Допуски и качество оптического изображения - Сокольский М.Н.
ISBN 5-217-00547-5
Скачать (прямая ссылка):
182- визуальных A (nF- — — пс) = 22,5-10 ~bID.
Если установлено несколько призм в сходящемся ходе лучей, линейный поперечный хроматизм для области спектра A1 — A2 определяют из выражения
F; . ,Fi
Ах/
/ W V
^ S 2s;A (пи /=1
Дх2)/' ^g 8/, Рис. 5.2. Цветоделительный блок призм
где Sj — расстояние от /-и светоделительнои грани до плоскости изображения; Bj — угол падения луча на /-ю грань; A (nXl — — nkt)i ~ разность дисперсий материалов призм, образующих /-ю грань. С учетом приближенной зависимости для частной дисперсии
A (nkl — пК%) ^ (X2 — X1) A (nF> — nC')/(XF> — Xc-) выражение для поперечного хроматизма принимает вид
т
Ayu^2 - J] 2s/ tg «/ Xp!Itc, А (п"' - Пс'ї-/=і
Задаваясь допустимым значением линейного поперечного хроматизма, из (4.19)—(4.21) несложно рассчитать допустимое отклонение средней дисперсии.
Определим допустимые отклонения средней дисперсии материалов призм цветоделительного блока оптической системы цветного телевидения. Система состоит из объектива переменного фокусного расстояния и цветоделительного блока, установленного в сходящемся ходе лучей перед плоскостью изображения. Блок призм разделяет световое излучение на три канала (рис. 5.2): синий (A1 = 0,4 • 10~3 мм, X2 = 0,51 • 10~3 мм), зеленый (A1 = 0,46 х XЮ-3 мм, A2 = 0,62-10"3 мм) и красный (A1 = 0,54• 10"3 мм, A2 = 0,67-IO"3 мм).
Таблица 5.1 Параметры цветоделительного блока
Номер канала K1 — A2. им Sjt MM 2s. Ь 5I %F. -%'c.ieer мм
2 3 0,16-IO"3 0,13-Ю-3 82 44 20 21 59 26
183- В табл. 5.1 приведены необходимые для расчета параметры цве-тоделительного блока.
В хорошем приближении можно считать, что функция спектральной эффективности q (X) в диапазонах длин волн X1 — X2 постоянна. Тогда частотно-контрастная характеристика описывается выражением (4.12) и для рассматриваемого примера
4р (р) = sine (2яр Aykl-Xt).
Откуда для допустимого значения поперечного хроматизма находим
(Дг/м-Uдоп ^ 0,39 У I — dxp(p) /р.
Положим, что все призмы блока имеют 3-ю категорию по отклонению средней дисперсии A (nF- — пС') = 5-10-5. Для канала 2 имеем dxр (р) = 1 —¦ 0,57-10-1 р2 и при р = 24 лин./мм ^xp (р) = 0,97, т. е. спад контраста на рабочей частоте составляет 3 %; для канала 3 имеем dxp (р) = 1 — 1,2-IO-4 р,2 и при р = 24 лин./мм dxр (р) = 0,93. Если принять А (tiF* — tic) = = 1-IO-4, то получим для канала 2 при р = 25 лин./мм dxp (р) = = 0,88; для канала 3 — при р = 24 лин./мм dxv (р) = 0,72. Поскольку оптическая система цветного телевидения чувствительна к изменению контраста, целесообразно допустимое отклонение средней дисперсии принять равным 5-Ю-4 (3-я категория).
5.2. ВЫБОР КАТЕГОРИИ ПОКАЗАТЕЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ
Под показателем ослабления светового излучения понимают величину, обратную расстоянию, на котором поток излучения источника А, образующего параллельный пучок, ослабляется в десять раз в результате совместного действия поглощения и рассеяния в стекле. Устанавливают восемь категорий показателя ослабления, характеризуемых предельными значениями показателя ослабления рд:
Категория показателя ослабления . . 1 2 3 4
Показатель ослабления ....... 0,0002— 0,0005— 0,0010— 0,0018—
0,0004 0,0009 0,0017 0,0025
Категория показателя ослабления . . 5 6 7 8
Показатель ослабления ....... 0,0026— 0,0036— 0,0046— 0,0066—
0,0035 0,0045 0,0065 0,0130
Для связи показателя ослабления с другими фотометрическими характеристиками, необходимыми для расчета светопропускания оптической системы, приведем некоторые фотометрические определения.
184- Коэффициент пропускания т — отношение светового потока Ф, прошедшего через образец выбранной толщины, к падающему световому потоку Ф0. Пропускание в заданной толщине х для монохроматического света равно Igxx = х lg xd/d.
Оптическая плотность Da для источника А есть десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания образца стекла выбранной толщины: Da = Ig 1/т = —Igt. Плотность Dd в толщине d материала равна Dd = Dwd, где Dw — плотность в толщине 1 см.
По определению рд = 1 jd, при котором D = Ig 1/т = 1. Откуда р,д = l/d = D(1), т. е. показатель ослабления равен плотности оптического материала толщиной, равной 1 см.
Несложно показать, что коэффициент светопоглощения а связан с рд соотношением a = 2,30D(i) = 2,30рд.
Показатель ослабления выбирают, исходя из требований ТУ к пропусканию изделия т. Методика расчета пропускания изложена в PTM 3-523—74. Потери, обусловленные поглощением излучения в оптическом материале, определяют с помощью выражения
т
Ds = Д di\iA.,
где dt — толщина стекла по оптической оси для і-й линзы; рД| — показатель ослабления для і-й детали. Суммарная оптическая плотность Ds системы равна
т р t
Dz = S dtiiAi + S AiDq. + 2 B1Dr і=і 1 /=і ' j=i
где р — число непросветленных и просветленных поверхностей с одинаковым коэффициентом отражения; D?J = Ig (1 — qt) (qt — коэффициент отражения от поверхности детали на границе воздух—стекло); t — число отражающих поверхностей; DRi = = —Ig Ri (Ri — коэффициент отражения зеркального покрытия). Если оптическая система состоит из тонких компонентов,, то можно не задавать высокие категории на рд. Например, для фотообъективов допускается рА 6—7-й категорий. Для крупногабаритных объективов, где толщины линз значительны, следует выбирать рд более высоких категорий, например 3—4-й категорий.
