光学设计概要与像差校正实用教案

1、第一节第一节 对光学系统的要求对光学系统的要求(yoqi)光学系统设计光学系统设计一一 光学系统的基本光学系统的基本(jbn)特性特性 NA , D/f , f , , L , L Y , Y, 2w ，2w, D入瞳入瞳 , D出瞳出瞳 , Lz 外形尺寸外形尺寸:计算垂轴与沿轴尺寸计算垂轴与沿轴尺寸三三 成象质量成象质量:满足满足第1页/共208页第一页，共209页。第二节 光学系统设计(shj)概述由使用要求(yoqi)决定光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组结构分四个阶段： 外形尺寸计算 初始结构计算 象差校正 象差平衡(pnghng)及象质评价第2页/共208页第二页，共209页。

2、对光学系统要求(yoqi)一 光学系统的基本特性二 外形尺寸： 三 横向及纵向(zn xin)尺寸四 各组光瞳之间的衔接五 三 成象质量第3页/共208页第三页，共209页。 光学系统的外形尺寸计算(j sun)由物镜和目镜(mjng)组成的望远系统结构和光束限制望远镜光路图：第4页/共208页第四页，共209页。三、开普勒望远镜的外形尺寸计算三、开普勒望远镜的外形尺寸计算(j sun)已知筒长已知筒长L、，求开普勒望远镜外形尺寸。，求开普勒望远镜外形尺寸。第5页/共208页第五页，共209页。第6页/共208页第六页，共209页。反射棱镜成像特性:在光路中相当于平行平板轴向位移 L= d (

3、 1 - 1/n) 简单(jindn)棱镜棱镜 复合棱镜 屋脊棱镜第7页/共208页第七页，共209页。棱镜展开(zhn ki)：沿反射面的次序依次展开(zhn ki)等效空气层的厚度nD/4第8页/共208页第八页，共209页。第9页/共208页第九页，共209页。简单(jindn)望远系统结构不考虑(kol)反射倒象棱镜结构(jigu)计算：物镜与目镜的焦距物镜的通光孔径、孔阑、出瞳直径、视场光阑直径、目镜视场角、镜目距、目镜通光孔径、视度调节量、物镜目镜结构第10页/共208页第十页，共209页。视度调节 = mm带有棱镜(lngjng)转象系统的望远系统结构图：100052 目f第11

4、页/共208页第十一页，共209页。第12页/共208页第十二页，共209页。设计要求：双筒棱镜望远系统的设计 （采用普罗(p lu)I 型棱镜结构转象） =6，D/f=1/4 ，2w=8第13页/共208页第十三页，共209页。视场边缘有50%的渐晕 棱镜(lngjng)渐晕25% 目镜渐晕25%棱镜最后一面到分划(fn hu)板距离14mm可以为15、16、17、18mm.第14页/共208页第十四页，共209页。否则第一个棱镜(lngjng)会挡住平行光束出瞳距离Lz 8-10mm第15页/共208页第十五页，共209页。第16页/共208页第十六页，共209页。物镜要与棱镜(lngjn

5、g)产生的象差平衡（五角屋脊棱镜(lngjng)要考虑与物镜的象差平衡）l= d ( 1 - 1/n)等效空气层厚度 d = d / n 好处：光线通过(tnggu)厚度为d的空气层，光线 不偏折第17页/共208页第十七页，共209页。等效空气等效空气(kngq)平板：平板：光线经过光线经过MOPN后，在后，在NP面上面上B点出射情况与光线经过点出射情况与光线经过MORQ后在后在T点出射情况完全相同，不同的是经过点出射情况完全相同，不同的是经过MOPN有折射，经过有折射，经过MORQ则没有，称则没有，称MORQ为为MOPN的等效的等效(dn xio)空气平板，令其厚空气平板，令其厚度为度为

