|
|
|
|
|
|
||
Объективы ОП образуют действительное изображение, но оно будет повернуто в двух плоскостях на I800. Для получения прямого изображения его необходимо развернуть в тех же плоскостях и на ту же величину. Для этой цели в оптической системе дополнительно устанавливаются оптические элементы, которые составляют так называемую оборачивающую систему. Оборачивающие системы могут состоять из силовых или отражательных элементов. Первые называются линзовыми оборачивающими системами, вторые призменными (зеркальными).
Линзовые оборачивающие системы состоят из одной или двух склеенных линз (компонентов). При применении линзовой оборачивающей системы длина оптической системы всегда увеличивается.
Рис. 3.2.1.4-1
Оборачивающая система характеризуется удлинением оптической системы L, равным L=-a+a', и линейным увеличением V, равным V = a?/a.
Однолинзовая оборачивающая система применяется в простейших случаях, когда требуется оборачивание действительного изображения с увеличением, близким к единице.
Оборачивающую систему выполняют в виде сложной линзы, склеенной из двух или трех простых линз. Недостатком однолинзовой системы является трудность юстировки и невозможность обеспечить заданное изменение увеличения вследствие нарушения параметров при изготовлении.
Двух линзовая оборачивающая система состоит из двух склеенных линз. Она наиболее распространена, чем однолинзовая, т.к. позволяет значительно лучше исправить аберрации всей трубы. Для облегчения сборки и юстировки между линзами предусматривают параллельный ход лучей, т. к. в этом случае расстояние между линзами не влияет на ее увеличение.
Рис. 3.2.1.4-2
Удлинение всей системы в этом случае будет L = f'1 + d + f'2 , где f'1 и f'2 - фокусные расстояния 1 и 2 линз соответственно, d - расстояние между линзами.
Увеличение оборачивающей системы V = f''1/ f'2.
Видимое увеличение всей телескопической системы будет 
, где f'об , f'ок - фокусные расстояния объектива и окуляра, соответственно, Vоб - линейное увеличение объектива.
Если удлинение большое, то оборачивающая система ведет к увеличению диаметра трубы ОП. Для устранения этого недостатка в систему устанавливают коллектив. Коллектив устанавливается за объективом в плоскости действительного изображения или вблизи ее, в этом случае коллектив представляет из себя простую положительную линзу и не влияет на характеристики всей системы, т.к. он не изменяет сходимости пучков лучей, а только пригибает их к оси благодаря чему появляется возможность уменьшения диаметра последующей за коллективом оптической системы.
Линзовые оборачивающие системе применяются в телескопических системах, если необходимо иметь большую длину трубы. Такая необходимость возникает в перископах, где часто устанавливают несколько оборачивающих систем (нечетное число). Кроме того, двух линзовая оборачивающая система с параллельным ходом лучей позволяет изменять длину оптической системы.
В ОП, где нежелательно удлинение системы или необходимо ее уменьшение, применяются призменные (зеркальные) оборачивающие системы, которые представляют систему призм или зеркал.
При отражении пучка света от плоской поверхности изображение будет поворачиваться в одной плоскости. В этом мы убеждаемся каждый раз, когда смотрим на собственное изображение в зеркале.
Для полного оборачивания изображения необходимо иметь минимум две отражающие поверхности, главные сечения которых расположены под прямым углом. Поэтому для оборачивания можно применить как отдельные призмы, так и системы призм. При этом призмы могут выполнять и другие функции. Чтобы отражающая грань призмы давала полное оборачивание, ее необходимо сделать крышеобразной.
Рис. 3.2.1.4-3
Угол между гранями крыши должен быть равен 90 ° . При отступлении от этой величины будет наблюдаться двоение изображения. Поэтому изготовление такой призмы представляет определенную технологическую трудность, т.к. допуск на угол крыши составляет 0,5 ё 2" и зависит от увеличения прибора, в системе которого установлена призма с крышей. Этот допуск можно подсчитать следующим образом:
e = 4nCos b D j ,
где e - угол двоения, b - угол между входной гранью и ребром крыши, D j - ошибка прямого угла крыши. Чтобы двоение не было заметно глазом, необходимо e = 60І / Г.
Так при Г = 10х и b = 450, D j = 1,5І ,
при Г = 20х и b = 450, D j = 0,75І .
В оптической системе ОП не рекомендуется иметь более одной крышеобразной призмы.
Наиболее простыми в изготовлении являются системы оборачивающих призм. Широко распространенными являются оборачивающие призменные системы Малафеева - Порро I и II рода. Первая состоит из двух прямоугольных призм, каждая из которых имеет две отражающие грани. Вторая - из трех призм, одна из которых имеет две отражающие грани, а две другие - по одной.
Рис. 3.2.1.4-4
Оборачивающая система Малафеева - Порро не изменяет направление входящего в нее пучка, а только смещает его в сторону. Длина хода луча в этой системе призм d = 4D, где D - максимальное сечение пучка света, проходящего через призму.
Оборачивающая система Малафеева - Порро широко применяется в небольших зрительных трубах и в биноклях.
Оборачивающие системы из призм и зеркал могут представлять и другие сочетания призм и зеркал, и это сочетание зависит от конструкции оптической системы прибора, а, стало быть, и от назначения прибора и условий, в которых он применяется.