1、 双筒棱镜望远镜设计双筒棱镜望远镜设计 班级：班级： 学号：学号： 姓名：姓名： 指导老师：指导老师： 目录目录 一、一、设计任务设计任务 二、二、外形尺寸计算外形尺寸计算 三、三、像差容限计算和选型像差容限计算和选型 四、四、P P、W W 法计算初始结构法计算初始结构 五、五、像差像差数据和曲线像差像差数据和曲线 六、六、像质评价和光瞳衔接像质评价和光瞳衔接 七、七、学习体会学习体会 八、八、光学零件图和系统图光学零件图和系统图 一、设计任务一、设计任务 双筒棱镜望远镜设计，采用普罗 I 型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率6 倍； 2、物镜的相对孔径 D/f1：4（D 为入瞳直径
2、，D30mm） ； 3、望远镜的视场角 28； 4、仪器总长度在 110mm 左右，视场边缘允许 50%的渐晕； 5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm，棱镜采用 K9 玻璃，两棱 镜间隔为 25mm。 6、lz 810mm 二、外形尺寸计算二、外形尺寸计算 已知望远镜为参数： 6 ，D/f1：4，D30mm，28，L=110mm 视场边缘允许 50%的渐晕； 棱镜最后一面到分划板的距离14mm 1求 1 f， 2 f mmff mmDf 20/ 1204 1 2 1 2求出瞳 D D/D=5mm 3求视场 16.7824mm=tan4f2=D 1 视 4. 求 2 5.452tan=tan
3、5计算棱镜 由棱镜几何关系知 K=L/D=2 设棱镜高 h，则 120 15120 5.73912.8 5.7 h 2798.8 hmm D=2h=16.574mm L=2D=33.15mm 取 d=33.5mm 6.计算目镜到棱镜距离 设物镜与棱镜的距离为 d,则 d 需满足 2 120 120 D hd 7616.53 dmm 三、相差容限计算和选型三、相差容限计算和选型 1.1.象差容限象差容限 （1 1）物镜像差容限）物镜像差容限 球差 10H 球差容限0377.0 sin 2 m m Un L 0.707H 球差容限 2263.0 sin 6 2 707.0 m h Un L 正弦差
4、 02.0 sin2 m s Un K 色差 在 0.5OH 接近 0 （2 2）目镜像差容限目镜像差容限 目镜需要校正的有正慧差、像散、场曲、畸变、倍率色差 06.003.002.0 %12%7%5 4.26.18.0 4.26.18.0 014.0014.0014.0 60603030 FC t ts T y q x x K 2.2.选型选型 （1 1）物镜选型）物镜选型 望远镜物镜视场较小， 需要校正球差、 色差和正弦差等轴上色差。 根据物镜特点和要求选择：双胶合物镜。双胶合物镜结构简单， 制造装配方便，光能损失小，玻璃选择得当，可以同时校正球差、色 差和正弦差，适用于小孔径的使用场合，
5、视场角小于 10 。 对于有棱镜转向系统的望远镜， 采用物镜和棱镜互补的方案校正 像差。 （2 2）目镜选型）目镜选型 目镜特点：小孔径，大视场，短焦距，光阑远离透镜组的光学系 统，轴上像差较小，轴外色差难校正。 根据目镜特点和设计要求选择：凯涅尔目镜。凯涅尔目镜特点: 增加一个胶合面用来校正倍率色差， 同时把场镜和接远目镜的间隔进 一步减小，结构减小，场曲减小。成像质量优于冉斯登目镜，视场大 于冉斯登目镜，视场约为 40 到 50 之间。 四、四、P P、W W 法计算初始结构法计算初始结构 1 1、物镜计算、物镜计算 （1 1）选取双胶合物镜）选取双胶合物镜 D=30mm，h=15mm,hZ=0,J=n uy=1.0489,其中 125.0 f h u （2）计算平板象差 u=0.125，uZ= 4=-0.0698，675.332d,5163.1n,1.64 003667.0 )1( 003404.0)( 006096.0 1 2 2 2 4 3 2 u n nd C u u SS u n n dS IP Z IPP IP (2)(2)物镜象差物镜象差 由物镜和棱镜互补得； 003667.0 003404.0 006096.0 I P I C S S
