(吕军)课程设计--设计10倍双目望远镜

山东轻工业学院课程设计专用纸 成绩

课程名称 应用光学课程设计 指导教师 杨菁

院 （系） 理学院 专业班级 光信09-1班

学生姓名 吕军 学号 200911021019 设计日期 2012年7月3日

课程设计题目 设计一个10倍的双目望远镜

一、 光学系统的技术要求 全视场： 2ω=6.5°

出瞳直径： D ´=4mm 出瞳距离： l z ´=10.5mm 分辨率： α=6" 渐晕系数： K=0.6 二、 光学系统的外形尺寸计算

（1）目镜的形式和焦距

求目镜的视场角，视放大率10⨯Γ=，视场角'=3.25ω物代入''

tan =tan ωωΓ目物，可求出''=2935ω目，''2=5910ω目。根据题意目镜已知为2-28型，如下图：

可得:'f 目 =20.216mm ，目镜系统的厚度d 目=29mm

（2）系统的外形尺寸计算

为了计算的方便，将棱镜展开，去掉反射镜的折转作用，把整个系统看成是一个共轴

光学系统,初步系统光路如下图：

头部棱镜 物镜 场镜 转像物镜I 、II 分划板 目镜 出瞳

（I ）第二转像透镜的计算。 由上图可知

''

II

''

II tan =tan f f ωω转目

目

转

式中，''=2935ω目，'

20.216f mm =目，如果第二转像透镜采用双胶合透镜，其视场不超

过15，那么''II =730ω转

，代入上式后得出'II 87.17f mm ≈转。轴向口径为''II II '

=f D D f

⋅转转目

，

其中'D 为出射光瞳的直径，代入已知数据 II =487.17/20.216=17.25mm D ⨯转

对于第二转像透镜来说，其相对孔径'II II /=17.25/87.17=1/5D f 转转。可见，第二转向透镜可以采用双胶合透镜。 （II ）物镜计算。

'==104=40D D mm Γ⋅⨯物

由上图可知，物镜的焦距为''

II I =(/)f D D f ⨯物物转转

由于总厚度的限制，取'I =30f mm 转。而3d 的大小对转像透镜的像差校正也有关系。如

果3d 值大，则转像系统透镜像差校正会容易一些，但3d 受结构长度的限制。经过比较计算，3d 取定为30mm 。则

''II I =(/)=(40/17.25)30=69.57f D D f mm ⨯⋅物物转转 '

=69.57f mm 物

'

401

==69.57 1.74

D f 物物 （III ）第一转像透镜计算。

'

I =30f mm 转 I II ==17.25mm D D 转转 ''I II 2=2=15ωω转转 'I I /=17.25/30=1/1.74D f 转转

（IV ）系统放大率计算。

转像透镜组的视放大率为 'II

'I 87.17

==

=2.930

f f Γ转转转

物镜、目镜的视放大率为

''69.57

===3.4420.216

f f Γ物物、目目

总的视放大率为

==2.9 3.44=9.976ΓΓ⨯Γ⨯总物、目转

（V ）分划板的计算

D 分=2tan ω×'

f 物=2×tan 3.25×69.57=7.90mm ； 根据《光学仪器设计手册》可

查的D 分<10mm 时其厚度d 分及公差值为1.5±0.3(mm) 分辨率α：α=140"/ D=140"/40=3.5"<6"符合要求。 系统光路图及光学元件参数如下图；单位（mm)

头部棱镜 物镜 场镜 转像物镜I 、II 分划板 目镜 出瞳

三、设计心得

经过本次实验使我对双目望远镜的大体构造和转像透镜在现实仪器作用有所了解。

并且对office的应用及word作图更加熟练，虽然做时感觉很费劲，但做出来后感觉还是不错！