6、。dndnddldTBdd)11 (第18页/共208页第十八页，共209页。先定棱镜口径外形尺寸： NA , D/f , f , , L , L Y , Y, 2w , D入瞳 , D出瞳 , Lz孔阑的设置：位置、大小。孔阑大小由光照度、分辨率、成像质量确定显微物镜(wjng)NA，照相物镜(wjng)D/f第19页/共208页第十九页，共209页。 系统(xtng)第20页/共208页第二十页，共209页。不同(b tn)光学系统孔阑设置远心光路：目镜： 出瞳和眼瞳(yn tn)重合显微物镜：孔阑在低倍物镜 框上 物方：孔阑在象方焦面上像方：孔阑在物方焦面上第21页/共208页第二十一页

7、，共209页。视阑的设置：一般(ybn)在物、像面上图书馆光学仪器设计手册（上）实用(shyng)光学设计方法与现代光学系统光学设计工程光学设计光学设计手册第22页/共208页第二十二页，共209页。由任务书画(shhu)光路图、计算光学参数 物镜：D/f=1/4， D=30 , f1 =120 , 目镜：= 6 , =-f1 /f2 , f2 = 20 .沿轴尺寸较好计算，口径如何(rh)计算？孔径中心能量最大，要拦边缘光第23页/共208页第二十三页，共209页。 系统(xtng)第24页/共208页第二十四页，共209页。棱镜设计(shj)： 形状 厚度：查光学设计(shj)手册 校象差

8、：物镜和棱镜象差一起校正第25页/共208页第二十五页，共209页。y = f物 tg = tg / tga14 (不超过20) b定为2mmC = f 2 d b a 棱镜 2nd=2d=67,2d=67/n=67/1.5162保证不挡轴上光线C 53.7024 目镜焦距(jioj)知道，目镜口径可由渐晕求出第26页/共208页第二十六页，共209页。 几何( j h)计算第27页/共208页第二十七页，共209页。求出h1高，两块棱镜(lngjng)一样大afxxhh111fxxyhh1 = ?棱镜厚4h1,半口径8.5，假设高8.5，厚度d= 8.54=34等效空气(kngq)平板厚d

9、= d / nD/f1 = 1/4 f1 = 120第28页/共208页第二十八页，共209页。第29页/共208页第二十九页，共209页。 系统(xtng)等效光路图第30页/共208页第三十页，共209页。 系统(xtng)结构图第31页/共208页第三十一页，共209页。 第32页/共208页第三十二页，共209页。第33页/共208页第三十三页，共209页。第34页/共208页第三十四页，共209页。有两个渐晕 棱镜(lngjng)最后一面:挡上边25% 光束 目镜 ：挡下边25%的光束望远物镜(wjng)选型：P410课本第35页/共208页第三十五页，共209页。物镜D/f1=1/

10、4， D=30 , f1=120 双胶合(jioh)物镜双分离物镜三片型物镜摄远物镜第36页/共208页第三十六页，共209页。物镜(wjng)可选双胶合f = 120D/f = 1/4目镜型式(xn sh) = tg/ tg= -f1 /f2 2 Lz f2 冉斯登目镜 2：30-40 相对镜目距 Lz =1/4凯涅尔目镜 2：40-50 相对镜目距 Lz =1/2 可选凯涅尔目镜 第37页/共208页第三十七页，共209页。第38页/共208页第三十八页，共209页。 仔细计算外形尺寸显微(xin wi)系统：p410 照明系统 目镜焦面与成象象面重合P388 画显微(xin wi)镜的光

11、学原理图NA=0.1 NA=nsinu =0.1 =-2 Sinu=0.1,u=-0.1, lu=lu,u=0.05 第39页/共208页第三十九页，共209页。显微镜系统 0 ，物放在物镜的F1 前面(qin mian)AB对物镜的象A1B1可在F2上，也可在F2以内。 A1B1的象可在无穷远，也可在250mm-之间L=1 mm , L=4mm 横向放大率 = 2 = 4第40页/共208页第四十页，共209页。 在光学设计中，显微物镜反追，由大量 向小量(xioling)变化计算，很方便书中p211,已用反追算好了，显微物镜结构参数（反追）。P211习题第1题，显微镜lz=-33.6, y

