1.4. Визначення вимог до якості оптичного матеріалу

Від допусків на показники якості використовуваного оптичного матеріалу в істотній мірі залежить його вартість, а також якість оптичних характеристик проектованої системи. Жорсткі допуски, як відомо, наводять до дорожчання виробу, а їх необґрунтоване розширення - до неможливості забезпечення необхідних оптичних характеристик.

Призначення допустимих значень показників якості матеріалу конструктор здійснює на основі розрахунку допусків або (у менш відповідальних випадках) аналогічно, орієнтуючись на рекомендовані показники якості для тих або інших оптичних елементів.

Розрахунок допусків на показники якості використовуваного матеріалу здійснюється на основі математичних моделей, що пов'язують допуски з якістю оптичних характеристик (зображення) системи, і є досить складним завданням.

Допуски аналогічно призначаються відповідно до значень, рекомендованих на підставі статистичних даних (узятих з практики) для показників якості оптичних матеріалів типових деталей оптичних систем.

Слід зауважити, що при користуванні теоретичними таблицями необхідно враховувати не лише тип оптичних елементів та систем, але й умови їх роботи, а також характеристики оптичної системи.

Наприклад, деталі, що працюють в ширшому пучку променів (об'єктиви, захисне скло перед об'єктивом, головні призми), виготовляються зі скла вищих категорій та класів за оптичними сталими D_nе, D_(nF'-nс') оптичною однорідністю, подвійним променезаломленням, безсвильністю.

Деталі, встановлені у вужчому пучку променів (окуляр, сітки, растри, захисне скло за окуляром) виготовляються зі скла нижчих категорій і класів за цими показниками, але вищим за бульбашковістю.

Відбивні призми, що працюють в паралельному пучку променів, виготовляються із скла з ширшими показниками за оптичними сталими, ніж призми, встановлені в пучку, що сходиться, або призми, світлоділильні або заломлюючі поверхні яких розташовані під нахилом до падаючого пучка променів (призма Дове).

Деталі мікрооб'єктивів, що працюють з великою числовою апертурою та збільшенням, повинні виготовлятися зі скла вищих категорій (з рекомендованого інтервалу), ніж деталі мікрооб'єктивів невеликого збільшення і апертури.

Показники якості скла, з якого виготовляються деталі більш світлопотужних (ширококутних) високоякісних фотооб'єктивів (Планар, Геліос-97, Хвиля), мають бути кращими, ніж в слабких фотооб'єктивах "середньої" якості (Тессар, Індустар-61) або "задовільної" якості (Т-22, Індустар-50).

Розділ 2. ТИПОВІ ОПТИЧНІ ДЕТАЛІ

2.1. Загальні відомості

Сукупність оптичних деталей, встановлених в положенні, заданому розрахунком і конструкцією оптичного приладу, складає оптичну систему приладу.

Оптичні деталі поділяються за функціональним призначенням на наступні види:

- осі оптичної системи, що створюють відхилення;

- що створюють поступальний зсув частини системи;

- що привносять в систему додаткову оптичну силу;

- коригуючі елементи, що впливають на якість зображення;

- диспергуючі елементи, розкладаючі світло на монохроматичні складові;

- поляризаційні елементи, що перетворюють світло, що проходить через них, в поляризоване;

- оптичні деталі відлікових пристроїв;

- комбіновані елементи, що поєднують в собі декілька з перерахованих вище функцій.

За геометричними ознаками розрізняють наступні типи оптичних деталей: лінзи, пластини, клини, відбиваючі та диспергуючі призми, дзеркала з плоскими і криволінійними поверхнями, дифракційні грати, сітки, екрани, шкали, растри, кодові диски, світлофільтри, захисне скло, поляризаційні призми і фільтри, компенсатори, світлопроводи та волоконно-оптичні елементи.

Досконалість конструкцій оптичних деталей характеризується їх відповідністю своєму функціональному призначенню, зручністю, надійністю та економічністю роботи в приладі, а також тим, якою мірою враховані та використані можливості найбільш прогресивних методів і засобів їх виготовлення та контролю.

Можливість вживання прогресивних технологічних процесів виготовлення та складання оптичних деталей багато в чому визначається їх конструкцією. Тому при конструюванні оптичних деталей завжди повинні враховуватися не лише службове призначення, але і технологічні можливості виготовлення:

1. При конструюванні оптичних деталей слід враховувати наступні умови. Конфігурація деталей має бути поєднанням простих геометричних форм, які обумовлюють можливість застосування високопродуктивних технологічних методів оброблення; мати зручну та надійну базу для установлення та закріплення заготовки в процесі її оброблення, достатню жорсткість конструкції при закріпленні й подальшому обробленні.

2. Вигляд, властивості та якість матеріалу повинні відповідати заданим параметрам деталі або вузла.

3. Вимоги до якості поверхні деталі (до точності форми, шорсткості, чистоти) мають бути обґрунтовані призначенням деталі та погоджені з нормованими показниками якості матеріалу: безсвильністю, бульбашковістю, подвійним променезаломленням, з фізико-хімічними властивостями матеріалу - відносною твердістю по зішліфовуванню, хімічною стійкістю тощо.

4. Вигляд поверхні та форма її заготовки повинні бути узгоджені з передбачуваною технологією виготовлення деталі та її контролем.

5. Точність взаємного розташування поверхонь (децентрування, клиновидність q, пірамідальність p, відхилення розмірів кутів тощо) має бути обґрунтована призначенням деталі.

6. Вихідні параметри, такі як роздільна здатність e, мінімальна фокусність f_min та інші, мають бути обґрунтовані призначенням деталі nf узгоджені із заданими показниками якості матеріалу.