Допуски и качество оптического изображения - Сокольский М.Н.
ISBN 5-217-00547-5
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим применение призмы АР-900 в качестве визирной. Оценим пирамидальность призмы с точки зрения ее влияния на погрешность визирования. Угол отклонения луча после прохождения призмы равен о' = 2п я cos t2, где i2 — угол падения луча на гипотенузную грань. При нормальном падении луча на первую грань I2 = 45°. При визировании угол /2 меняется от минимального значения i2 rotn до максимального t2 max. Разность отклонений углов Aa' — 2пл [cos t2 mln — cos I2 max]. Откуда для допустимой пирамидальности получим выражение я ^ Астд0п/2«Х X (cos t2 min — cos I2 max). Если принять, например, допустимую погрешность визирования АодОП = 30", I2 mln = 6°, I2 max = 45°, то я< 20". Это значение существенно жестче, чем в условии допустимого ухудшения качества изображения, полученного выше. Глава 5
ВЫБОР ТРЕБОВАНИЙ К ОПТИЧЕСКОМУ МАТЕРИАЛУ
Важным фактором, влияющим на качество изображения, является характеристика оптического материала. Необоснованно жесткие требования к материалу существенно удораживают изделие, увеличивают трудоемкость изготовления. С другой стороны, ослабление требований приводит к недопустимому ухудшению качества изображения.
Теоретически обоснованный выбор требований к материалу — задача достаточно сложная. Особенно это относится к выбору требований к оптической однородности, двойному лучепреломлению, бессвильности, пузырности, поскольку контроль качества материала производится в заготовках, в основном не совпадающих по своей форме с формой готовой детали. Поэтому при оценке влияния погрешностей оптического материала на качество изображения приходится пользоваться математическими моделями, которые приближенно описывают ту или иную погрешность материала.
Оптическое бесцветное стекло разделяют на категории и классы по следующим показателям качества: допускаемым отклонениям показателя преломления tie и средней дисперсии nF- — пс- от значений, установленных для стекла каждой марки, однородности партии заготовок стекла по показателю преломления, средней дисперсии, оптической однородности, двойному лучепреломлению, коэффициенту светопоглощения, бессвильности, пузырности (ГОСТ 3514—76**Е, ГОСТ 13659 —78*, ОСТ 3-77—77).
5.1. РАСЧЕТ ДОПУСТИМЫХ ОТКЛОНЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И СРЕДНЕЙ ДИСПЕРСИИ
Отступление показателя преломления пе и средней дисперсии tiF' — tic от номинальных значений приводит к изменению габаритных размеров и аберраций оптической системы. Обычно это влияние устанавливают расчетом хода лучей [10]. Если допуск показателя преломления строже, чем значение, гарантируемое стандартом на стекло, то следует каждый раз после получения партии заготовок стекла производить дополнительный пере-
180- \ \ п7
/
л, X4
Рис. 5.1. Отклонение в призме-куб
луча
устанавливают допуски персии.
Некоторые простые преломления приведены
расчет оптической системы в целях учета отклонений показателя преломления и средней дисперсии от значений основного расчета. Сложность зависимости характеристик оптической системы от tle и Пр> —пс> не позволяет получить простые и удобные формулы для оценки влияния их отступления от номинала. Поэтому на оптические системы составляют таблицы влияния изменения параметров, пользуясь которыми показателя преломления и средней дис-
примеры расчета допусков показателя в работах [10, 28]. Определим на примере допустимое отклонение показателя преломления и средней дисперсии блока призм. Рассмотрим сначала светоделительную призму, состоящую из двух прямоугольных призм. Светоделительная призма разделяет световой пучок на две части светоделительной гранью AB (рис. 5.1). Обозначим через Ii1 и п2 показатели преломления прямоугольных призм, через E1 и ei — углы падения и преломления на светоделительной грани. Отклонение а луча, вышедшего из призмы, обусловленное неравенством показателей преломления прямоугольных призм (щ Ф Ф п2) находим [31 ] как а = —dti tg є, где dti представляет собой либо отклонение показателя преломления от номинала, либо разность дисперсий стекол обеих призм.
Положим, что dti = ti2 — It1 — отклонение показателей преломления от номинального значения. Обозначая отклонение показателя преломления от номинального значения каждой из призм Ane, для наихудшего случая, когда отклонения каждой из призм имеют разные знаки, находим при є = 45° a = 2Апе.
Для наивысшей 1-й категории предельного отклонения показателя преломления имеем Ane = 2-Ю"4, откуда а = 1,3'. Часто полученное значение недопустимо, поэтому приходится изготавливать призмы из одной плавки стекла и в этом случае требования к отклонению tie могут быть расширены.
Для определения допустимого отклонения средней дисперсии положим, что dti представляет собой разность дисперсий стекол обеих прямоугольных призм для лучей с длинами волн %f>, %с'. Тогда угловой поперечный хроматизм равен
Of-C' = 2А (tip' — tic).
Определяя из (4.19)—(4.21) допустимый угловой поперечный хроматизм, находим допустимые отклонения средней дисперсии для приборов:
фотографических А (tiF> — пс¦) = 0,2/(р,пред/'); телевизионных A (tip- — tic) = 0.23/(рпред/');