12、=-10,r1=-23 （或-24）（改为大1 mm),反追计算第41页/共208页第四十一页，共209页。第42页/共208页第四十二页，共209页。复习：几何(j h)光学、象差概念 改变（n,r,d) 完善光学系统象差 实际象差= 初级(chj)象差 + 高级象差球差L = A1h 2 + A2h 4 + A3h6 +-改变（n,r,d) ，使初级(chj)象差和高级象差平衡 使L = 0 哪些象差与哪些光学参量(cnling)有关 光学参量(cnling)：D/f (孔径）,2y,2y, 2,2（视场)象差的现象、产生原因、如何消除各种象差第43页/共208页第四十三页，共209页。1

13、. 明确象差概念2.2. 掌握(zhngw)初级象差理论第44页/共208页第四十四页，共209页。象差分类(fn li) 球差L 彗差KT，KS 象散xts 场曲xt ， xs 畸变( jbin)yz 位置色差lFC 倍率色差yFC第45页/共208页第四十五页，共209页。 典型(dinxng)光学系统1 显微镜，望远镜， 照相机，投影仪 成像原理2 外形尺寸计算：轴向尺寸、垂轴 尺寸、通光(tn un)口径、物高、象高、光阑第46页/共208页第四十六页，共209页。 镜头设计和质量(zhling)评价镜头选型： 应用象差理论、 通过(tnggu)光路计算象差,校正象差 设计出质量好,满

14、足使用要求的系统第47页/共208页第四十七页，共209页。光线(gungxin)的光路计算和象差理论 象差理论单色象差:球差,慧差,象散,场曲,畸变色差(s ch):轴向位置色差(s ch),倍率色差(s ch) 要消除哪些象差第48页/共208页第四十八页，共209页。球差: L= L l L正比(zhngb)于U2 沿轴象差，象面上为弥散圆斑球差为零的三对物象(wxing)共轭点第49页/共208页第四十九页，共209页。 正弦(zhngxin)差 SC= KS/y (0.0025-0.00025)慧差子午(z w)慧差弧矢慧差KS 与孔径，视场有关(yugun)KT =3KS正比于U2

15、、)(21zbaTyyyK第一近轴光 第二近轴光第50页/共208页第五十页，共209页。 视场小的宽光束(gungsh)Sc=Ks/y Sc0.00250.00025第51页/共208页第五十一页，共209页。象散：场曲：像面弯曲(wnq) 子午场曲 弧矢场曲第52页/共208页第五十二页，共209页。畸变(jbin)： yyyzz相对(xingdu)畸变：使象变形，成象清晰， 不影响象的清晰度，正比于300100*)(yyyzzy第53页/共208页第五十三页，共209页。位置(wi zhi)色差CFFClll弥散(msn)彩色斑CFFClll近轴光位置(wi zhi)色差第54页/共20

16、8页第五十四页，共209页。倍率(bi l)色差CFFCyyy视场边缘出现彩色(cis)斑完全对称系统=-1，垂轴象差自动消除第55页/共208页第五十五页，共209页。复印机光路结构图第56页/共208页第五十六页，共209页。p260,p261,双分离(fnl)照相物镜：图 9-43 正弦(zhngxin)差，位置色差P264 纵坐标为相对(xingdu)视场9-44：相对(xingdu)畸变9-45：场曲、象散第57页/共208页第五十七页，共209页。象差归纳(gun)象差 定义与孔径视场关系现象校正方法L L- l 正比于 正比于 . 正比于 正比于 正比于 圆斑彩色弥散 正比于 边

17、缘出现彩纹STKK)(21zbaTyyyK2U2UtsXstll2TXSXstll2ZYyyz3FClCFLLFCYcFyy 第58页/共208页第五十八页，共209页。象差曲线(qxin)：沿轴，垂轴，纵坐标会分析、评价(pngji)象差容限的确定各种各类物镜(wjng)要消的象差及要求第59页/共208页第五十九页，共209页。设计(shj)双胶物镜象差、棱镜结构象差、TCOS的使用方法、象差容限象差计算的谱线选择：初级色差(s ch) 阿贝常数用人眼观察的目视系统对D光校单色像差，对F、C光校色差(s ch)CFDDnnn1第60页/共208页第六十页，共209页。第61页/共208页第

