Товары не выбраны

АСТИГМАТИЗМ

Астигматизмом называется явление, которое заключается в том, что лучи одного и того же пучка, идущие по отношению друг к другу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, после преломления в оптической системе не собираются в одну точку, а образуют две точки схода.

В точку С направляется главный луч, под углом к оптической оси (рис. 39). Рассмотрим условия преломления лучей, как бы выделяемых крестообразной диафрагмой. Одни лучи, в меридиональной плоскости, падают на элементарную площадку по меридиану mm, а другие, в сагиттальной плоскости, падают на параллель ss.

Так как кривизны по параллели и меридиану различны, то и преломление лучей различно. Сагиттальные лучи образуют точку схода P'_s. В этом месте изображение представлено в виде вертикальной линии или овала. Меридиональные лучи пересекаются в точке Р'_m. Здесь изображение имеет вид линии или овала, расположенного горизонтально. Астигматизм в изображении проявляется в том, что вертикальные и горизонтальные элементы изображаются различно, а точка стремится изобразится в виде линии, а практически - в виде овала.

Расстояние между точками схода меридиональных и сагиттальных лучей Δ_α называется астигматической разностью. Астигматическая разность является мерой астигматизма.

Для пучка лучей, идущего из точки на оси оптической системы, астигматизм отсутствует, так как в обоих направлениях кривизны поверхностей одинаковы. Наличие астигматизма в центре поля указывает на нарушение центрированности оптической системы. С этим явлением приходится встречаться в практике сборки оптических деталей приборов.

Для определения астигматизма в реальной оптической системе производят вычисление меридиональных и сагиттальных лучей, идущих бесконечно близко к главному лучу. Результат вычисления представляется в виде кратчайших расстояний точек фокусов меридиональных х'_т и сагиттальных x'_s лучей от плоскости изображения. Найденные значения х'_т и x'_s позволяют построить характеристические кривые астигматизма, указывающие сечения фокальных поверхностей.

На рис. 40 показаны характерные для фотографических объективов кривые астигматизма объектива "Орто-Ниар" f'=180 мм; 1:7,7; 2ω=58°, для положения предмета в бесконечности. Эта кривые показывают расположение фокальных поверхностей и указывают на отступление от плоского изображения.

Посередине между сагиттальной и меридиональной фокальными поверхностями располагается поверхность, в которой пятна рассеяния имеют наименьшую абсолютную величину. Такая усредненная поверхность определяет поверхность изображения и называется кривизной поля. Она указывает степень отступления фокальной поверхности от плоскости. Наличие кривизны поля показывает, что изображение образуется не на плоскости, а на некоторой кривой поверхности. Исправление астигматизма и кривизны поля имеет наибольшее значение для фотографических и проекционных систем, в которых изображение фиксируется или рассматривается на плоскости.

Для визуальных систем кривизна поля имеет меньшее значение, так как глаз человека, обладая способностью аккомодации, может последовательно осматривать различные участки поля изображения.

В параллельных пучках лучей астигматизм оценивается в диоптриях:

где f' - фокусное расстояние окуляра, а х'_ти х'_s - суммарные аберрации всей оптической системы в передней фокальной плоскости окуляра. Практика показывает, что для визуальных систем изображение остается хорошим, если L_m, L_s и разность между ними не превосходит двух диоптрий. Оптическая система, свободная от астигматизма, называется анастигматом.