Автоматизирано изчисление на размерите на варифокални лещи - тема на научна статия по машиностроене

Предложена е техника за автоматизирано изчисляване на размерите на обектив с мащабиране, която се състои от не повече от четири компонента, два от които са подвижни. Техниката дава възможност да се определят гауссовите параметри на обектив за мащабиране за дадена разлика във фокусни разстояния, числа на блендата и конструктивни ограничения. Методологията се основава на теория, която позволява да се изследва цялото разнообразие от панкратични системи чрез промяна само на един обобщен параметър.

Текст на научната работа по темата „Автоматизирано измерване на размерите на обективите с мащабиране“

И. И. Пахомов, Д. Е. Пискунов, А. М. Хорохоров, А. Ф. Ширанков

АВТОМАТИЗИРАНО РАЗМЕРНО ИЗЧИСЛЕНИЕ НА РАЗЛИЧНИ ЛЕЧИ

Ключови думи: обектив с мащабиране, система с променливо увеличение, панкратна система, автоматизирано изчисление, изчисление на размерите.

В момента обективите с мащабиране се използват широко в различни приложения. В тази връзка възниква проблемът със създаването на универсална методология за тяхното автоматизирано изчисление. В тази област има произведения [1-4], които представят метод за изчисляване на системи с променливо увеличение с оптична компенсация (с линейна зависимост между движенията на компонентите) и на негова основа метод за изчисляване на панкратични системи с механични компенсация. В трудове [5-7] е даден анализ на четири- и петкомпонентни панкратични системи. Трябва да се отбележи, че съгласно класификацията, използвана в [1-4], такива панкратични системи всъщност са дву- или трикомпонентни системи с променливо увеличение, тъй като разликата в увеличението в тях се извършва от два или три компонента. Останалите компоненти служат за задоволяване на първоначалното увеличение или други изисквания, включително структурни.

В трудове [2, 3] е разработена теорията на обобщените параметри на панкратичните системи, които за разлика от трудове [5-7] при дадена разлика в увеличението определят гаусовите параметри на системите, които съзнателно осигуряват този спад . Освен това цялото разнообразие от такива системи може да бъде изследвано чрез промяна само на един обобщен параметър. В тази статия, въз основа на тази теория, се предлага техника за автоматизирано измерване на размерите на обектив с мащабиране, състоящ се от не повече от четири компонента, от които

две подвижни. Тази техника предвижда последователно изпълнение на три етапа: намаляване на оригиналната схема на обектив с мащабиране до обобщена дву- или трикомпонентна панкратична система; определяне на гауссовите параметри на обобщената система; обратен преход от обобщената система към първоначалната. След това наборът от системи, получени по този начин, се анализира с помощта на целевата функция, която оценява тяхното качество, използвайки специално разработен критерий.

Нека се изчисли обектив за мащабиране със следните параметри: минимално (/ мин) и максимално (/ макс) фокусно разстояние; минимално (2wmin) и максимално (2wmax) ъглови зрителни полета; f-число (Kf /.) при минимални и (Kf ^ ax) максимални фокусни разстояния; коефициент на винетиране на ръба на полето ksh; минимално разстояние dmin между компонентите; максимална дължина на системата Lmax.

За тази цел ще разгледаме три- и четирикомпонентни системи с два движещи се компонента. Според възможното подреждане на подвижни и неподвижни компоненти могат да се разграничат само девет вида такива системи: 434, 424, 423, 414, 413, 412, 323, 313, 312, където първата цифра от трицифреното цифрово обозначение определя броя на компонентите, а другите два - броя на подвижните компоненти.

Всички тези видове системи могат да бъдат преобразувани в четири обобщени. Преобразуванията се извършват съгласно следните правила:

• два неподвижни компонента, разположени един до друг, се заменят с един;

• неподвижните компоненти, работещи от безкрайност, се заменят с междинната равнина на изображението (PIM) - задната фокална равнина, която е обект за следващата част на системата;

• неподвижните компоненти, разположени пред приемника на лъчиста енергия (PLE), са заменени от равнина, оптично конюгирана с PLE.

Следвайки горните правила, системи от типове 434, 423 и 323 (фиг. 1, а) се преобразуват в една обобщена панкратична система с фиксирана обектна равнина (РР) (фиг. 1, б). В този случай RI за система 434 е задната фокална равнина на компоненти 1 и 2, а за система 423 и 323 е задната фокална равнина на първия компонент. Равнината на изображението (PI) в система 423 е PPI2, която е обект на неподвижния компонент 4.

Както е показано в [2], са изчислени параметрите на обобщената двукомпонентна панкратична система с оптична компенсация-