Обєктив телескопа

Об’єктивом називається оптична система чи її частина, що служить для одержання дійсного зображення предмета. Об’єктив — це основна частина оптичного приладу, від його якості залежить якість оптичної системи в цілому. Тому при конструюванні об’єктивів повинна бути приділена особлива увага забезпеченню якісного монтажу і збереженню сталості взаємного розташування елементів об’єктива в процесі експлуатації.

За схемою оптики всі об’єктиви можна розбити на три типи:

1) лінзові;

2) дзеркальні;

3) дзеркально-лінзові.

За призначенням об’єктиви розділяють на три основні групи:

1) об’єктиви телескопічних систем;

2) об’єктиви фотографічні;

3) об’єктиви мікроскопів.

Група об’єктивів телескопічних приладів включає всі три типи об’єктивів. Дві інші групи, як правило, бувають лінзовими і, значно рідше, дзеркально-лінзовими.

Телескопічні системи широко застосовуються в приладах і інструментах. Вони є основною частиною різних геодезичних, астрономічних, військових (прицільних, спостережливих кутомірних і далекомірних) і лабораторних приладів. У зв’язку з цим до об’єктивів телескопічних приладів можуть пред’являтися різні вимоги, який необхідно враховувати при конструюванні.

Об’єктиви телескопічних систем, як правило, складаються з двох лінз, склеєних чи розділених повітряним проміжком. У системах, до яких пред’являються особливі вимоги до якості зображення (астрономічні інструменти), застосовують дзеркально-лінзові чи дзеркальні (з асферичними дзеркалами) об’єктиви.

Найбільш проста конструкція об’єктивів телескопічних систем застосовується в зорових трубах різних приладів. Вони являють собою оправу, у якій закріплена склеєна лінза. Кріплення склеєної лінзи може бути здійснено різними способами і залежить від розмірів оптичних деталей і призначення приладу. При великих діаметрах лінз, коли склейка неможлива, лінзи розділяють одна від іншої трьома тонкими прокладками з фольги товщиною 0,08-0,1 мм, розташованими під кутом 120° за межами світлового діаметра.

Кріплення об’єктива в тубусі приладу при відсутності вимоги до його центровки звичайно здійснюють на різьбленні. Однак внаслідок виробничих допусків на виготовлення оптичних і механічних деталей фокальна площина об’єктива не збігається з площиною сітки. Тому найпростіші об’єктиви застосовують у приладах, де фокусування об’єктива і його точну центрировку роблять за рахунок інших елементів системи, наприклад, шляхом переміщення сітки уздовж осі системи й у площині зображення.

У системах, де сітка в приладі закріплюється наглухо і не може переміщатися уздовж осі у площині зображення, при роботі з приладом і при зборці (багато прицільних приладів, автоколимаційні трубки) виникає необхідність фокусування об’єктива при зборці для того, щоб сполучити його фокальну площину з площиною сітки. Для цієї мети в конструкції приладу варто передбачати можливість переміщення об’єктива в трубі приладу з наступною надійною його фіксацією. Як пристрій для фокусування може бути використане різьблення на оправі об’єктива (рис. 1, а).

clip_image002

Рисунок 1. Пристрої для фокусування об’єктива телескопічних систем: а — різьбленням оправи; б — підрізуванням оправи; у — котирувальним кільцем; м — прокладками

Можливо також виконання підрізування оправи (рис. 1, б), застосування котирувального кільця (рис. 1, в) чи набору прокладок (рис. 1, г). При фокусуванні із застосуванням юстировочного кільця виконують його підрізування, а при використанні прокладок їх набирають до необхідної товщини. Для виконання підрізування оправи або юстировочного кільця в їх конструкції повинні бути передбачені відповідні допуски.

У деяких телескопічних системах, наприклад далекомірах, потрібно виконувати точне фокусування об’єктива. Для цієї мети застосовується пристрій для точного переміщення об’єктива уздовж оптичної осі системи (рис. 2), що складається з різьбових кілець 1 і 5. Різьбове кільце 1 може переміщатися по внутрішньому різьбленню тубуса 2 системи. Для можливості переміщення кільця 1 у тубусі 2 мається проріз, а в кільці — отвори під ключ. Різьбове кільце 1 через проміжне кільце 3 зв’язано з оправою 4 об’єктива. Фокусування за допомогою цього пристрою виконується одночасним’ обертанням кільця 1 і кільця 5, що переміщаються по внутрішнім і зовнішнім різьбленнях тубуса 2 і викликають переміщення оправи об’єктива.
clip_image004
Рисунок 2. Обєктив с точ­ним фокусуванням

1 и 5 — різьбове кільце;2 — тубус; 3 — проміжне кільце; 4 — оправа обєктива

В бінокулярних приладах для одержання стереоефекта і зменшення стомлюваності спостерігача необхідно, щоб права і ліва труби мали однакове збільшення. Однак через те, що фокусні відстані лінз у виробництві виконуються з допуском ±2 %, рівні фокусні відстані і, отже, рівні збільшення в правій і лівій трубах можуть бути отримані тільки шляхом регулювання. Для цієї мети дволінзовий об’єктив роблять з повітряним проміжком, який можна змінювати в процесі юстировки приладу і тим самим регулювати фокусну відстань об’єктива (рис. 3), компенсуючи помилки, що входять до його складу.

