光学课程设计--缩放法设计对称式目镜

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1、 第 1 页 共 24 页 光学设计课程设计说明书光学设计课程设计说明书 设计题目设计题目： 缩放法设计对称式目镜 学学 院院： 电气工程学院 年级专业年级专业： 学学 号号： 学生姓名学生姓名： 指导教师指导教师： 教师职称教师职称： 副教授 第 2 页 共 24 页 课程设计任务书课程设计任务书 基层教学单位： 自动化仪表系 指导教师：王志斌 学号 学生姓名 （专业） 班级 设计题目 采用缩放法设计对称式目镜。 设 计 技 术 参 数 技术要求为视场 。 42 焦距 30mm 出瞳直径 3mm 出瞳距离 6mm 设 计 要 求 设计各个参数；上机用软件进行优化，确定最后的设计结构，满 足像

2、差要求 参 考 资 料 1、刘钧，高明编著， 光学设计 ，2006，西安电子科技大学出 版社，西安 2、光学仪器设计手册 ，1971，国防科技出版社，北京 3、光学设计软件 ZEMAX 周次 第一周 1-3 第一周 4-5 应 完 成 内 容 计算设计处望远物镜的各个参数 上机进行优化设计，确定最后的设 计结构 指导教 师签字 基层教学单 位主任签字 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2013 年 7 月 6 日 第 3 页 共 24 页 目录目录 第一章第一章 引言引言4 4 第二章第二章 设计原理设计原理5 5 2.1 2.1 对称式目镜对称式目镜5 5 2.22

3、.2 缩放法缩放法6 6 第三章第三章 设计过设计过程及上机软件优化分析程及上机软件优化分析7 7 第四章第四章 心得体会心得体会2323 参考文献参考文献2323 第 4 页 共 24 页 第一章 引言 目镜是目视光学系统的重要组成部分。被视察的物体通过望远镜和显微物镜成像在 目镜的物方焦平面处，经目镜系统放大后将其成像在无穷远处，供人眼观察。 从目镜的光学特性来讲，具有以下特点： （1）焦距短。一般目镜的焦距在 15mm-30mm 左右，和一般望远镜比起来，焦距短 是它的一个特点。 （2）相对孔径比较小。由于目镜的出射光束直接进入人眼的瞳孔，人眼瞳孔的直径 一般在 2mm-4mm 左右变化

4、， 因此大多数实验室仪器出瞳直径一般在 2mm 左右， 目镜焦 距常用的范围为 15mm-30mm，故目镜的相对孔径一般小于 1/5. （3）视场角大。通常在 。 40左右，广角目镜的视场在 。 60左右。 （4）入瞳和出瞳远离透镜组 目镜设计原则：在设计目镜时，通常按反向光路计算像差，即假定物平面位于无限 远，目镜对无限远目标成像，在目标的焦面上衡量系统的像差。至于目镜的光瞳位置， 可以按两种方式给出。第一种方式是把实际系统的出瞳作为反向光路时目镜的入瞳，给 出入瞳距离 p，入瞳直径 D 等于系统要求的出瞳直径。在目镜像差校正的过程中，要求 保证边缘视场的主光线通过正向光路时物镜的出瞳中心（

5、即正向光路目镜的入瞳中心） 。 其他视场的主光线，由于存在光阑球差并不通过同一点，这样计算出来的像差和实际成 像光束的像差虽完全不同，但一般较小，可以忽略。第二种方式是如果像差计算程序能 够在给出实际光阑后自动求出入瞳位置，并用调整主光线位置的方法，保证不同视场的 主光线通过实际光阑的中心。这样可以把正向光路时物镜的出瞳作为实际光阑给出，计 算出来的像差和实际成像光是的情况符合。本设计采用第一种方法。 在望远镜和显微镜中，目前常用的目镜有惠更斯目镜、冉斯登目镜、凯涅耳目镜、 对称式目镜、无畸变目镜和广角目镜。 对称式目镜是目前应用很广的一种中等视场的目镜，本设计采用缩放法设计对称式 目镜。 第 5 页 共 24 页 第二章 设计原理 2.1 对称式目镜 对称式目镜的结构如图 1 所示。 它由两个双胶合透镜组合而成，虽然目镜组的总厚度比较大，我们仍可以把它看作 是一个薄透镜组来近似的分析像差的性质。由薄透镜系统的消色差条件知道，如果这两 个胶合透镜分别消色差，则整个透镜组同时消除了轴