Расчет оптической системы монокуляра

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ

Исходные данные:

??=7 секунд

2щ=5 град

L=382,86 мм

Тип призмы: Порро I



1. ИДЕАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Телескопическая система состоит из объектива и окуляра

??- разрешающая способность монокуляра

2щ- полное поле зрения монокуляра в пространстве предметов

L- расстояние между объективом и окуляром в бесконечно тонкой системе

Рисунок 1 - Модель идеальной оптической системы

;

, где



Удаление выходного зрачка

Определяем диаметр полевой диафрагмы

2. РАСЧЕТ ПРИЗМЫ

Рис. 2

Призма представлена в виде плоско параллельной пластинки



П.д.

Рис. 3

Если пучок расходящийся

k-коэффициент призмы, который зависит от типа призмы

Где r- рисунок полевой диафрагмы

[2]

- пучок сходящийся



Толщина пластинки:

K=4

Рис. 4 - Схема идеальной оптической системы плоско параллельной пластинки

Осесимметричная система-система в которой центры всех поверхностей на оптической оси. (Заменяем бесконечно тонкий объектив и окуляр реальными)



3. ВЫБОР ОКУЛЯРА

Определяем окуляр по полному полю зрения монокуляр в пространстве предметов [1];

Тип окуляра - Кельнера.

Окулярное поле зрения .

Обозначение 1K-F40.

Вершинные фокусные расстояния .

Диаметр диафрагмы поля зрения .

Перемещение окуляра на 1дптр=1,6.

Габаритные размеры:

L-общ. Длина=48,0.

Световой диаметр D=39, .

Расстояние между линзами .

Рис. 5

Диафрагма поля зрения

D=39,0 стекло К8

d=9,0



D=39,0 стекло 6К5

d=8,0

D=22,5 стекло Ф3

d=2,0

II+III. d=10,0

, , ,

БК6

Ф13

Параксиальные характеристики:

Параксиальные характеристики для обратного хода:



до выходного зрачка

Результаты расчета окуляра в обраном ходе:

Элементарные функции

DS (мм)= - 0,039475850 - сферическая

SF'= 12,2417749 - хроматизм для линии С

SF'=12,12071387 - хроматизм для линии F

Y'=-14,456592 - главный луч

Y'=-14,4013481 - верхний луч

Y'=-14,5112017 - нижний луч

Вычисление комы:

0,121061060 хроматизм положения

-0,00321234 - продольная сферическая аберрация

Расчет системы окуляр+призма. Расстояние между призмой и окуляром

SF+S=|-12,19436|+16=-28,19436

4. РАСЧЕТ ОБЪЕКТИВА

Рассчитывается таким образом чтобы компенсировать аберрации системы окуляр+призма



Дано:

Используя теорию Слюсарева, определяем параметры P,C,W [4];

Из формул

Находим Р:

Находим С:

Определяем W при



Если W<0,8 то крон впереди

Используя диаграмму (пару марок стекол [2] номер клетки 17>К8ТФ1 далее по таблице №5 [2] находим:

Находим углы первого параксиального луча

,

Находим радиусы кривизны



Находим толщины положительной и отрицательной линз

Делаем проверку по программе НЕОС.

Рассчитываем аберрации полученного объектива.

DS-сферическая аберрация 0,0211757.

Хроматизм -0,0803490.

Кома 0,00317091.

Вычислям аберрации высших порядков:

(Разность между расчетными и данными значениями).

Сферическая аб.=0,0211757-(-0,0394758)=0,0606515.

Хроматизм= - 0,0803490 - 0,121061060= - 0,20141006.

Кома=0,00317091-0,00321234=-0,000041.

Проводим оптимизацию с помощью программы НЕОС.

Задаем фиксированное значение; фокусное расстояние; выходим на таблицу оптимизированных функций, задаём:заданные значения аберраций которые использовались перед началом объектива, значения аберраций и допуски (10я часть номинальных значений), толщина по краю-минимальное значение.

В результате получаем меридианальные радиусы.

194,38351

-142,768563

-547,469228

Приводим их в соответствии с ГОСТ с помощью программы НЕОС (вид работ перестройка).

194,54

-142,89

-547

Осевые расстояния 2,2; 1,7

Окончательный вариант аберраций.

0,043919-сферическая аберрация.

0,1064114-хроматизм.

0,0034229-кома.

Параксиальные характеристики.

F'=342,89506 D=17,1428 SF=-342,3469 D'=17,170244

SF'=340,96069 L=344,86069

5. ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Берем реальный окуляр и плоскопараллельную пластинку (призму) и реальный объектив



Рис. 6

1,51829-показатель преломления призмы К8

324,96070+16+12,19436=353,15506

SF'+|SF|=340,96+12,19436=353,15436

6. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Призма ПорроI

Рис. 7

D-основной конструктивный параметр

D/2=30,07/2=15,035



Определяем орты нормалей поверхностей призмы

Расчет аберраций оптической системы объектив+призма

Кома:

Поперечная сферическая: -0,00144791

Поперечная сферическая: 0,4368354-(-0,090335)=0,5271704

Суммирование аберраций (из объектив+призма сферич. аб. вычесть сфер. аб. окуляра в обратном ходе)

-0,00144791-(-0,00098706)=-0,0004609

хроматиз. об-в+призма сложить с хроматизмом обр.хода окуляра

0,5271704+(-0,1210603)=0,40610937

кома

-0,005259-0,0002875=-0,0055465

Расчет аберраций монокуляра.

Вводим показатели преломления.



Рис. 8

С помощью программы НЕОС получаем параксиальные характеристики

Рис. 9

Рис. 10

оптика окуляр призма аберрация

Рис. 11



Контрольные характеристики Триорта пространства изображений

Результаты расчета:

Суммирование аберраций объектив+призма и окуляр приводим в угловую меру.

-0,0004609:40=-0,0000115225 (рад)-сферичес.

-0,0055765:40=-0,0001386625 (рад) - кома

7 ВЫПУСК ЧЕРТЕЖА СЕТКИ

Расстояние между штрихами

Цена деления 0-0,5 дистанции

0-0,1=3,6'

0-0,5=18'



Световой диаметр сетки

Число штрихов

суммирование аберраций	сквозной расчет
		k				k
-0,00046	0,406109	-0,00554		-0,0000115		-0,000138



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Окуляры телескопических систем Н., 1989

2. Шульженко П.Ф. Справочник конструктора оптико-механических приборов / В.А. Панов, М.Я. Кругер Л., 1980 г.

3. Бегунов Б.Н., Заказнов Н.П. М., 1981 г.

Размещено на Allbest.ru