Исследование и разработка теоретических основ композиции принципиальных схем оптических систем переменного увеличения

• Автор: Журова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Краткий исторический очерк развития оптических систем переменного увеличения
Глава 2. Оптическая система как устройство оптического сопряжения плоскости предмета и изображения
2.1. Расположение оптической системы относительно плоскости предмета и её функциональное назначение
2.2. Влияние продольных смещений безаберрационной оптической системы на качество изображения
2.3. Допустимая величина расфокусировки изображения
Глава 3. Структура принципиальных схем оптических систем переменного увеличения
Глава 4. Однокомпонентные оптические системы переменного
увеличения
4.1. Однокомпонентная оптическая система дискретного изменения увеличения
4.1.1. Общий случай применения (Ьф 0)
4.1.2. Частный случай применения (£ = о)
4.2. Однокомпонентная оптическая система непрерывного изменения линейного увеличения
4.2.1. Оптическая система с непрерывной компенсацией расфокусировки изображения
4.2.2. Оптическая система с дискретной компенсацией расфокусировки изображения
4.2.3. Применение дробей Чебышева для расчёта параметров схем оптических систем переменного увеличения с дискретной компенсацией расфокусировки
изображения
4.2.3.1.Однокомпонентная оптическая система переменного увеличения

4.2.3.2. Однокомпонентная оптическая система переменного увеличения в сочетании с неподвижным компонентом
Глава 5. Сложные оптические системы переменного увеличения
5.1. Оптические системы с непрерывной (механической) компенсацией расфокусировки изображения
5.1.1. Плоскости предмета и изображения расположены на бесконечно большом расстоянии от первого <рх и второго (р2 компонентов системы
5.1.2. Плоскость предмета расположена на бесконечно большом расстоянии от оптической системы из двух тонких компонентов (рх и
5.1.3. Плоскость изображения расположена на бесконечно большом расстоянии от оптической системы из двух тонких компонентов <рх
5.1.4. Плоскость предмета и его изображение, образованное двухкомпонентной оптической системой, расположены на конечном расстоянии от первого и второго компонентов соответственно
5.2. Оптические системы с дискретной (оптической) компенсацией расфокусировки изображения
5.2.1. Трехкомпонентная система переменного увеличения типа «коллектив»
5.2.2.Трехкомпонентная оборачивающая система переменного увеличения
Заключение и выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ.
В современном оптическом приборостроении находят достаточно широкое применение оптические системы как дискретного (скачкообразного), так и непрерывного (плавного) изменения увеличения. Оптические системы непрерывного изменения увеличения принято называть панкратическими
системами или панкратиками [1].
Идея создания фотообъектива с переменным фокусным расстоянием появилась в конце XIX века. Однако, на пути её осуществления не удавалось достичь заметного успеха, поскольку принятая за основу принципиальная схема двухкомпонентного телеобъектива обладала потенциальной возможностью получения удовлетворительного качества изображения лишь при одном положении компонентов. Тем не менее, очевидные преимущества
панкратических систем определили продолжение поиска приемлемых
принципиальных оптических схем, позволяющих успешно решить поставленную задачу.
Когда с несомненностью выяснились преимущества зрительных труб с плавно меняющимся увеличением при наблюдении за быстродвижущимися объектами, Дюнуайэ показал [4], что двухкомпонентная принципиальная схема панкратической системы с постоянным расстоянием между плоскостями предмета и изображения при надлежащем выборе оптических сил компонентов может обеспечить значительные перепады увеличений, доходящие в параксиальной области (без учёта условий коррекции аберраций) до
бесконечности. Видимо, это свойство двухкомпонентной схемы определило применение её в оптических системах современных фотографических и киносъёмочных объективов а также объективов телевизионных съёмочных камер.
В зависимости от кинематики перемещения компонентов панкратические системы могут иметь непрерывную (механическую) или дискретную (оптическую) компенсацию расфокусировки изображения (смещения плоскости изображения). Непрерывная компенсация расфокусировки изображения предполагает применение в конструкции панкратической системы высокоточного кулачкового механизма для перемещения компонентов, изготовление которого и сегодня остаётся весьма трудоёмким делом. Естественно предположить, что именно поэтому первые панкратические

состоящая из фронтальной линзы (ФЛ) и апланатического мениска АМ (рис. 1У.6 в [33]).
ФЛ АМ
Рис. 2.2 Фронтальная часть в виде «толстого» (фронтального мениска) и апланатического менисков
Применительно к изображению зрачков инвариант (2.11) можно записать в виде
, , г , , л-, сМ ивти' тт
пётыхм/ = п ёт $тм>. Отсюда V, =-—
ёк п'ътч>'
При разработке широкоугольных ортоскопических объективов возможно применение различных композиционных приемов. В частности, одним из приемов является применение симметричных конструктивных схем, при этом, выражаясь терминами предыдущего примера, фронтальную часть объектива удобно выбирать в виде отрицательного мениска со смещенным внутрь системы расположением входного зрачка. Легко видеть, что в этом случае V, > 1, а, следовательно, эт V< кт и», то есть применение отрицательного
мениска при соблюдении условия 0 < А < 1 позволяет заметно уменьшить угловое поле для последующей части объектива. Обозначим элементарную площадку в плоскости выходного зрачка через йВ"0 = л(ёт )2. При этом соответствующая элементарная площадка в плоскости входного зрачка для
осевого пучка лучей равна ё$0 = л(ёт0)2 = л ° , а для внеосевого пучка лучей, падающего на площадку под углом м> к оптической оси, - равна