7.7. Телескопические системы со скачкообразной переменной увеличения
Невозможно изготовить зрительную трубу, обладающую одновременно большим увеличением и большим полем зрения. Поэтому в военных приборах, где необходимо и то и другое, приходится прибегать к устройствам, позволяющим быстро менять увеличение и угол поля зрения зрительной трубы, не отрывая глаза от окуляра.
Различают две группы оптических устройств для перемены увеличения: устройства со скачкообразным переменой увеличения и панкратики.
Системы для скачкообразной перемены увеличения бывают трех видов: а). системы, в которых перемена увеличения достигается сменой одного из компонентов; б). системы, в которых перемена увеличения производится поворотом телескопической системы на 180О и 90О вокруг оси, перпендикулярной оптической оси; в). системы, в которых перемена увеличения выполняется перемещением одного или нескольких компонентов вдоль оптической оси.
Устройства для перемены увеличения первого рода основаны на зависимости увеличения сложной зрительной трубы от фокусных расстояний четырех ее компонентов:
Заменив один из компонентов системой с другим фокусным расстоянием, мы изменим при этом увеличение .
В качестве примера решения этой задачи рассмотрим конструкцию верхней головки перископа итальянской фирмы «Офичине Галилео» (рис. 7.7.1).
Рис. 7.7.1
Длиннофокусный объектив 2 служит в то же время и защитным стеклом; прямоугольная призма 2 изменяет направление луча света. Изображение далекого предмета лежит на коллективе 6 . Плоское зеркало 4 находится при этом в вертикальном положении. Когда зеркало повернуто на 45О вокруг оси 3, действует короткофокусный объектив 5. Изображение далекого предмета образуется на коллективе 6 в том же месте.
На следующем чертеже приведена схема оптики половины стереотрубы (рис. 7.7.2).
Рис. 7.7.2
Защитное стекло – 1, концевой отражатель – 2, объектив – 3, коллектив – 4, первые сменные линзы 5 и 7 оборачивающей системы, вал для смены линз – 6, вторая линза оборачивающей системы - 8, призма – 9, центрального мостика, призма-ромб – 10, сетка – 11, и марка – 12.
Широкое применение получил второй вид перемены увеличения при помощи вращающей трубке Галилея (рис. 7.7.3).
Рис. 7.7.3
1- сферический защитный колпак, 2- собирающая линза, 3- призма – куб, линзы 4 и 5 составляют телескопическую трубку Галилея и заключены в общую оправу, которая внутри корпуса может поворачиваться на 180О вокруг оси, 6- объектив перископа.
При первом положении трубки Галилея перископ имеет большое увеличение - Б .Пусть при этом видимое увеличение трубки Галилея будет 1 , а увеличение всей остальной части перископа - 2 - тогда,
После поворота на 180О трубки Галилея ее увеличение будет равно 1/1, авесь перископ будет иметь малое увеличение М
Из этих выражений можно найти увеличения 1 и 2
; 
и
; 
Глава 8. Методы компьютерной оптики
Введение
Термин "компьютерная оптика" является относительно новым и не приобрел еще строгого определения. Разные авторы очень часто вкладывают в него различное содержание. Можно сказать, что в самом широком смысле слова "компьютерная оптика" - это компьютеры в оптике и оптика в компьютерах. Сюда относятся численные решения задач дифракции и фокусировки излучения, автоматизированное проектирование и гибкое автоматизированное производство оптических систем, обработка изображений, оптический вычислительный эксперимент, оптические процессоры и запоминающие устройства, цифровая голография.
Очень часто формулировка предмета компьютерной оптики как научного направления сужается и в нее вкладывается более конкретный смысл. При этом считается, что компьютерная оптика - это получение на основе применения ЭВМ оптических элементов, осуществляющих требуемое преобразование волновых полей. Именно на такую направленность компьютерной оптики и сориентирован, в основном, материал настоящей главы.
Компьютерная оптика возникла на стыке физической оптики и информатики и стала формироваться как новое научное направление, объединяющее теорию, методы и технические средства обработки оптических сигналов с использованием ЭВМ, и отражающее тот факт, что современная оптика и оптические приборы становятся все в большей степени цифровыми.
Какие качественно новые свойства придают компьютеры оптическим системам? Главных свойств два. Во-первых, это способность к адаптации и гибкость в перенастройке. Благодаря тому, что компьютер способен перестраивать структуру обработки сигнала без перестройки своей физической структуры, он является идеальным средством адаптивной обработки оптических сигналов и быстрой перестройки ее на решение разных задач. Здесь речь идет прежде всего об информационной адаптации. Заметим попутно, что эта способность ЭВМ к адаптации и перестройке нашла также применение в активной и адаптивной оптике для управления световыми пучками как переносчиками энергии.
Во-вторых, это простота и естественность получения и переработки количественной информации, содержащейся в оптических сигналах, соединение оптических систем с другими информационными системами. Цифровой сигнал, представляющий в компьютере оптический сигнал,- это переносимая оптическим сигналом информация, так сказать, в чистом виде, лишенная своей физической оболочки.
Благодаря универсальному характеру цифровой сигнал представляет собой идеальное средство объединения различных информационных систем. Теоретической базой компьютерной оптики являются теории информации, цифровой обработки сигналов, статистических решений, теория систем и преобразований в оптике.