Конструктивно такий об’єктив складається з двох оправ, вста­новлених в корпусі 5: оправи 3 — із додатньою лінзою та оправи 6 — з відємною. Відстань між оправами регулюють розпорним кільцем 4, яке, переміщуючись по різьбі одної із оправ дозволяє зближувати або роздвигати лінзи, змінюючи тим самим повітряний проміжок між ними.
clip_image006

Рис. 3 Об’єктив з регулюванням фокусної відстані: 1 – закріплювальне кільце;2 – шпонка;

Конструкція, наведена на рис. 3, дозволяє після регулювання фокусної відстані об’єктива робити фокусування, зміщуючи його блок уздовж осі шляхом переміщення по різьбленню корпуса 5 закріпних кілець 1.

При конструюванні бінокулярних приладів необхідно враховувати, що за рахунок додавання допусків на виготовлення деталей і помилок при виконанні зборки виникає непаралельність візирних осей правої і лівий зорових труб, у той час як для нормальної роботи приладу осі повинні бути між собою рівнобіжні. Усунення непаралельності візирних осей може бути здійснено застосуванням об’єктивів з ексцентричною оправою 1 (рис.4, а, б), що встановлена в ексцентричну втулку 3. При одночасному обертанні оправи 1 і втулки 3 виробляється необхідний зсув об’єктива.

Ексцентриситет оправи і втулки роблять звичайно 0,5-1 мм, більше його робити не рекомендується, оскільки сумарний ексцентриситет, рівний 1-2 мм, цілком достатній для виправлення непаралельності.

clip_image008

Рис. 4. Об’єктив в ексцентричній оправі:

а — із кріпленням різьбовим кільцем; б — із кріпленням накладним кільцем: / — оправа; 2-склеєна лінза; 3 — ексцентрична втулка; 4 — корпус; 5 — різьбове кільце; б-декоративна втулка; 7 — накладне кільце

Крім бінокулярних приладів об’єктиви в ексцентричних оправах застосовують у деяких прицільних приладах для суміщення візирної і геометричної осей труби.

Телеоб’єктиви в телескопічних системах (рис.5) застосовують для скорочення довжини труби, що дуже важливо в геодезичних інструментах, оскільки в них для одержання великих збільшень використовують об’єктиви з великою фокусною відстанню. Другою і дуже важливою перевагою телеоб’єктива в зоровій трубі є відсутність рухливого окулярного коліна. Фокусування об’єктива в цьому випадку роблять переміщенням розсіювальної лінзи, що у цьому випадку виконує роль фокусуючого елемента, а візирна вісь зорової труби при фокусуванні зберігає постійне положення.

При конструюванні зорових труб з телеоб’єктивами варто звертати увагу на центровку компонентів телеоб’єктива. Для забезпечення легкої і плавної ходи довжина оправи фокусуючого елемента повинна бути не менш двох її діаметрів.

Пристрій для переміщення фокусуючого елемента телеоб’єктива може бути виконано різними способами. При значних переміщеннях фокусуючого елемента для його переміщення може бути використане кремальєра або ходове різьблення.

При незначних переміщеннях фокусуючого елемента для його переміщення може бути застосований маховичок 4 (див. рис.5), що вільно обертається на осі 5, укріпленої на приливі корпуса зорової труби. На маховичке установлюють ведучий палець 6, що крізь паз у тубусі 1 входить в отвір в оправі фокусуючого елемента 3. Паз у корпусі виконується по дузі окружності із середнім радіусом, рівним радіусу установки пальця 6 на маховичке 4. Кут паза більше 120° робити не слід, оскільки при великих значеннях кута на початку і кінці руху на маховичке будуть виникати значні зусилля, що можуть привести до поломок механізму.

clip_image009

Рисунок 5. Телеоб’єктив зорової труби: 1 — корпус зорової труби; 2 — позитивний компонент об’єктива (телепозитив) в оправі; 3 — оправа з негативною лінзою (телспегатив); 4 — фокууючий маховичок; 5 — вісь; б — ведучий палець

Оставьте комментарий к статье