5.11. Измерение основных светотехнических хараетристик оптических приборов

5.11.1. Измерение коэффициента виньетирования фотографических объективов

Явление виньетирования (затенения) появляется вследствие срезания пучков лучей действительными диафрагмами, кроме входных и выходных зрачков. Обычно для фотообъективов допускается виньетирование не более 50%.

Коэффициент виньетирования ( ) измеряют на оптической скамье, снабженной поворотным рычагом (или поворотным устройством) по формуле.

, (5.53)

где - площадь светового пучка при , - площадь светового пучка при

Рис.5.46

Способы измерений:

1)Устанавливают объектив так (Рис.5.47), чтобы задняя узловая точка размещалась над осью вращения поворотного рычага, а в фокусе устанавливают светящуюся диафрагму, которую поворачивают на различные углы и находят по формуле (7.1) и строят график (рис. 5.48).

Рис.5.47

Рис.5.48

2) На той же установке поворачивают объектив (Рис.5.49). При этом светящуюся диафрагму смещают на величину смещения фокуса , определяемой по формуле

(5.54)

Рис.5.49

5.11.2 Измерение распределения освещенности в плоскости изображения

Изменение освещенности в плоскости изображения зависит не только от виньетирования , но и от поля зрения и поглощения света в стекле .

, (5.55)

,

где - угол поля в пространстве изображений, - освещенность в центре поля. Для объективов типа Руссар:

,

Методы измерений: фотографический и фотоэлектрический. В том и другом методах применяют следующую схему (Рис.5.50).

Рис.5.50. Схема измерения. 1 - фотометрический шар (конструкция аналогична рисунку 5.37), 2 - матовое стекло (светофильтр), 3 – объектив, 4 – камера, 5 - фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), 6 - измерительный прибор

1. Фотографический метод заключается в измерении почернения снимка по полю. Измерение плотности почернения фотопленки производят с помощью фотометров или денситометров для различных участков поля (по окружности) и усредняют их, то есть находят .

Т.к. , и при , откуда следует

. (5.56)

График зависимости (5.56) приведен на рис. 5.51

Рис.5.51

2) Фотоэлектрический метод заключается в измерении освещенности с помощью фотоэлектронных приборов.

Точность 5%. Освещенность также измеряют по полю. Для этого в фокальной плоскости устанавливают пластину с отверстиями, расположенным по нескольким концентрическим окружностям, соответствующим изменению поля зрения. Падение освещенности измеряют с помощью фотоприемных устройств, снимая значение их токов , .

(5.57)

5.11.3. Измерение коэффициента светопоглощения оптической системы и стекла

Коэффициент светопоглощения оптической системы - определяется по формуле

,

где - падающий поток, - поток, прошедший через оптическую систему. зависит от светопоглощения и отражения света от оптической поверхности.

Схема измерения представлена на Рис.5.52

Рис.5.52. Схема измерения. 1-4 - коллиматор с осветителем, 5 - диафрагма, ограничивающая световой поток, 6 - оптическая система, 3,7 - круглые диафрагмы(1-2 мм) для ограничения засветки, 8 - фотометрический шар (конструкция аналогична рисунку 5.50), 9 – фотоприемник, 10 – гальванометр.

Диафрагмы 3,7 располагаются в фокусах , .

Коэффициент поглощения определяется по формуле

(5.58)

где - показание гальванометра с объективом, - показание гальванометра без объектива

Точность измерений не хуже 5%, причем необходимо, чтобы световые пучки (диаметры) при обоих измерениях были равны , измерения вести в затемненном помещении, .

Для измерения поступают аналогичным образом, только в качестве осветителя используют монохроматор УМ-2 или диспергирующую призму, а в качестве измерителя − цезиевый элемент.