光学设计报告

光学设计课程报告

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双胶合望远物镜的设计 (02)

摄远物镜的设计 (12)

对称式目镜的设计与双胶合物镜的配合 (20)

艾尔弗目镜的设计 (30)

低倍消色差物镜的设计 (38)

无限筒长的高倍显微物镜的设计 (47)

双高斯照相物镜的设计 (52)

反摄远物镜的设计 (62)

课程总结 (70)

双胶合望远物镜的设计

1、设计指标：

设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜），技术要求如下：视放大率：

3.7⨯；出瞳直径：4mm ；出瞳距离：大于等于20mm ；全视场角：210w =︒；物

镜焦距：

'

=85f mm

物；棱镜折射率：n=(K9)；棱镜展开长：31mm ；棱镜与物镜的

距离40mm ；孔径光阑为在物镜前35mm 。

2、初始结构计算 (1) 求

J h h z ，，

根据光学特性的要求4.728.142===

D h ：

44.75tan 85tan ''=⨯=•= ωf y

0871

.0''==f h u

648.0'''==y u n J

(2)计算平行玻璃板的像差和数

C

S S S I I I I ，，

平行玻璃板入射光束的有关参数为

0871.0=u

0875.0)5tan(-=-= z u 005

.1-=u u z

平行玻璃板本身的参数为

d=31mm ； n=； 1.64=ν 带入平行玻璃板的初级像差公式可得：

000665.01.51631-1.5163×0.0871×-3113

24

432-==--=I du n n S

0.0006682=(-1.005)×-0.000665=u u ×

=z

I I I S S

000824.0087.05163.11.6415163.131122

22-=⨯⨯-⨯-=--=I u n n d

S C υ

(3)根据整个系统的要求，求出系统的像差和数

S Ⅰ，S Ⅱ，C S

Ⅰ：

为了保证补偿目镜的像差，要求物镜系统（包含双胶合物镜和棱镜）的像差为：

'm δL =0.1mm ，'0.001m SC =-，'0.05FC L mm ∆=

(4)列出初级像差方程式求解双胶合物镜的C W P ，，∞∞

由于

棱镜

物镜系统S S S +=

所以双胶合物镜的像差和数为

000852

.0-棱镜系统-==I I I S S S

0019642

.0-棱镜系统

-==II II I I S S

S

000444

.0-棱镜系统

==I I I C C

S S

S C

(5)列出初级像差方程求P ，W ，C

(6)由P ，W ，C 求C W P ，，∞∞

由于h=，f ’=85，因此有

进而可得：

174.0)(3

==ϕh P P

3994.0)(2

==ϕh W W

由于望远镜本身对无限远物平面成像，因此无需再对物平面位置进行归化：

174.0==∞P P 3994.0==∞W W

将

∞∞W P ，带入公式求0P

根据

，

查找玻璃组合。

最后选择K10-ZF3。其参数为： K10： ZF3：

(7)求透镜组半径

）

（

）（21

211

1

1

νννϕ-

-

=C

以上半径对应焦距等于1，将它们乘以焦距

,得到最后要求的半径为

(8).确定透镜厚度

透镜厚度除了和球面半径和透镜直径有关外，同是要考虑到透镜的固定方法，质量要求，加工难易等因素，参考光学设计手册中的规定，我们取，

。

这样，双胶合物镜的全部结构参数为

r d Glass

4 K10 2 ZF3

至此，双胶合望远物镜的初级像差求解全部完成了，物镜系统的全部结构参数如下：

r d n

0(光阑) 35 1

4 (K10)

2 (ZF3)

40 1

0 31 (K9)

3、zmax初始结构输入

将数据输入zmax后，输入结果如图

系统二维结构图

系统二维点列图

初始光线扇形图初始结构的光学特性参数

System/Prescription Data

File : C:\Users\weihua\Desktop\周视

Title:

Date : WED JAN 14 2015

GENERAL LENS DATA:

Surfaces : 7

Stop : 1

系统光圈: 入瞳直径=

Glass Catalogs : SCHOTT CHINA

Ray Aiming : Off

变迹: 均衡,统一的, 因子= +000

有效的焦点长度: (系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度: (在像空间)

Back Focal Length :

统计轨迹:

图像空间F/# :

离轴工作面F/# :

工作面F/# :

Image Space NA :

物空间NA :

光阑半径:

离轴像高:

近轴放大率: 0

入瞳直径:

入瞳区域: 0

入瞳直径:

入瞳直径区域:

Field Type : Angle in degrees

最大视场: 5

主光波长:

镜头单位: 毫米

角度放大率:

Fields : 6

Field Type: Angle in degrees

# X-Value Y-Value Weight

1

2

3

4