Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
1 мм\
Относительное Количество линий
отверстие на I мм
1 3,5 49,2
1 4,5 55,0
1 6,3 ,' 66,7
1 9 68,9
1 12,5 70,6
1 18
I 25
Из этого сопоставления видно, что с уменьшением относительного отверстия
разрешающая способность сначала повышается, достигает максимума вблизи
относительного отверстия 1 : 12,5, а затем только начинает понижаться,
как того требует теоретическая формула (II. 249).
224
§ 66. Разрешающая способность оптических приборов с электронными
приемниками лучистой энергии
Применение фотографических объективов в качестве оптических датчиков в
телевизионных, а в особенности в кибернетических, устройствах заставляет
нас взглянуть на разрешающую способность оптических систем с новой точки
зрения: получения по данному оптическому и электронному каналу
необходимого количества информации. Определение этого количества
информации требует знания величины разрешающей способности
фотографического объектива в зависимости от двух факторов: от частоты N
(в линиях на мм), передаваемой структуры изображения и от контраста /С,
определяемого по формуле
К = ¦ (11.253)
^max "1" ?тш
где Ешх и ?min - наибольшая освещенность светлых линий и наименьшая
освещенность темных линий передаваемой структуры.
Рассмотрение этого вопроса приводит к установлению понятия о частотно-
контрастных характеристиках оптических систем. Однако исследование этой
проблемы еще нельзя считать законченным.
Мы рассмотрим здесь лишь некоторые вопросы, наиболее нужные конструктору.
Если изображение, получаемое от какого-либо предмета, принимается
приемным экраном телевизионной трубки, то необходимо иметь в виду, что по
стандарту, принятому в СССР и в ряде зарубежных стран, это изображение
разлагается иа 625 строк по высоте. Можно показать, что разложение
изображения в строки приводит к ограничению поля зрения телевизионных
камер.
Пусть угол поля зрения прибора, измеренный в вертикальной плоскости,
будет 2pv, фокусное расстояние объектива камеры - /' и высота экрана
приемной трубки - h. Имеем очевидную зависимость, связывающую эти три
величины,
h - 2/' tg Ру. (II. 254)
Если у - малый угол, под которым в пространстве предметов представляется
ширина одной строки, находим
V = 1щг- (II. 255)
Прн помощи выражения (II. 254) отсюда исключаем h и f и, решив уравнение
относительно tg ру, находим
tg Ру - 312,5у- (II. 256)
Угол 2у можно считать предельным углом разрешающей способности
телевизионной камеры (в вертикальной плоскости), так
15 в. Н. Чуриловский 574 225
как разрешаются два элемента, между которыми есть по крайней мере одна
пустая строка.
Рассматривание изображения на экране телевизора с целью получения
художественного эффекта следует осуществлять при условии естественного
впечатления, при котором предельный угол у' разрешающей способности со
стороны глаза принимается равным углу 2у (см. § 57). Если при этом
поставить условие, чтобы разбивка экрана на строки была едва ощутима для
зрителя, следует положить: у' = 2у = 2' = 0,00058. Из выражения
(II. 256) получим: tg fV = 0,0906, а потому 2ри = 10° 22'. Столь малый
угол поля зрения чрезвычайно затрудняет работу режиссеров и операторов
при съемке телевизионных постановок. Поэтому принято считать, что, во-
первых, обычно при рассматривании изображения на экране телевизора
условие естественного впечатления нарушается и, во-вторых, допускается
некоторая видимость строк на экране. Это позволяет довести угол у
примерно до 3', положив у - 0,001 рад. По формуле (II. 256) находим: tg
Ру = 0,3125, откуда следует: 2 tg - 34° 42'. Принимая, что отношение
горизонтального размера (ширины) I экрана к его высоте h определяется
обычно принятой величиной
- = -{§¦ = 1,385, (П.257)
найдем для горизонтального .угла поля зрения 2ря : tg Ря - = 1,385 и для
вертикального угла 2$v : tg Ру = 0,4327, а потому 2ря = 46° 46'. Для угла
2pD по диагонали экрана при этом находим: 2pD = 56° 8'. Это примерно
соответствует обычному полю зрения современных светосильных анастигматов,
но делает недопустимым применение широкоугольных объективов в
телевидении.
Ограниченная разрешающая способность современных эопов имеет совершенно
иное физическое происхождение, нежели зернистость фотопленки, так как
дисперсность флуоресцирующих слоев, наносимых на экраны эопов, может быть
очень высокой. Разрешающая способность эопов ограничивается в основном
аберрациями электронных пучков, так как в целях придания эопам
компактности апертура электронных пучков делается сравнительно высокой.
Однако по своему влиянию на структуру изображения эопы ие отличаются от
зернистых фотопленок: структура также огрубляется вследствие срезания
высоких частот. Вопрос о том, каким образом учитывается разрешающая
способность эопов в расчете зрительных труб с эопами, подробно изложен
ниже (см. § 86).
ГЛАВА III
ТЕОРИЯ МИКРОСКОПА А. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ теория МИКРОСКОПА § 67. Исторический
очерк развития микроскопа
Лупа, или увеличительное стекло, называемое иногда простым микроскопом, -
