Главная > Разное > Техническая оптика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 113. Особоширокоугольные объективы

Попытки увеличения полей зрения свыше 120° в объективах симметричных типов, как правило, не давали положительных результатов.

Причинами тому являлись сильное падение освещенности изображения по краям поля зрения за пределами 120° и трудности обеспечения достаточно хорошего качества изображения.

В § 29 было установлено, что при отсутствии дисторсии у передней части системы величина светораспределения выражается четвертой степенью косинуса полевого угла у материальной диафрагмы независимо от величины полевого угла в предметном пространстве. Поэтому можно осуществить требуемое светораспределение за счет уменьшения величины полевого угла у материальной диафрагмы при соблюдении ортоскоиии расположенной впереди нее части оптической системы.

Устранение дисторсии приводит к постоянству углового увеличения передней части системы при его значении, меньшем единицы; при этом необходимо также обеспечить вынос выходного зрачка из этой части системы.

Такое принципиальное решение вопроса об улучшении светораспределения равносильно постановке другой задачи — возможности создания ортоскопической системы с угловым увеличением, меньшим единицы, и с вынесенным зрачком выхода при больших полях зрения.

Решить эту задачу, используя только сферические поверхности, не удается для полей зрения, существенно превышающих 120°.

Таким образом, возникла необходимость использования для решения поставленной задачи несферических поверхностей, с помощью которых удалось достичь желаемых результатов.

Для получения углового увеличения меньшего единицы, при вынесенном зрачке выхода необходимо использовать отрицательную линзу, которая при помощи несферической поверхности должна быть корригирована на дисторсию.

При создании такой ортоскопической линзы задача устранения дисторсии может быть возложена либо на первую (наружную), либо на вторую (внутреннюю) поверхности.

В обоих случаях для достаточно хорошего исправления дисторсии требуется прибегать к использованию несферической поверхности высшего порядка.

Однако при заданных увеличении и фокусном расстоянии габариты подобных линз будут значительно различаться, и поэтому практически более целесообразным является использование ортоскопической отрицательной линзы с внутренней несферической поверхностью, имеющей меньшие габариты, чем линза с наружной несферической поверхностью. Это различие в габаритах особенно сильно сказывается при больших полях зрения, превосходящих 120—130°.

Кроме того, линза с внутренней несферической поверхностью обладает несколько меньшим астигматизмом, чем линза с наружной несферической поверхностью.

В качестве второго силового компонента особоширокоугольного объектива удобно использовать какой-либо из симметричных широкоугольных объективов, обладающих всеми основными коррекционными элементами; при этом особенно выгодно применять объективы, уже имеющие положительное аберрационное виньетирование.

Анализируя работу ортоскопической наружной линзы, следует обратить внимание на следующее обстоятельство. Условие отсутствия дисторсии у передней отрицательной линзы приводит к постоянству отношения тангенсов входного и выходного полевых углов

Задаваясь определенным значением углового увеличения, например составим таблицу величин входных и выходных углов и начиная с полевого угла (табл. 22.1).

Таблица 22.1 (см. скан)

Из приведенной таблицы следует, что угол отклонения главного луча ортоскопической отрицательной линзой, возрастая в пределах от нуля до 55°, далее начинает уменьшаться, и при больших углах это уменьшение получится достаточно ощутимым.

Следствием этого является уменьшение краям поля зрения угла хроматического рассеяния, определяющего собой хроматизм увеличения, рост которого будет к краям поля несколько замедляться. Это обстоятельство создает известные затруднения при коррекции хроматизма увеличения в особоширокоугольных объективах.

Вторым немаловажным обстоятельством, которое следует учитывать при разработке особоширокоугольных объективов,

(кликните для просмотра скана)

является ограничение габаритов передней ортоскопической отрицательной линзы, определяющее собой ее фокусное расстояние и линейное увеличение последующей системы — собственно объектива.

Рис. 22.18. (см. скан) Объектив «Руссар-62»

Такое ограничение габаритов неблагоприятно сказывается тогда, когда фокусное расстояние всей системы относительно велико, т. е. собственно объектив начинает работать с увеличением, приближающимся к единице, и ему приходится корригировать весьма значительный астигматизм от передней ортоскопической линзы.

С уменьшением эквивалентного фокусного расстояния всей системы, что имеет место при увеличении поля зрения в предметном пространстве, собственно объектив будет работать в более благоприятных условиях, т. е. с меньшим увеличением; при этом существенно уменьшается влияние аберраций передней ортоскопической линзы.

Таким образом, использование отрицательной линзы с несферической поверхностью для объективов с полями зрения порядка 120° оказывается, вопреки ожиданиям, более затруднительным, чем для объективов с полями зрения в 136 или 148°.

По схемам такого рода были построены объективы «Руссар-38» и «Руссар-62», приведенные на рис. 22.17 и 22.18 вместе с графиками аберраций и функциями светораспределения

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление