Габаритний розрахунок монокуляра з вибором оптичної схеми об'єктива та окуляра, Розрахунок параметрів об'єктива і окуляра - Огляд оптичних схем монокулярів
Вихідними даними для габаритного розрахунку монокулярів є такі параметри
Видиме (кутове) збільшення Г=10Х
Кут поля зору в просторі предметів 2щ=4?
Діаметер вихідної зіниці D=2,5мм
Довжина системи без врахування переносу зображення призмою L=225мм
Роздільна здатність системи в просторі предметів ш=6 кутових секунд
Віддаленя вихідної зіниці від останньої поверхі окуляра t=14мм
Допустимий коефіціент вінетування ?Щ=0,5.
В результаті розрахунку знаходяться фокусні відстані об'єктива і окуляра.
Розрахунок параметрів об'єктива і окуляра
Використовуючи систему рівнянь:
(1)
Знаходимо фокусну відстань окуляра
FОк===25мм (2)
Отримане значення округлюють до значення найближчого з ряду 20,25,30,35,40,45,50. Таким чином фокусна відстань окуляра має значення 30мм
Розраховуєм фокусну відстань об'єктиву
FОб=-Г -fОк=-(-10)- 25=250мм (3)
Розраховуємо кут поля зору окуляра за формулою:
2щ=2arctg(?Г?- tgщ)=2arctg(?10?-tg(1?))=38? (4)
Діаметр вхідної зіниці системи:
D вх..зін=DВих. зін-?Г?=2,5-10=25 (5)
Габарити призми визначаться найбільшим із діаметрів світлового пучка D на вхідній або вихідній гранях, який призма повинна пропустити через себе без віньєтування. В довідникових матеріалах всі розміри призм виражаються через D. Тому першочерговою задачею габаритного розрахунку призм є знаходження величини D з урахуванням типу призми, її положення і геометричних параметрів світлових пучків між об'єктивом і окуляром.
Величину D зручно визначати, використовуючи приведену розгортку відбиваючої призми. Приведеною розгорткою називають плоско паралельну пластину товщиною dP По осі, де d - осьова розгортка призми; n - показник заломлення скла для основної довжини хвилі.
Ця розгортка дозволяє не враховувати заломлення променів на гранях оскільки діаметр пучка на вихідній грані приведеної розгортки є таким же, як і на вихідній грані реальної призми.
Щоб визначити D, необхідно розглянути в меридіональній площині проходження через приведену розгортку призми двох пучків променів. Один із них є паралельним оптичній осі і заповнює всю вхідну зіницю системи, другий - заповнює лише частину отвору зіниці у відповідності з допустимим коефіцієнтом віньєтування kщ і потрапляє в зіницю під кутом щ
Рисунок 14. До розрахунку габаритів призми
Як видно з рисунку 14, перший пучок променів має більший на вихідній грані призми:
D1=2-h1
Другий пучок в залежності від свого нахилу і збіжності може мати більший діаметр на вихідній або на вихідній гранях. Тому необхідно проводити розрахунок крайнього (верхнього) променя цього пучка через обидві грані призми, тобто знайти висоти Н1,і Н2.
Величина визначаться вибором більшого з трьох значень 2h1,2H1,2H2
Порядок габаритного розрахунку призми
Розраховується e1
Розраховується h1
Розраховується H1,H2
ВизначаєтьсяD
Розраховуються всі габаритні розміри призм.
Знаходимо відстань між вихідною граню призми і заднім фокусом обектива:
E2===9,375мм,
Де D=10...20.
Висота h1 розраховується за допомогою формул кутів і висот нульового променя, що проходить через систему, задану компонентами:
Де ?К ?К+1- кут нульового променя до і після k-го компонента, hK, hK+1- висота нульового променя на головних площинах k-го компонента, dK - відстань між k-тим і (k+1)-м компонентами ФК - оптична сила k-го компонента. Наведена формула справедлива для системи, всі компоненти якої знаходиться в повітрі.
Враховуючи, що tg?1=0, висота променя на вході в систему дорівнює m. Оскільки e1=fОб --e2;Ф1=; d=D-k=2h-k, де m=DВх. зін,k=,то маємо робочу формулу:
H1===0,669мм.
Перед розрахунком Н1,Або Н2 необхідно розрахувати tgи2.Якщо tgи2 ? 0, то крайній верхній промінь похилого пучка направляється вниз або е паралельним оптичній осі. Тоді висоти цього променя Н1?Н2 І для визначення й достатньо розрахувати тільки Н1. Якщо tgи2 ?0, то крайній верхній промінь направляється вверх. Н1?Н2. Таким чином, достатньо розрахувати тільки Н2. Величина розраховується за формулою:
Tgи2=tgщ+(m-kЩ+t-tgЩ)-=tg(1?)=(12.5-0.5+0-tg(1?))-=0.0425
Де щ половина кута поля зору (підставляється в формулу в формулу з від'ємним знаком, оскільки промінь що розглядається рухається з низу в верх);
KЩ коефіцієнт допустимого віньєтування
У випадку, коли вхідна зіниця співпадає з тонким обективом (t=0) Маемо:
Tgи2=tgщ+
Висота Н2 розраховується як різниця відповідних вертикальних відрізків в фокальній площині об'єктива:
Величина D визначається шляхом вибору найбільшого із значень висот h1 H1 і H2 з наступним помноженням вибраного значення на 2:
D=2-max(h1 H1 і H2)
Порівнюючи висоти h1,Н2 робимо висновок, що:
D=2-H2=2-(-3.9766)=7,97532мм
Для розрахунку габаритних розмірів призми до знайденого значення D додати припуск на кріплення (До декількох міліметрів), округлити це значення до найближчого із нормального ряду чисел(ГОСТ 6636-69).
Отримане нове значення D далі використовується для розрахунку габаритних призми.
Рисунок 15
Виконуємо розрахунок розмірів призми:
A=D a=10
C=2-D C=2-10мм
C1=2.618-D C1=2.618-10=26.18мм,
M=0.357-D m=.0357-10=3.57мм,
D=4,535-D d=4,535-10=45.35мм,
R=.05-D R=0.5-10=5мм
L=0.5-D l=0.5-10=5мм
Розрахунок діаметра польової діафрагми
Промені з подвійною стрілкою (рис 2.1) повинні перетинатися на краю отвору польової діафрагми. Тому діаметр польової діафрагми дорівнює:
DП. Д=2-fОб-?tgщ?=2-250-?tg(1?)?=8,7мм
Вибір окуляра
Для вибору окуляру скористаємося таблицею 1.
Відповідно до цієї таблиці, параметрам 2щ=38? і t/fОк=14/25=0,56 в найбільшій мірі відповідає Симетричний окуляр. Вибираємо симетричний окуляр.
Таблиця 1. Параметри окулярів ЗТ
Таблиця 2. Конструктивні параметри Семитричного окуляра.
№ поверхні |
Радіуси кривизни, мм |
Осьові відстані, мм |
Показники заломлення |
1,0 | |||
1 |
68,68 | ||
1,5 |
1,620539 | ||
2 |
21,01 | ||
7,5 |
1,518296 | ||
3 |
-30,50 | ||
0,1 |
0,1 | ||
4 |
30,58 | ||
7,5 |
1,518296 | ||
5 |
-21,01 | ||
1,5 |
1,620539 | ||
6 |
-68,86 | ||
1,0 |
Параксіальні характеристики Симетричного окуляра
F, мм |
S'F,Мм |
SF,Мм |
24,97236 |
18,82957 |
-18,82957 |
Так як табличне значення задньої фокусної відстані f ' Симетричного окуляра 24,97236 мм, а розрахункове значення тієї ж відстані рівне 25, то значення коефіцієнта масштабування окуляра дорівнює
=1.
Далі уточнюємо відалення вихідної зіниці:
T'= =18,82957+
Де z0=f'+t - відстань від попереднього фокусу об'єктива до вихідної зіниці; - повздовжня аберація в зіницях (при великих кутах нахилу головного променя може досягти -2...-3мм).
Як бачимо, величина t 'перевищує задану величину, значить окуляр вибрано правильно.
Вибір об'єктива
Об'єктив вибирається по двом параметрам:куту поля зору та відносному отвору. Значення відносного отвору обчислюють за формулою:
А===1:10
Похожие статьи
-
Телескопічний окуляр зіниця зоровий труба Основні схеми Кеплера і Галілея Оптичні системи, призначені для спостереження далеких предметів, називаються...
-
Аналіз призмових обертаючих систем - Огляд оптичних схем монокулярів
Призмова обертаюча система являє собою одиночну призму в якій одна з відбиваючих граней виконана у вигляді даху. Для повного обертання зображення...
-
Окуляри телескопічних систем - Огляд оптичних схем монокулярів
Окуляр - оптична система розташована безпосередньо перед оком і призначена для розглядання зображення утвореного оптичною системою. Він має вхідне і...
-
Об'єктиви телескопічних систем - Огляд оптичних схем монокулярів
У більшості випадків об'єктиви телескопічних систем мають порівняно великі фокусні відстані. Чим більше фокусна відстань об'єктиву, а отже, і збільшення...
-
Блок-схема, представленная на Рис.2. 2 в предыдущем разделе, подходит для описания алгоритма подбора величины импульса. Как было замечено ранее, чтобы...
-
Для каждого масштаба сетки распознаются все 37 категорий, определяется их параметр сходства и средний параметр сходства для всех 37 категорий, что...
-
Випромінювання земних дистанційний зондування Актуальність теми. Для розв'язання задач вивчення природних ресурсів, прогнозування погодних умов,...
-
В результаті дисертаційних досліджень вирішено важливу наукову задачу розробки і дослідження методів підвищення точності оцінок параметрів поверхонь при...
-
У Вступі обгрунтовується актуальність задачі підвищення точності оцінювання параметрів та статистичних характеристик земних покривів в активних, пасивних...
-
Схема и устройство оптических телескопов - Современная астрофизика
После того как в 1609 году Галилей впервые направил на небо телескоп, возможности астрономических наблюдений возросли в очень сильной степени. Этот год...
-
Путь, описываемый космическим аппаратом в пространстве наз. траекторией. Прямолинейные траектории. Если начальная скорость равна нулю, то тело начинает...
-
Спектрограф установлен в фокусе Нэсмита телескопа БТА, эквивалентное фокусное расстояние 186 м (F/31). Предщелевая часть спектрографа размещена на 4-м...
-
В розділі досліджується можливість збагачення міжгалактичного газу важкими елементами за рахунок постачання їх галактиками на ранніх етапах галактичної...
-
ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ - Фотометрія та поляриметрія затемнюваних систем, що містять субгіганти
У Вступі розглянута актуальність теми, сформульовані задачі та мета, зазначені новизна отриманих результатів, їх апробація, наведено список публікацій...
-
В розділі розглянуто хімічну еволюцію підсистем диску Галактики. Сучасні дослідження кінематики та віку зоряного населення диску нашої Галактики...
-
Близнецы - Созвездия и яркие звезды
Яркие звезды Кастор ("кучер", ? Gem) и Поллукс ("кулачный боец", ? Gem), отстоящие друг от друга на 4,5 градуса, представляют головы человеческих...
-
Давление света В этом главе мы выведем формулу для возмущающего ускорения, вызываемого действием светового давления на спутник. Сначала мы предположим,...
-
Параболическое движение, Прямолинейное движение - Математическое моделирование движения небесных тел
(p = 0, e = 1) Уравнение параболической орбиты записывают в видеp r = 1 + cos v (1.80) Где величина определяет расстояние от центра притяжения M0 до...
-
Для моделирования движения КА на гало-орбите был разработан сценарий в пакете GMAT. Он позволяет моделировать движение КА по ограниченной орбите с...
-
Представим возмущающую функцию в следующем виде: (6.2.1) Где (6.2.2) (6.2.3) В формулах (6.2.1) и (6.2.2) первые строчки соответствуют четным h -- q, а...
-
Сводка формул для возмущений - Движение искусственного спутника Земли в нецентральном поле тяготения
Приведем окончательные формулы для возмущений элементов промежуточной орбиты. Поскольку v отличается от только периодическими членами порядка и, то с...
-
Рассмотрим, наконец, общую схему вычисления возмущенных координат спутника. Элементы орбиты. Примем за основную систему произвольных постоянных теории...
-
Для моделирования движения КА на гало-орбите был разработан сценарий в пакете GMAT. Он позволяет моделировать движение КА по ограниченной орбите с...
-
Пограничные области, Сравнительная таблица основных параметров планет - Солнечная система
См. также: Вулканоиды и Немезида (звезда) Большая часть нашей Солнечной системы все еще неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает...
-
Зона полезного груза РН Для выведения данной ПН выбран РН Ангара - 3(А3), как самый оптимальный РН. Чертеж РН выполнен в среде КОМПАС-3D. Построение...
-
Звезды, самосветящиеся небесные тела, состоящие из раскаленных газов, по своей природе сходные с Солнцем. Солнце кажется несравненно больше звезды только...
-
Параметры полета, История запуска - Первый спутник Земли
* Начало полета -- 4 октября 1957 в 19:28:34 по Гринвичу * Окончание полета -- 4 января 1958 * Масса аппарата -- 83,6 кг; * Максимальный диаметр -- 0,58...
-
Об изменении параметров солнечного ветра с расстоянием от солнца. - Солнечный ветер
Изменение скорости солнечного ветра с расстоянием от Солнца определяется двумя силами: силой солнечной гравитации и силой, связанной с изменением...
-
Параметры планеты - Планета Нептун
Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет 0, 009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30, 058 раз...
-
Схема лунного затмения, Фазы лунного затмения - Солнечное затмение
Лумнное затмемние -- затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землей. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км...
-
Если предположить, что закон всемирного тяготения постоянен в любой части нашей галактики, то, возможно, измерить массу двойных звезд исходя из законов...
-
Схема и устройство оптических телескопов - Оптическая астрономия
После того как в 1609 году Галилей впервые направил на небо телескоп, возможности астрономических наблюдений возросли в очень сильной степени. Этот год...
-
Расчет направления устойчивости производился для 244 плоских орбит Ляпунова, имеющих следующие начальные координаты: - X = X0 км, -1200000?...
-
Как было сказано в предыдущем разделе, для длительного удержания КА на гало-орбите требуется, чтобы коэффициент перед возрастающей компонентой равнялся...
-
Структура солнечной системы, Общие сведения о планетах - Структура Солнечной системы
Задача №10. Оценить отношение моментов импульса, связанных с вращением Юпитера вокруг Солнца и Солнца вокруг своей оси (табличные данные см. в Приложении...
-
Міжнародна співпраця - Космонавтика України
В силу історичних обставин Україна в космічній сфері постійно змушена кооперуватися з світовим співтовариством. Часом це гальмує її розвиток, але...
-
Алгоритм подбора начальной скорости и величины корректирующего импульса Описанные алгоритмы были реализованы в программе GMAT (General Mission Analysis...
-
Про пошуки життя за межами Землі
Про пошуки життя за межами Землі Попри недостатність надійної інформації, людство завжди замислювалось над таємницею походження життя і Всесвіту. Кожна...
-
Коррекция траектории МКА - Исследование движения центра масс малого космического аппарата (МКА)
Существующие ограничения на точки старта РН и зоны падения отработавших ступеней РН, а также ошибки выведения не позволяют сразу же после пуска...
-
Определение затрат труда - Исследование движения центра масс малого космического аппарата (МКА)
Первым шагом при определении себестоимости программного комплекса является расчет трудоемкости создания и внедрения. Расчет производится по методике,...
Габаритний розрахунок монокуляра з вибором оптичної схеми об'єктива та окуляра, Розрахунок параметрів об'єктива і окуляра - Огляд оптичних схем монокулярів