по срависнию с ее ядиков; кроме того, края поля зрЕння искажены до иЕузнавасмосгн н, в противоположность обычным широкоугольным- объективам, передержаиы; необходимы сцецнальные оттенители дл» уменьшения освещенности.пластиннн на краях поля.
Центр поля закрыт вторым компонентом; кроме того, на снимке видны тяги,сседиияющне зернэло с объективом. Максвмальный уюл поля определяется отношением ралиуса кривизны большого зеркала к расею»пню между центром зеркала н центром диафрагмы. Главная трудность расчета — испрдвление необычно большого значеяня астипчатизма главных лучей после отражения от зеркала. Действительно, из формул Юнга лдя бесконечно птнкого астнгматического пучка при бесконечао удаленном обьекте имеяг для величин 1' и зюз1 1; — 1„' Х со»Г 1 1, ™ Зсеаг ' з гдв г — радиус сферы. я Для края псля угол падении 1 приближается к — и 1' — 1;— т к бесконечности. Даяю при г = 45' астигматвческая разность достигает 0,35г, при 1 = 60" она равна 0,75г; для компенсации этой быстро растущей равности яужно создать консгрукпию второго компонента, сблцхающую твкимн же свойствамн в обратном ходе.
1т, ВВюеййищн(щ ащццин Концентрическими называются оптические системм, состоящие нз сферических (отражающих илп првломлиющих) поверхностей с общим центром кривизны. Теория концентрических систем с весьма общих позиций разработана М. Герцбергером (б). В кандидатской диссертации Г. М.
Попова (1963 г.) изучены аберрациониые свойегва этих систем, ыетоды нх расчета н приведено большое число концентрических зеркально-линзовых систем. Наиболее важное с точки зрения вычислителя оптических систем сзойспю концентрических систем заключается в том, что качество иэображении, давае- р . И1.эт Рэс.
1П.26 идеальным, оио осгаетсн таковым лля любой точки поля. Кроме того, освещенность всех точек пОля (по крайней мера да тех пор, пока отсутствует виньетироваиие) одинакова. Расчетзтих систем облегчается тем, что достаточно его выполнить для одной точки центра воля; вместе с тем свинь радиусов с ржогояннем от вершины поверхности до центра симметрии лишает почти полностью эти параметры способности исправлять аберрации системы, н осноанымн, действениымн параметрэмн становятся показатели преломлении, но и последние не дают боль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
