文档介绍：姓名：俞宝清
学号：U200813182
班级：光信0803班
学校：华中科技大学
目录
设计任务与要求 3
设计步骤 4
一、 夕卜形尺寸计算 4
二、 光学系统选型 6
三、 物镜的设计 7
1、 用PW法计算双因而，双胶合物镜只适用于小孔径的使用场合。常见的孔径如表所示。考 虑到胶合面有脱胶的概率，双胶合物镜的口径不宜过大，最大口径为100mm。双胶合物镜能
适应的视场角不超过10°。
焦距/ /mm
50
100
150
200
300
500
1000
相对孔径。/广
1:3
1:5
1:4
1:5
1:6
1:8
1:10
表1望远物镜通用的相对孔径
凯涅尔目镜（图2）是在冉斯登目镜基础上发展起来的，它把接目镜改成了双胶镜。增 加一个胶合面变数用来校正倍率色差，且在校正倍率色差的同时可以把场镜和接目镜的间隔 进一步减小，从而取得结构缩短，场曲减小的效果。凯涅尔目镜的成像质量优于冉斯登目镜, 它能适用的视场也大于冉斯登目镜。
凯涅尔目镜的光学性能是：视场2口 = 40。~50。，相对镜目距p/f =1/2.
图1双胶合物镜的光学结构
三、物镜的设计
1、用PW法计算双胶合物镜初始结构:
入瞳半径=-— = 15mm
2
第二近轴光线在入瞳的入射高度为=0
拉赫不变量/ = nuy = 〃“ y = lx芝- =
120
(2)求平板像差
2 _]
Slp = -d 生= - n
S[IP = S[P x 土 = u
d(n-\\ 9 k
vn
其中:
d = = Gimm
〃 =
m- —-
120
4°
= XJl
z 180°
(3)求物镜像差
物镜像差要与平板像差以前校正，因此物镜与平板相应的像差之和应为零:
S, = -Slp =
s〃 = —S“p = -
C, = -CIP =
(4 )计算P, W
由 S, = hP , S„ =hzP + JW = JW
v v
得 P =」= , W =业=— h J
(5)归一化处理
— P
P =——-=
(W)
=-
己=华=
h-（p
又望远物镜物在无穷远，所以:
00
p = P
00
w =w
可得： / \2
鸟=尸8— W + = （冕牌玻璃在前） k 7
/ \2
鸟=尸8— W + = （火石玻璃在前） k 7
（6 ）选玻璃
根据C =，可知F4-K3玻璃对在C =,
Po= ,与计算结果相当接近，因此双胶合物镜选F4-K3玻璃对。
根据光学手册关于F4-K3玻璃对的详细信息：
=, 0=, = -
91 =—, A = , K=
nx = , n2 =
(7)求形状系数Q
00
因P <P0,取下式的Q值，得：
Q =
求归一化条件下透镜各面的曲率
0 =Q + _^L = "1 —1
p.= Q*(p、=
小=Q+ =-
-1 -1
求薄透镜各面的球面半径
rx= — = 〃?〃？
P\
r2 = — = 〃?〃？
一 A
r3 = — = -〃?〃？
■ A
求厚透镜各面的球面半径
物镜外径的确定。
根据设计要求：D = ,其所需余量由光学设计手册查得为2mm, 山此可得物镜的外径为32mm=
光学零件的中心厚度及边缘最小厚度的确定。为了使透镜在加工过程中不易变形，其中 心厚度与边缘最小厚度以及透镜外径之间必须满足一定的比例关系：
对凸透镜：高精度3d + lt>D
中精度6d + 14t>D
其中还必须满足d >
对凹透镜：高精度8d + 2t>D且d
中精度 16d + 4t>D >
式中，d为中心厚度，t为边缘厚度。
根据上面公式，取高精度可求出凸透镜和凹透镜的厚度。
知秀铲 。-3（|对+国）
凸透锐：t =
10
式中心、明