Первичный преобразователь – многолинзовый обьектив с отдаленным входным зрачком. Это стандартизированный промышленно производимый сборочный узел. Его схема и основные оптические характеристики следующие :

f′ = 25

S_F = 7,3

L= =35,9

2 =50⁰

Конструктивные параметры и материалы отдельных линз для обьектива с отдаленным входным зрачком имеют следующие численные значения:

r₁  = -33,3

d₁  = 2,5                      n₁  = 1,6199                            Флинт Ф1

r₂  = 24,9

d₂  = 13,5                    n₂  = 1,5163                            Крон К8

r₃  = -24,9

d₃  = 0,2                      n₃  = 1                                     Воздух

r₄  = 41,7

d₄  = 11,5                    n₄  = 1,5163                            Крона К8

r₅  = -21,8

d₅  = 2,0                      n₅  = 1,6199                            Флинт Ф1

r₆  = -108,6

d₆  = 0,2                      n₆  = 1                                     Воздух

r₇  = 33,3

d₇  = 6             n₇  = 1,5163                                        Крон К8

r₈  = -108,6

n₈  = 1                                     Воздух

Расчеты коэффициента пропуска :Распространение световых потоков через оптическую систему всегда сопровождается световыми потерями, которые состоят из потерь на отражение при преломлении на полированных поверхностях оптических деталей и потерь на поглощение при прохождении света сквозь толщину материала деталей.

Потери на отражение от преломляющих поверхностей оптических деталей определяется формулой Френеля:

Углы падения в реальных оптических системах редко превышают 45_. В этом случае считается, что лучи падают на поверхность нормально, а формула (1) упрощается и приобретает следующий вид для выполнения последующих расчетов:

Если оптическая система имеет  поверхностей из кроновых стекол и  поверхностей из флинтовых стекол соответственно, которые граничат с воздухом, то суммарный коэффициент пропуска такой системы определяется следующей формулой:

Потери на поглощение в разных материалах оптических деталей неодинаковые. Для оптического стекла считают (для видимого диапазона) потеря равняется 1% на см длины пути света в материале стекла и коэффициент пропускания стекла равняется:

Общий коэффициент пропуска оптической системы, детали которой изготавливаются из оптического стекла, рассчитывается по следующей формуле:

а на практике =0.04, =0.06.

Поэтому, = 0,5358.
Расчеты энергетической освещенности Е_е.Допустим, световой поток на входе линзы первой линзы Ф_е=0,5лм, а площадь выходного зрачка Q_з.,так как диаметр исходного зрачка изменяется за счет свойства кольпоскопа (увеличения), то Q_з1=12,56 мм²; Q_з2=4, 90 мм²; Q_з3=1, 91 мм².

Энергетическая освещенность  –отношение потока излучения , который падает на малый участок наблюдаемой поверхности по отношению к полной площади этой поверхности:

Следовательно, с учетом величины первоначально заданного коэффициента оптического увеличения кольпоскопа, энергетическая освещенность определяется :

0,0398 лк;

0,1019 лк;

0,2616 лк.

Определим ход луча при увеличении 20 крат, используя формулы для расчетов движения нулевого луча.

Нулевым лучом – называют фиктивный(виртуальный) луч, который преломляется (отражается) таким же образом, как и параксиальный на поверхностях. Однако он пересекается с ним на конечных расстояниях от оптической оси, и отсекает на оптической оси те же самые отрезки, которые и параксиальный луч. Путем расчетов распространения нулевого луча через детали оптической системы определяют фокусные расстояния и фокальные отрезки, а также положение выходного изображения и линейное увеличение оптической системы для случая, когда наблюдаемый предмет находится на конечном расстоянии .

Формулы для расчетов распространения нулевого луча через детали оптической системы имеют следующий вид:

где d_k – геометрическая длина оптического пути одиночного луча в среде с показателем преломления n_k.

Допустим, начальный угол вхождения луча в оптическую среду детали составляет =0⁰ , а высота = 5 мм.

Результаты выполненных расчетов для углов и высот отрезков распространения единичного луча в деталях оптической системы по приведенным формулам представлены ниже в таблице .

№ поверхности			, мм
1	0	0	5
2	-0,8391	140	3,9023
3	-0,3639	160	3,0104
4	-5,6713	100	-3,4955
5	0,5774	30	-3,1446
6	1,1912	50	-2,8971
7	5,6713	80	2,6352
8	-0,2679	165	1,3307

Траектория распространения луча через детали показана ниже на рисунке.

Библиографический список

1. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. – 4 изд. / Ю.Г. Якушенков. – М.: Логос, 1999. – 480 с.
2. Бегунов Б. Н. Теория оптических систем /Б. Н. Бегунов, Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. И. Кузичев. – М.: Машиностроение, 1981. – 432 с.
3. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах: учебник / Л.Ф. Порфирьев. – Л.: Машиностроение, 1989. – 387 с. – ISBN 5-217-00365-0.
4. Ersoy Okan K. Diffraction, Fourier Optics and Imaging / Okan K. Ersoy. – Canada.: John Wiley & Sons, 2007. – 428 p.

---

Все статьи автора «Тымчик Григорий Семенович»