Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Если теперь после объектива с силой cp t на некотором расстоянии dbta
поставим линзу с силой ф2, то на том же экране у точки А' получится
изображение шкалы, помещенной у точки А на расстоянии а от первой шкалы,
с прежним линейным увеличением V. Величина а задана. Требуется найти d и
ф2.
По чертежу (рис. I. 51) имеем
•-So =• ci - s\ So - d -|- s .
Пользуясь выражениями (I. 199) для s и s' системы, состоящей из объектива
н включаемой линзы, и выражениями (1.202)
Рис. I. 51
для отрезков s0 и $>, получим для определения двух наших неизвестных два
уравнения:
V<f> V* * (1.203)
<Pi ^ <Р <Р J
Преобразуя второе из этих уравнений при помощи формулы (I.
192), получим после сокращения на ф2 (фа не может
быть равным нулю) квадратное уравнение для d
+ = (1.204)
<Pi <pf
Для нас представляет интерес один корень этого уравнения:
d = - = ?;, (1.205)
Ф1
при котором нз (1. 192) следует:
ф = фх- 206)
84
Вводя эти значения d и ф в первую формулу (1.203), легко найтн и силу
включаемой лннзы фа:
(рг = йфь (I* 207)
Условие (I. 205) обозначает, что передняя главная плоскость линзы ф8
совпадает с задней фокальной плоскостью объектива <pl4 Прослеживая
обратный ход луча от точки А' к точкам А0 и А, нетрудно понять, что оба
луча в пространстве предметов параллельны друг другу и образуют с осью
одни и тот же угол а (прн постоянном угле а' в пространстве изображений,
как показано на рис. 1. 51). Поэтому оба хода лучей дают одно н то же
угловое увеличение, а следовательно, н линейное.
При решении подобных задач в заводской конструкторской работе приходится
часто учитывать не только конструктивные условия (например, габаритные),
ио и требования, предъявляемые со стороны экономичности технологии
изготовления деталей и сборки прибора. Очень важно не забывать, что
повышение сил применяемых лииз влечет за собой уменьшение радиусов
кривизны поверхностей. Это ие только неблагоприятно для качества
изображения (увеличение аберраций высших порядков), но и неэкономично: на
каждый корпус ("чашку" или "гриб") при этом помещается меньше
обрабатываемых заготовок лннз, что н приводит к удорожанию продукции,
выпускаемой оптическим цехом завода.
§ 24. О расчете телеобъективов
Телеобъективы - это объективы, у которых задняя главная плоскость
вынесена вперед (навстречу движению света). Благодаря этому телеобъективы
могут быть сделаны конструктивно компактными, не требующими большой длины
корпуса (или тубуса) прибора.
Первое применение телеобъективы нашли в фотографических камерах для
съемки далеких предметов (теле - далеко). Чтобы при фотографировании
далеких предметов изображения были достаточно крупными, нужно,' очевидно,
фотографировать их прн помощи более длиннофокусного объектива, чем
нормальный объектив данной фотокамеры. Но применять
длиннофокусный.объектив в камере, предназначенной для короткофокусного
объектива, было бы затруднительно по конструктивным соображениям н
неудобно в эксплуатации. Применение компактного телеобъектива устраняет
все конструктивные н эксплуатационные трудности.
¦ В последние годы телеобъективы стали широко применяться в конструкции
различных зрительных труб, чем достигается повышение ряда ценных
эксплуатационных свойств этих труб: уменьшение механической длины труб и
их веса, снижение нх чувствительности к деюстирующим воздействиям н т, п.
85
В качестве примера практического применения выведенных выше формул к
решению инженерных задач мы рассмотрим теперь три метода расчета
телеобъективов. Один метод чнсто геометрический; он может быть
рекомендован для расчета телеобъективов для зрительных труб, обладающих
малым углом поля зрения. Второй метод предназначается для расчета
фотографических телеобъективов, обладающих, как правило, сравнительно
большим углом поля зрения; при расчете таких телеобъективов целесообразно
учесть некоторые возможности коррекции полевых аберраций {так называемое
условие Пецваля). Наконец, третий метод
применяется для расчета так называемых аналактических объективов
геодезических инструментов.
Постановка задачи расчета телеобъектива {рис. I. 52), состоящего из двух
компонентов с силами cpi н ср2, может быть геометрически представлена
следующим образом. Пусть конструктору заданы две величины: фокусное
расстояние f' телеобъектива и его длина /, т. е. расстояние от главных
плоскостей первого компонента до задней фокальной плоскости всего
объектива. Если конструктор по каким-то соображениям задастся еще
положением второго компонента (т. е. выберет величину d - расстояние
между компонентами), то, как мы сейчас покажем, задача расчета
телеобъектива решается полностью.
Пусть в нашу систему входит луч, параллельный оптической оси, встречающий
главные плоскости первого компонента в точке Р j. Мы можем на чертеже
построить ход луча, выходящего из системы, так как этот луч должен пройти
через две известные точки: через задний фокус F' телеобъектива н через
точку К пересечения падающего на систему луча с задней главной плоскостью
