windows-1251Астигматизм и кривизна поля изображения
Астигматизм и кривизна поля изображения. При
наблюдении на матовом стекле изображения, даваемого простой положительной линзой, нетрудно обнаружить, что изображение не лежит в одной плоскости: если матовое стекло установить так, чтобы получилось резкое изображение в центре, то края изображения будут нерезкими, если же матовое стекло приблизить к линзе, то резкость крайних частей изображения улучшится, но при этом будет нерезкой центральная его часть. Кроме того, в краевых частях изображения вообще невозможно получить одновременной резкости вертикальных и горизонтальных линий.
Явление это называется астигматизмом.
Причина астигматизма заключается в том, что конусообразный пучок лучей, падающих от точки предмета на линзу наклонно к ее оптической оси, дает после преломления не одну точку схода лучей, а две точки, одна из которых ближе к линзе, а другая дальше от нее.
На рис. 99 видно, что среди лучей конусообразного пучка, падающего на линзу от точки В предмета, можно
выделить две ленточки лучей, первая из которых, ленточка NBNiy встречает поверхность линзы по линии NON19 а вторая ленточка МВМг — по линии MOMV Поверхность линзы представляет собой часть шарообразной поверхности, для которой пояс NONX (продолжите линию NONX мысленно до полной окружности) является параллелью, а пояс МОМХ— меридианом. Всякая же параллель (кроме экватора) имеет большую кривизну, чем меридиан, а следовательно, для первой ленточки лучей преломляющая сила линзы будет больше, а для второйг- меньше, и точка Вх будет лежать ближе к линзе, чем точка Вг
Рис. 99, Схема астигматизма
Чем под большим углом к оптической оси падает на линзу пучок лучей, тем большая кривизна линии NONi будет определять для него преломляющую силу линзы и тем больше будет расстояние между точками Вг и В2. Для пучка лучей, параллельного оптической оси, обе точки схода — В1 и В2— совпадут в одну точку, так как для этого пучка кривизна NON% окажется частью экватора и будет одинакова по форме с кривизной MOMr (Поэтому в центре изображения астигматизма и не наблюдается.)
Таким образом, вместо одного изображения плоского предмета линза дает два изображения/Оба изображения к тому же не являются плоскими, а представляют собой по форме как бы чаши (рис. 100, а).
Исправление астигматизма в объективах достигается
весьма сложным путем подбора линз в соответствии со
строгим расчетом, ,
Если при соответствующем подборе линз удалось достичь совпадения положения обеих «чаш», то такой
объектив дает одинаково резкое изображение и вертикальных и горизонтальных линий (рис. 100, б). Однако одинаковой резкости по центру изображения и по краям он дать не может. Такой объектив называют астигматически исправленным, но в нем остается к р и-визна поля изображения.
Если в объективе почти достигнуто то, что оба изображения не только совпадают между собой, но, кроме того, являются еще и плоскими, то такой объектив свободен и от астигматизма и от кривизны поля изображения и называется а н а с т и г м а т о м (рис. 100, в).
Рис. 100. Исправление астигматизма и кривизны поля изображения
Однако следует знать, что абсолютного исправления астигматизма и кривизны поля изображения одновременно достичь не удается и остатки этих аберраций присущи в той или иной мере даже лучшим объективам -— анастигматам. Наиболее часты остатки этих аберраций в объективах широкоугольных.
