Основными аберрациями оптических систем эндоскопов можно считать хроматическую аберрацию положения, дисторсию и кривизну изображения. Поскольку эндоскоп рассматривается как телескопическая система, то в схеме измерения перед объективом испытуемого прибора устанавливают коллиматор, а после окуляра – фотообъектив [55]. Коллиматор закреплен на поворотном лимбе для измерения полевых аберраций. За фотообъективом располагается микроскоп с продольной и поперечной подвижками, оснащенный окуляр-микрометром для измерения продольных и поперечных аберраций. Для измерения хроматических аберраций целесообразно использовать узкополосные интерференционные фильтры. При измерении дисторсии в качестве тест-объекта выбрано белое перекрестие на темном фоне, а для измерения кривизны изображения – радиальная мира.
Принципиальная схема измерения хроматической аберрации положения представлена на рисунке 90. Испытуемый эндоскоп 7 устанавливается так, что радиальная мира 3 наблюдается в центре поля зрения эндоскопа. За эндоскопом устанавливается фотообъектив 8, и с помощью измерительного микроскопа 9 при наличии светофильтра 2 рассматривается изображение радиальной миры. После установки резкого изображения снимается отсчет с отсчетного устройства 10 фокусировки микроскопа. Затем светофильтр заменяется на другой, находится плоскость наилучшей установки, и снимается отсчет. Аналогичные измерения проводят и для третьего светофильтра.
Рисунок 90 - Принципиальная схема измерения хроматической аберрации положения, дисторсии и кривизны изображения: 1 – осветительное устройство; 2 – сменные интерференционные светофильтры; 3 – радиальная мира (перекрестие); 4 – коллиматор; 5 – объектив коллиматора с фо-кусным расстоянием 100 мм; 6 – лимб; 7 – испытуемый эндоскоп; 8 – фотообъек-тив; 9 – измерительный микроскоп; 10 – отсчетное устройство
Для перевода линейных величин отсчета в диоптрийную меру после окуляра эндоскопа необходимо знать положение плоскости изображения миры относительно задней фокальной плоскости фотообъектива z'
, |
где f'об – фокусное расстояние фотообъектива.
Хроматическая аберрация положения
. |
Для каждого цвета
, |
. |
Измерение дисторсии выполняется по вышеприведенной схеме, однако вместо радиальной миры устанавливается перекрестие, а входной зрачок испытуемого эндоскопа выставляется над центром вращения лимба 6. Для измерения дисторсии коллиматор устанавливают с помощью лимба на различные углы поля зрения и измеряют величину перемещения штриха перекрестия в плоскости изображения фотообъектива l'w. Величина перемещения штриха перекрестия в той же плоскости, соответствующая идеальной оптической системе,
, |
где f'э – эквивалентное фокусное расстояние системы «эндоскоп – фотообъектив»;
w – угол поля зрения.
Эквивалентное фокусное расстояние определяется предварительно через увеличение всей схемы измерения для осевой точки и известное фокусное расстояние коллиматора.
Относительная величина дисторсии
. |
Измерение кривизны изображения выполняется по той же схеме с использованием радиальной миры. При известном положении задней фокальной плоскости фотообъектива получают значения z'm и z's, соответствующие резкому изображению миры в сагиттальном и меридиональном направлениях, соответственно, для различных углов поля зрения эндоскопа.
По результатам измерений вычисляют меридиональную и сагиттальную кривизну изображения после окуляра эндоскопа по формуле
. |
Астигматические отрезки относительно Гауссовой плоскости изображения эндоскопа, определенные для основной длины волны и соответствующие величине расходимости пучка после эндоскопа для осевой точки предмета De, вычисляются как
. |
Астигматизм составит величину
. |
Кривизна изображения определится из выражения
. |