§ 56. Хроматизм в зрачке оптической системы

Как известно, хроматизм положения и хроматизм увеличения легко наблюдаются на изображении непосредственно; однако третий хроматизм — хроматизм положения в выходном зрачке — непосредственно на изображении не наблюдается, и его влияние на изображение при наличии в системе определенных условий является косвенным.

Рис. 11.5. К определению влияния хроматизма в зрачке

Таким условием, при котором хроматизм в зрачке становится ощутимым, является наличие на месте изображения действующей диафрагмы — зрачка выхода — дополнительной материальной диафрагмы.

Таким образом, влияние третьего хроматизма в известной мере будет аналогичным влиянию продольной сферической аберрации в случае аберрационно-геометрического виньетирования (см. § 27).

Для рассмотрения картины влияния третьего хроматизма обратимся к рис. 11.5, на котором представлены положение изображения действующей диафрагмы и положение дополнительной материальной диафрагмы отстоящей от изображения диафрагмы на расстояние, равное величине хроматизма положения для выходного зрачка.

Радиус отверстия изображения действующей диафрагмы обозначим через а радиус отверстия дополнительной диафрагмы — через

Зная расстояние от выходного зрачка до плоскости изображения и составляя разность между этим расстоянием и величиной хроматизма в зрачке, получаем расстояние от дополнительной диафрагмы до плоскости изображения и, следовательно, все необходимые величины для определения геометрического виньетирования по диаметру.

Используя формулу (5.6), можно написать

Делая предположение, что дополнительная материальная диафрагма совпадает с изображением действующей диафрагмы для основного цвета, тем самым принимаем, что для этого цвета геометрическое виньетирование будет отсутствовать.

Поэтому, налагая на график виньетирования, возникающего вследствие наличия хроматизма в выходном зрачке, график виньетирования для основного цвета (в частном случае график, соответствующий отсутствию виньетирования), мы увидим, что к краям поля зрения будет наблюдаться расхождение между обоими графиками.

Такое расхождение графиков геометрического виньетирования явится причиной частичного срезания светового потока для неосновного цвета, которое напоминает действие светофильтра, вычитающего из белого цвета некоторую цветовую составляющую, следствием чего будет возникновение общей окраски фона.

Устранение влияния третьего хроматизма сводится к задаче устранения геометрического виньетирования, возникающего из-за наличия хроматизма в выходном зрачке.

Такое устранение легко достижимо. Например, увеличивая отверстие дополнительной диафрагмы, можно отодвинуть границу начала цветного виньетирования за пределы рабочего поля зрения оптической системы.

Другим способом устранения цветного виньетирования может быть уменьшение отверстия дополнительной диафрагмы по отношению к отверстию изображения действующей материальной диафрагмы. При этом происходит как бы перемена ролей обеих диафрагм: дополнительная диафрагма начинает исполнять функции действующей диафрагмы, а изображение диафрагмы, расположенной внутри системы, — функции дополнительной виньетирующей диафрагмы.

Эти два способа устранения цветного виньетирования представлены на рис. 11.6.

Практически явление третьего хроматизма наблюдается при использовании широкоугольных окуляров с неахроматизированными коллективами; в этом случае зрачок входа глаза будет являться дополнительной виньетирующей диафрагмой.

Другим случаем, также нередко встречающимся на практике, является использование неахроматизированных конденсоров в различного рода проекционных устройствах. При этом роль действующей диафрагмы будет играть источник света, а роль виньетирующей материальной диафрагмы — диафрагма проекционного объектива.