75. Применение коллектива в зрительной трубе

Коллективной линзой, или коллективом, называется линза, устанавливаемая в плоскости изображения или вблизи нее для изменения хода наклонного пучка лучей. Поэтому иногда ее называют также полевой линзой.

Коллективная линза позволяет либо изменить положение выходного зрачка системы, либо уменьшить диаметры последующих компонентов оптической системы зрительной трубы. Коллективы могут быть положительными и отрицательными. Действие положительного коллектива проявляется в том, что он отклоняет к оптической оси наклонные пучки лучей, действие отрицательного коллектива обратное.

Принцип действия положительного коллектива в схеме зрительной трубы иллюстрирует рис. 174. При отсутствии коллектива, диаметр окуляра определялся бы ходом луча И если луч, обозначенный двумя (стрелками, — главный, то выходной зрачок системы находился бы от окуляра на расстоянии Коллектив наклонил пучок лучей к оси так, что диаметр окуляра

Рис. 174. Действие положительного коллектива

стал определяться лучом и стал меньше, а положение выходного зрачка определяется удалением

Коллективная линза, установленная в задней фокальной плоскости предшествующего компонента (например, объектива) или в передней фокальной плоскости последующего, не изменяет их фокусных расстояний и не влияет на ход осевого пучка лучей.

Определим оптическую силу коллектива 2, помещенного в совмещенных фокальных плоскостях объектива 1 и окуляра 3 зрительной трубы (рис. 175), для которых известны фокусное расстояние объектива и удаление входного зрачка фокусное расстояние окуляра и удаление выходного зрачка

Оптическая сила коллектива однозначно определяется, если известны отрезки по формуле

где

и

Рис. 175. Схема для определения оптической силы коллектива

Рис. 176. Влияние коллектива на положение выходного зрачка

В свою очередь, связаны соответственно с

Подставляя последовательно формулы (345) сначала в (343) и (344), а затем в (342), получаем:

Коллективная линза влияет на качество изображения внеосевых точек и на распределение освещенности по полю изображения.

Установим связь между положениями выходного зрачка в зрительной трубе (рис. 176) без коллектива с коллективом Ход главного луча в системе без коллектива показан штриховой линией.

Из рассмотрения рис. 176, где главные плоскости установленного коллектива с фокусным расстоянием следует, что

где изменение высоты главного луча в главных плоскостях окуляра, вызванное коллективом; половина углового поля в пространстве изображений; где высота главного луча в главных плоскостях коллектива. На основании формулы (52) находим

Кроме того, из рис. 176 следует, что

Подставляя в формулу (346) отношение получаем:

где отрезок, определяющий положение выходного зрачка относительно заднего фокуса окуляра в системе без коллектива, которое в соответствии с формулой продольного увеличения равно: Окончательно находим:

При заданных положениях выходного и входного зрачков, выбранных фокусных расстояниях объектива и окуляра зрительной трубы по формуле (347) можно определить необходимое фокусное расстояние коллектива.