4.1.8.6 Призменный бинокль

Состоит из двух одинаковых призменных модуляторов. Оптическая система каждой трубки содержит ахроматический объектив 1, оборачивающую призменную систему Порро первого рода 2 и окуляр 4. Прямоугольные призмы оборачивающей системы установлены на специальных пластинках, таким образом, что ребра их прямых углов взаимно перпендикулярны.

Такая система призм дает полное оборачивающее изображение и не изменяет направление визирной оси. В фокальной плоскости

объектива, за оборачивающими призмами получается прямое изображение

п редмета рассматриваемого через окуляр. В правой трубке бинокля в этой плоскости помещается измерительная сетка 3 с делениями по горизонтали и вертикали. В качестве окуляра используется окуляр Кельнера.

Рисунок 74. Оптическая схема бинокля

Для установки бинокля по глазам наблюдателя окуляры имеют

диоптрическую подвижку в пределах 5 дптр. в обе стороны. Трубки бинокля соединены на одной шарнирной оси, которая обеспечивает параллельность оптических осей. Вращением трубок вокруг оси можно изменять расстояние осями окуляра. Входной зрачок и увеличение характеризуют тип бинокля, например бинокль 6×30 имеет увеличение 6 крат и диаметр входного зрачка, которым является объектив 30 мм, диаметр выходного зрачка 5 мм, его удаление около 11 мм, f′об=120 м, f′ок=20 мм.

4.2 Осветительные и проекционные системы

4.2.1 Виды осветительных систем и их характеристики

Осветительная система предназначена для создания необходимой освещенности предмета, рассматриваемого или проецируемого оптическим прибором. Она должна собрать максимально возможную часть общего светового потока, даваемого источником света, обеспечить ему требуемое направление. В данном курсе мы рассмотрим лишь основные аспекты, более подробно осветительные системы и методы их расчёта будут рассмотрены в курсе «Осветительных установок».

Для освещения предметов конечных размеров используются следующие три схемы:

• освещаемый предмет находится в бесконечности; источник света расположен в передней фокальной плоскости осветительной оптической системы, которую в этом случае называют коллиматором или прожектором;

• оптическая система проецирует источник света непосредственно на освещаемый предмет- конденсоры;

• осветительная система образует изображение источника в плоскости входного зрачка последующей оптической системы- проекционные системы.

4.2.1.1 Прожекторы.

Для освещения удаленных предметов, а также для оптической сигнализации служат прожекторы. Прожектор состоит из источника света, лучи от которого с помощью оптической системы собираются к направляются в пределах сравнительно небольшого телесного угла (рис.75).

Основными оптическими характеристиками прожектора являются:

• сила света,

• коэффициент усиления,

• угол рассеяния и

• дистанция оформления пучка.

Оптические системы прожекторов могут быть зеркальными, зеркально-линзовыми и линзовыми. Зеркальная система представляет собой сферическое или параболоидное зеркало с наружным отражающим покрытием. Примером зеркально-линзового прожектора является зеркало Манжена (рис 75, а), для которого r1 = f' и r2 = 1,5f' при п = 1,5.

Рисунок 75. Оптические системы прожекторов

а) зеркало Манжена б) линза Френеля.

Сечение кольцевой линзы Френеля (рис 75, б). В центре линзы кольца, наружные поверхности которых являются частями тороидальных поверхностей. По краям линзы - кольца, где помимо преломления происходит полное внутреннее отражение.

Линза Френеля - сложная составная линза, применяемая в маячных и сигнальных фонарях. Предложена О.Ж.Френелем. Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферическими или иными поверхностями, как обычные линзы, а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колод небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля . Эта конструкция обеспечивает малость толщины (а следовательно, и веса) линзы Френеля даже при большом угле охвата. Сечения колец таковы, что сферическая аберрация линзы Френеля невелика, и лучи света от точечного источника S, помещенного в фокусе F линзы Френеля, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых линзах Френеля).

Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые линзы Френеля представляют собой систему, получаемую вращением изображенного на профиля вокруг оптической оси SO, они направляют световой поток в каком-либо одном направлении. Поясные линзы Френеля получают вращением этого же профиля вокруг оси АSА', перпендикулярной SO; они посылают свет от источника по всем горизонтальным направлениям. Диаметр линзы Френеля от 10-20 см до нескольких метров.