Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
отсутствии коллектива. В случае если D2 - D0, формула (IV. 202)
упрощается
t=D°+2\ii')D ¦ (IV'203)
§ 87. Телескопические системы со скачкообразной переменой
увеличения
Как было указано в § 81, вследствие формулы (IV. 49), связывающей видимое
увеличение и угол поля зрения телескопической системы, мы не можем
изготовить зрительную трубу, обладающую одновременно большим увеличением
(например, Г = 20х) и большим полем зрения (например, 2{5 = 40й). Поэтому
в военных
364
приборах, где необходимо и то и другое, приходится прибегать к
устройствам, позволяющим быстро менять увеличение и угол поля зрения
зрительной трубы, не отрывая глаза от окуляра. В последнее время системы
с переменой увеличения стали применяться и в гражданских оптических
приборах, например в микроскопах, где они очень облегчают эксплуатацию
приборов.
Сюда же следует отнести также и киносъемочные объективы с переменным
фокусным расстоянием, в настоящее время завоевывающие себе широкое
распространение.
Различают две группы оптических устройств для перемены увеличения:
устройства со скачкообразной переменой увеличения и панкратики. В первой
группе перемена увеличения совершается скачком. Зрительная труба при этом
может иметь два дискретных значения увеличения (иногда число ступеней
бывает н больше двух). Во время перемены увеличения наступает обязательно
краткий момент, когда наблюдатель ничего не видит, теряя из виду предмет
наблюдения. В этом существенный недостаток систем скачкообразной перемены
увеличения.
Вторая группа - панкратичеекне системы - отличается плавным изменением
увеличения, так что оно принимает всевозможные значения в пределах от
некоторого минимального увеличения до максимального. При этом можно
остановиться на любом промежуточном (или крайнем) значении увеличения.
Цель ни на миг ие теряется из виду наблюдателем, однако изменение
увеличения происходит более медленно. Основным недостатком панкра-
тических систем является невозможность получить одинаково высокое
качество изображения при всех значениях увеличения. Опыт применения
панкратнк во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. дал
вследствие этого недостатка настолько отрицательный результат, что в
течение следующих 15 лет панкра-тнческие системы почти не употреблялись.
Лишь в последние годы к ним снова повысился интерес конструкторов.
Системы для скачкообразной перемены увеличения бывают трех видов: 1)
системы, в которых перемена увеличения достигается сменой одного нз
компонентов; 2) системы, в которых перемена увеличения производится
поворотом телескопической системы на 180(r) (или на 90°) вокруг оси,
перпендикулярной оптической оси; 3) системы, в которых перемена
увеличения выполняется перемещением одного или нескольких компонентов
вдоль оптической оси.
Устройства для перемены увеличения первого рода основаны на зависимости
увеличения Г сложной зрительной трубы от фокусных расстояний четырех ее
компонентов (IV. 113):
Т = Ш-. (IV. 204)
/3/5
365
Согласно этой формуле, заменив один нз компонентов системой с другим
фокусным расстоянием, мы изменим при этом и увеличение Г трубы. Так,
иапример, увеличивая фокусные расстояния объектива или второй лннзы
оборачивающей системы, мы повысим увеличение Г. При увеличении фокусных
расстояний первой оборачивающей линзы или окуляра увеличение Г, наоборот,
становится меньше.
Смена объектива представляется на первый взгляд наименее целесообразным и
конструктивно неудобным устройством для перемены увеличения: во-первых,
объективная головка трубы может быть трудно доступной (как, например, у
перископа подводной лодки) и потребуются специальные тросы или тягн для
управления переменой увеличения; во-вторых, увеличивается габарит
объективной головки, так как требуется место для помещения того
объектива, который выведен из хода лучей.
В то же время чрезвычайно просто осуществляется перемена увеличения
сменой окуляров. Во-первых, окулярная головка прибора находится буквально
под рукой у наблюдателя и для смены окуляров не требуется никаких
механических передач; во-вторых, применив револьверную головку с рядом
вставленных в нее разнофокусных окуляров, легко можно получить
многоступенчатую надежно действующую перемену увеличения.
Несмотря на, казалось бы, ясную логику изложенных здесь соображений,
смена окуляров практически осуществляется очень редко, и то только в
случаях, когда к габариту трубы не предъявляются высокие требования (не
требуется малый диаметр линз при большой длине трубы). В.таких же
наиболее трудных конструкциях, как перископы для подводных лодок, где
верхняя головка должна быть особенно миниатюрной, верхняя часть трубы -
особенно узкой, а длина трубы - очень большой, конструкторы осуществляют
перемену увеличения в самой передней части трубы, в частности путем смены
объективов.
В качетсве примера остроумного решения этой труднейшей задачи приведем
здесь ныне не употребляемую конструкцию верхней головки перископа
