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目镜的选型及结构参数的确定
一、选型
f'?20mm,2w'?45.5?,D'?5mm,lz?8~10mm
故选用凯涅尔目镜
二、 初始结构参数的求解:
(1) 确定接眼镜的结构:
由于场镜一般比较靠近像面,对整个目镜的焦距影响不大,因此接眼镜的焦距应该和目镜的焦距近似相等而稍微大一些。一般大约等于总焦距的1.2倍左右。即:
''f眼?1.2f目?1.2?20mm?24mm
单个透镜组对无限远的物体成像时,要求像散、彗差同时为零,即:
SII?hzP?JW2?????0?SIII?hzP?2JhzWP?P0?0.85(W?hz?0.4P0,W???J2?0
?0.15)2?2.6P0归一化:
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'h?1,f眼?1,y'?1,u'?1 y'??f'u'?u'??1z眼z若取lz??10mm
?10?lz?'mm??0.415mmf眼hz?lzuz?0.415mm(hz代表入瞳位置)
代入hz?0.4P0,得
2?0.4? P0??0.415??0.929
?? 由于视场角较大,要校正倍率色差,且不补偿物镜,目
镜自身校正像差,即CII?0?CI?0
老师提供了三对符合条件的玻璃对,分别是ZF3-ZK3,ZF5-ZF6,ZF6-ZK10。我选用了ZF6-ZK10,下面即为此对玻璃的初始结构计算:
查表可以得到,此对玻璃的结构参数为: P0?0.91259 Q0?3.994960 W0??0.195197 ?1??0.941780
经过与上述望远物镜类似的计算过程,可以得到:
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W???2.6P0??2.48377W??W0Q?Q0??2.6245571.67?2??1?Q?1.682777?1??1n1?1??2?0.435386
1??1?3??2???1.43906n2?1'f又因为:眼?24mm
故有:
r1?r2?r3?'f眼?1'f眼?55.12mm?14.262mm
?2'f眼?3??16.678mm双胶合接眼镜负透镜的厚度可以取为1.5mm,正透镜的厚度可以取为4.5mm。
(2)确定场镜的结构:
原则:场镜的光焦度应保证物镜的出瞳和目镜的入瞳成物象关系。
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111??''lz1lz1f眼取lz1?lz??10mm?lz'1??17.2mm接眼镜与场镜之间的距离d取为18mm
' lz2?lz1?d??35.2mm
考虑到并非真实所求,因接眼镜有厚度,而且两个透镜都有主面位置,故取lz2??42mm
''l?2mml要求f,取2、3、4、5均可,不妨取f?5mm
物镜框是孔径光阑,有
'''l?f?l z21f?(120?5)mm?125mm
由高斯公式
111??''lz2lz2f场'?f场?31.4mm
场镜采用K9玻璃,并做成平凸形,厚度取4.5mm
??(n?1)(?4??5)
n?1.5163 ?5?0
?r4?
1
?4?16.212mm
r5??
目镜结构如图:
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目镜象差计算和象差容限
一、目镜所需校正的像差:
目镜的特点是:焦距短、视场角大、相对孔径小,且入瞳和出瞳都离透镜组有一定的距离。因此,目镜的轴外像差一般比较大,必须校正。这就决定了目镜的结构形式通常比较复杂。
目镜一般来说所需校正的像差主要有:彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差等。 二、像差容限:
根据视场的不同,目镜各个像差的容限也互不相同。 各像差的具体容限如下所示:
视场中心2?
像 差 'kT 'xts 孔 径 <30° 30°~60° >60° 1.5? n?sinU?2屈光度 2屈光度 1.5? n?sinU?4屈光度 4屈光度 1.5? n?sinU?6屈光度 6屈光度 xt',xs' - 25 -