ВИНЬЕТИРОВАНИЕ
Для получения равномерной освещенности плоскости изображения, без учета свойств предмета, нужно выполнить два важных условия: 1) угловые величины телесных пучков лучей в каждой точке изображения должны быть одинаковыми; 2) направления осей пучков лучей в каждой точке изображения должны быть одинаковыми.
Оба эти условия практически весьма трудно выполнить. Входной зрачок в оптической системе является одним и тем же основанием световых конусов лучей от различных точек предмета. Очевидно, что телесный угол тем меньше, чем дальше от оптической оси отстоит точка предмета, или, что то же самое, чем больше поле зрения.
При одном и том же выходном зрачке, расположенном вблизи оптической системы, который является основанием выходящего светового конуса лучей, невозможно получить одинаковые направления пучков лучей в различных точках изображения.
Рассмотрим влияние оправ линз на неравномерность освещенности изображения. Оправы линз выполняют роль диафрагм. Чем больше протяженность оптической системы, тем большая возникает опасность потери света из-за диафрагмирования оправами линз. На рис. 23 показан объектив, в который проходит узкий наклонный пучок лучей. Основание этого пучка на первой поверхности оптической системы значительно меньше общего светового отверстия на этой же поверхности.
Больше всего на уменьшение светового потока влияют оправы наружных линз. Допустим, из точки А1 (рис. 25) во входной зрачок ВВ' падает пучок лучей. Перед зрачком находится диафрагма QQ', которая не влияет на прохождение этих лучей. Если лучи будут попадать из точки А2, то эта диафрагма будет задерживать часть лучей. Из точки A3 будут проходить только лучи, определяемые в главном сечении углом В'А3Р. Легко себе представить, что существуют такие точки в пространстве предметов, выше точки A3, из которых лучи из-за диафрагмы QQ' совсем не будут попадать во входной зрачок ВВ'. В результате этого наблюдается явление постепенного затенения пучков лучей, поступающих в оптическую систему, вследствие срезания световых лучей оправами линз, называемое геометрическим виньетированием. Бороться с этим явлением путем увеличения диаметра линз не всегда возможно.
Во-первых, возникают конструктивные трудности из-за необходимости значительно увеличивать толщины линз, а во-вторых, возникают аберрационные трудности из-за необходимости исправлять аберрации широких наклонных пучков лучей.
Виньетирование является бичом многих оптических систем, а в особенности фотографических объективов, перископов и др., отличающихся значительным количеством линз. Вследствие виньетирования сечение наклонного пучка лучей всегда значительно меньше сечения осевого пучка лучей (вдвое меньше в обычных фотографических объективах и вчетверо - в сложных телескопических системах).
Блестяще разрешил проблему виньетирования проф. М. М. Русинов, применив названное им "аберрационное виньетирование" в конструкциях сверхширокоугольных фотографических объективов "Руссар".
На рис. 26 АВ есть апертурная диафрагма. Через ее отверстие проходит осевой пучок диаметром ab=D и наклонный в том же сечении, равный а'b', причем a'b'>ab. Следовательно, в этом случае в наклонных пучках световых лучей значительно больше, чем в обычном объективе (рис. 23). Вследствие этого удалось значительно увеличить светопропускание к краям изображения и осуществить впервые во всем мире сверхширокоугольные аэросъемочные объективы с полем зрения 2ω=140°.
Обозначим половину диаметра параллельного пучка лучей, идущих из точки на оптической оси, через h, а идущих из точки
 |