Разработка и исследование объективов с телецентрическим ходом лучей

• Автор: Волков, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОСОБЕННОСТИ ОТХ, ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2 ШИРОКОУГОЛЬНЫЕ ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТИВЫ С НЕКОМПЕНСИРОВАННОЙ ДИСТОРСИЕЙ

2.2 ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЭНДОСКОПОВ

2.2.1 ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТИВОВ ЭНДОСКОПОВ

2.3 СИНТЕЗ ШИРОКОУГОЛЬНЫХ ТЕЛЕЦЕНТР! 1ЧЕСКИХ ОБЪЕКТИВОВ ГРУППЫ

2.3.1 БАЗОВАЯ СХЕМА ОЭ

2.3.3 ОБЪЕКТИВЫ ЭНДОСКОПОВ ГРУППЫ

ВЫВОДЫ

3 СПОСОБЫ ИСПРАВЛЕНИЯ ДИСТОРСИИ В ШИРОКОУГОЛЬНЫХ ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТИВАХ

3.1 УСЛОВИЕ СИНУСОВ ДЛЯ ГЛАВНЫХ ЛУЧЕЙ

3.1 ЭФФЕКТ АБЕРРАЦИОННОЙ ТЕЛЕЦЕНТРИЧНОСТИ
ДИСТОРСИЯ АБЕРРАЦИОННО-ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
3.2 ДИСТОРСИЯ ШТО ПРИ НАБЛЮДЕНИИ
НЕПЛОСКИХ ОБЪЕКТОВ
4 АБЕРРАЦИОННО-ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИЕ ШИРОКОУГОЛЬНЫЕ ОБЪЕКТИВЫ
4.1 ОБЪЕКТИВ ИЗ СФЕРИЧЕСКИХ ПРЕЛОМЛЯЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
4.2 ОБЪЕКТИВЫ С АСФЕРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ;
4.3 ОБЪЕКТИВЫ С ГРАДИЕНТНЫМИ КОМПЕНСАТОРАМИ
ДИСТОРСИИ
ВЫВОДЫ
5. ПРОЕКЦИОННЫЕ ТЕЛЕЦЕНТРИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТИВЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
5.1 ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ОБЪЕКТИВОВ ЭНДОСКОПОВ С НЕИСПРАВЛЕННОЙ ДИСТОРСИЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА АБЕРРАЦИОННОЙ ТЕЛЕЦЕНТРИЧНОСТИ В ОБЪЕКТИВАХ ЭНДОСКОПОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТАННЫХ ОБЪЕКТИВОВ
1. Проекционный объектив ОП-4-400-5 [10]
2. Проекционный объектив ОП-4-400-10 [10]
3. Проекционный объектив ОП-4-400-20 [11]
4. Проекционный объектив ОП-4-400-25 [11]
5. Проекционный объектив ОП-4-400-31,25 [11]
6. Проекционный объектив ОП-4-400-50 [11]
7. Проекционный объектив ОП-4-400-100 [11]
8. Объектив эндоскопа ББ-ВО-Г-20 [7]
9. Объектив эндоскопа ГДБ-ВО-Г-32 [9]
10. Объектив эндоскопа ГДБ-ВО-Г-32 с ГКД [8]
11. Объектив эндоскопа ГДБ-ВО-Г-32 со сферическими поверхностями (вар. I)
12. Объектив эндоскопа ГДБ-ВО-Г32 со сферическими поверхностями (вар. II)
13. Объектив эндоскопа ГДБ-ВО-Г32 с вогнутой эллиптической поверхностью
14. Объектив колоноскопа КБ-ВО-Г22
15. Объектив колоноскопа КБ-ВО-Г22 (вариант с ГКД)
АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОБЪЕКТИВОВ

Направление развития практически любых отраслей промышленности в значительной мерс определяется требованиями рынка. Огромное многообразие наукоемкой продукции, выпускаемой сегодня в России и за рубежом, непосредственно определяется непрерывно растущими запросами ее потребителей. В оптическом приборостроении данный процесс проявляется в постоянном увеличении номенклатуры выпускаемых изделий, расширении сферы их применения, в ускорении смены поколений производимых приборов и неуклонном ужесточении требований к их качеству. Формирование и развитие рынка высокотехнологичной продукции происходит при тесном взаимодействии потребителей и производителей. В настоящее время нередким бывает явление, когда предложение значительно опережает спрос, и когда разработчики решают задачи, которые возможный потребитель перед ними еще не ставил. Это явление имеет вполне очевидное обоснование: уровень развития техники сегодня столь высок, что зачастую только специалист может более или менее свободно ориентироваться в се возможностях, определяя, таким образом, наиболее перспективные направления деятельности. В этих условиях важным фактором успеха для фирмы, специализирующейся в производстве приборов любого типа и назначения (не только оптических), становиться ее способность заглянуть в будущее своего сектора рынка, как можно раньше показать покупателю новые возможности последних технических достижений и опередить в этом потенциальных конкурентов. Такая ситуация сегодня характерна практически для любого вида техники, будь то средства связи, компьютеры со всеми комплектующими, периферией и программным обеспечением, бытовые приборы, автомобили и т. д. Не являются здесь исключением и оптические приборы, превратившиеся за последнее десятилетие в сложные комплексы, где в единой взаимосвязи функционируют оптические, механические и электронные системы. Еще совсем недавно, например, большинство выпускаемых в мире фотоаппаратов не имело в своей конструкции электрических (тем более, электронных) узлов, а сейчас даже

0,2

5Р'
Рис. 4
относительно параксиального выходного зрачка достигают 50 мм, что
способствует почти трехкратному
уменьшению углов последних с оптической осью в пространстве предметов (приложение 2.4).
Главным недостатком такой системы следует признать большие отступления профиля вогнутой асферической поверхности от ближайшей сферы. Учитывая чрезвычайно малые размеры оптических деталей ОЭ, в настоящее время не существует технологии массового изготовления подобных линз с необходимой точностью.
Еще один вариант использования асферических поверхностей в целях исправления дисторсии состоит в применении их только в последующей части ОЭ. На рис.
4.5 (а) изображен ОЭ [9], разработанный в рамках данного исследования (вариант объектива для прибора ГДБ-ВО-Г-32) и имеющий единственную асферическую поверхность гиперболического профиля, отмеченную пунктиром. Такая схема позволяет получить изображение высокого качества при максимальной дисторсии —15% и освещенности на краю поля до 30% (результат, аналогичный случаю использования двух слабодеформированных выпуклых поверхностей).
Оптическая система другого ОЭ фирмы 01утриз, изображенная на рис. 4.5 (б) [53] интересна тем, что в ней полностью отсутствует фронтальная часть. Этот объектив можно рассматривать как ОС с вынесенным зрачком. ОЭ подобного типа встречаются очень редко, т. к. для них характерны такие
Г7 Г
1 / Ц и
/ Г
б» _л V
Рис. 4