ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕВЕРСИВНОГО ТЕЛЕОБЪЕКТИВА
Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №19(286)
Рубрика: Технические науки
Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №19(286)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕВЕРСИВНОГО ТЕЛЕОБЪЕКТИВА
В современных условиях повышенного риска, актуальной задачей является разработка оптических систем видеонаблюдения, в частности объективов с вынесенным зрачком для обеспечения скрытой съемки. Такие объективы обладают миниатюрной конструкцией и апертурной диафрагмой, располагающейся в плоскости предметов, что позволяет установить маскирующую диафрагму на объектив.
Расчет реверсивного телеобъектива производился для следующих параметров: фокусное расстояние 
=30 мм; относительное отверстие 
=
; угловое поле 
.
Оптическая система состоит из двух склеенных двухлинзовых компонентов. Схема объектива представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема объектива
При расчете компоненты принимаются тонкими. Уравнения для нахождения параметров тонкой системы:
(1)
(2)
Приняв 
; 
; 
, уравнения примут вид
;
;
Система сумм Зейделя, при подстановке параметров примет вид
Для решения системы необходимо задать значения суммам Зейдаля, приняв суммы равными нули параметры будут равны
Подставив полученные значения в систему уравнений (1) и в уравнение (2)
Были получены основные параметры тонкой системы, результаты занесены в таблицу 1
Таблица 1.
Параметры тонкой системы
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
-0,2 |
23,6 |
4,6 |
0,3 |
6,8 |
Рассчитанные параметры помогут сделать выбор марки стекол компонентов. Для первого компонента комбинация стекол ТК14-Ф4, для второго ЛФ5-ТК14.
Был вычислен параметр Q (инвариант, связывающий координаты параксиальных лучей, проходящих через первую поверхность компонента) по формуле
Для нахождения конструктивных параметров объектива необходимо рассчитать углы параксиальных углов по формуле:
Приняв 
равными нулю:
По произведенным расчетам можно вычислить конструктивные параметры по формулам приведенным ниже
Для диаметра компонента
Для толщин линз
Для радиусов кривизны
Полученные результаты занесены в таблицу 2.
Таблица 2.
Конструктивные параметры системы
|
|
1-й компонент |
2-й компонент |
||
|
Линза 1 |
Линза 2 |
Линза 3 |
Линза 4 |
|
|
R1 |
17.16 |
-13 |
18.46 |
-11 |
|
R2 |
-13 |
-15 |
-11 |
12 |
|
D |
15 |
15 |
10 |
10 |
|
d |
2.6 |
1.5 |
1.096 |
0.36 |
|
Материал |
ТК14 |
Ф4 |
ЛФ5 |
ТК14 |
Рассчитанный объектив был смоделирован с помощью ПО Zemax рисунок 2, также был выполнен автоматизированный расчет полевых аберраций и пятна рассеивания рисунки 3-4.
Рисунок 2. Смоделированный объектив в ПО Zemax
Рисунок 3. График полевых аберраций
Рисунок 4. Пятно рассеивания
По рисункам 3 и 4 можно сделать вывод, что объектив спроектирован не идеально, присутствуют неудовлетворяющие аберрации, система требует коррекции.
