36. Действующее отверстие входного зрачка

Если, в системе имеет место виньетирование наклонных пучков лучей, то, как было показано в п. 35, входной зрачок используется не полностью, так как часть пучка лучей задерживается входным окном (виньетирующей диафрагмой). Площадь входного зрачка, используемая лучами наклонного пучка, проходящими через оптическую систему, называется действующим отверстием входного зрачка.

Отношение площади действующего отверстия входного зрачка для данного поля ко всей площади входного зрачка называется коэффициентом виньетирования

Заметим, что коэффициент виньетирования можно получить как отношение площади сечения наклонного пучка к площади сечения осевого пучка лучей любой плоскости, перпендикулярной к оси оптической системы. На рис. 75, б и такой плоскостью является плоскость апертурной диафрагмы.

Если виньетирование равно что обычно имеет место, то для определения коэффициента виньетирования вместо отношения площадей можно использовать отношение линейных величин, а именно отношение длин отрезка перпендикулярного К оптической оси, в меридиональной плоскости наклонного пучка лучей и соответствующего отрезка осевого пучка лучей в том же сечении (см. рис. 78, б).

Это отношение называется коэффициентом линейного виньетирования:

Для точки В на рис. 80 т. е.

Для указанных значений виньетирования имеет место следующая приближенная зависимость:

Рассмотрим два варианта определения коэффициента виньетирования:

Рис. 81. Двустороннее виньетирование

1. На рис. 78, б показано сечение 4 осевого пучка лучей плоскостью входного зрачка, т. е. сам входной зрачок площадью и сечение 5 наклонного пучка лучей, идущего от точки В и опирающегося на входное окно, также в плоскости входного зрачка. Ось наклонного пучка проходит через центр входного окна. В рассматриваемом случае входное окно, а следовательно, и виньетирующая диафрагма 2 ограничивают пучок лучей, выходящих из точки В. Виньетирование в меридиональной плоскости равно 50%. Площадь действующего отверстия входного зрачка на рис. 78, б заштрихована, площадь входного зрачка;

2. Рассмотрим двустороннее виньетирование в системе, у которой компонент 1 имеет компонент (рис. 81). Апертурная диафрагма расположена между компонентами. При выбранных значениях фокусного расстояния компонентов, их световых диаметров и расстояния между ними, а также положении и размере апертурной диафрагмы на рис. 81, а показано положение заднего фокуса эквивалентной системы, центров входного и выходного зрачков, центра входного окна.

На рис. 81, а видно, что входной и выходной зрачки расположены между компонентами системы. Для бесконечно удаленной осевой точки построен ход крайних лучей, т. е. лучей, проходящих через края входного зрачка, апертурной диафрагмы и выходного зрачка соответственно. Затем построением главного луча найдено изображение В бесконечно удаленной внеосевой предметной точки. От этой предметной точки через оптическую

систему пройдет пучок лучей, меридиональное сечение которого на рис. 81, а заштриховано. Верхний крайний луч этого пучка в пространстве предметов является образующей цилиндрического пучка лучей, опирающегося на края оправы компонента 1, имеющей диаметр тхтх. Нижний крайний луч в пространстве предметов представляет собой образующую цилиндрического пучка лучей, опирающегося на круг диаметром являющийся входным окном с центром (входное окно 2). Этот второй цилиндрический пучок лучей после действия компонента 1 и при отсутствии апертурной диафрагмы преобразовался бы в конический и заполнил бы световое отверстие компонента 2. Через систему для образования точки В пройдет пучок лучей, общий для обоих цилиндров и вписывающийся во входной зрачок. Нижняя часть пучка, опирающегося на оправу компонента 1 (входное окно 1), на участке тхтг меридионального сечения частично срезается апертурной диафрагмой и полностью оправой компонента 2 (она же виньетирующая диафрагма и выходное окно 2). Верхняя часть пучка, опирающегося на входное окно 2, на участке срезается оправой компонента 1 (она же входное окно 1). Поперечное сечение рассмотренных пучков лучей в плоскости входного зрачка показано на рис. 81, б. Заштрихованная часть является действующим отверстием входного зрачка. Коэффициент виньетирования получается как отношение площади действующего отверстия входного зрачка к площади входного зрачка.