18、六十一页，共209页。照相(zho xing)系统 对F光校单色象差 对D光和C光校色差天文望远镜，航空(hngkng)照明对G校单色象差对F光和G光校色差(s ch)第62页/共208页第六十二页，共209页。一般(ybn)系统：)(2121nnn21nndn21211)(5 . 0nnnn第63页/共208页第六十三页，共209页。 像差容限： 第十三章、波像差光沿光线传播：几何像差成象质量(zhling)评价：用波像差，用波动理论波像差：理想(lxing)像面（球面波）与实际像面之差。1倍焦深：2L第64页/共208页第六十四页，共209页。第65页/共208页第六十五页，共209页。

19、瑞利判断成象波面对(min du)球面的变形程度。实际波面与理想波面之间的最大波象差小于/4，波面可认为无缺陷，系统成象是完善的2sinmUn焦深第66页/共208页第六十六页，共209页。P376 光学系统的象差容限2sinmUn边光球差小于等于1倍焦深带光6倍焦深第67页/共208页第六十七页，共209页。SC0.0025-0.00025 即可yscks象散2sinmsttsUnxxx一倍焦深FCl第68页/共208页第六十八页，共209页。 1屈光度11 10.001 0.0015 0.0031Unsin5 . 1tsx,stxxyYqzFCy目f目f目f第69页/共208页第六十九页，

20、共209页。00005100*)(yyyqz相对(xingdu)畸变象面弯曲 、 在人眼的调节范围倍率色差(s ch)以角度表示 0正透镜(tujng)用冕牌，负透镜(tujng)用火石20) 1 . 0(85. 0pp3.根据(gnj)P0 , C 由光学仪器设计 手册查玻璃对由手册表 5-19查玻璃(b l)组合 , Q尽量小第97页/共208页第九十七页，共209页。A . B . C . K. L . Q0 . P0 . W0 . P4.计算(j sun)Q（2-38）5.根据(gnj)Q求:r1 , r2 , r3（2-39，2-40）hSP物,hpS物jwS物第98页/共208页第

21、九十八页，共209页。hSP物JSw2)(hw第99页/共208页第九十九页，共209页。3)(151,120hppphf，规化焦距为2)(hw第100页/共208页第一百页，共209页。由P0 . C查手册 找玻璃参数A . B . C . K. L . Q0 . P0 . W0 . P ； 计算(j sun)Q（2-38）根据Q求:r1 , r2 , r3（2-39，2-40）BaK2 ZF2 玻璃(b l)对（两对）1 = 2.031102 A = 2.404959B = 20.24243 C = 42.85516K = 1.702479 L = 7.0911880第101页/共208页

22、第一百零一页，共209页。课本(kbn)下册P30页 图书馆借光学仪器设计手册算出的结构是焦距为规化为1m的结构参数(cnsh)然后要乘上1000mm，还原，透镜变厚（由几何方法）第102页/共208页第一百零二页，共209页。物镜与棱镜间隔取整，也可保留一位小数， 棱镜厚度也取整。压圈和滚边通光孔径应有多大余量口径多大，凸透镜边缘厚度应多大，稍厚一点(y din)。负透镜中心厚度，口径多大，中心应有多厚第103页/共208页第一百零三页，共209页。TCOS辅助功能：透镜弯曲，焦距(jioj)缩放f120mm 看计算结果及象差曲线L SC KS =sc y FCL第104页/共208页第一百

23、零四页，共209页。 校0.707带光球差校正到 容限范围(fnwi)为6倍焦深 边光球差为1倍焦深 0.707带光色差为零， 边光色差和零孔径最大（对称） 理论位置色差为在1倍焦深内F . C 光交点为位置色差， SC 在 （0.0025-0 . 00025）之间看球差在容限范围(fnwi)内否校正球差方法 ： 弯曲半径 整体弯曲（保证光焦度不变，选最佳值）第105页/共208页第一百零五页，共209页。手动r1 r2 ，r3 对哪个(n ge)像差变化大先手动 r3，位置色差(s ch)敏感，校正位置色差(s ch)标准f=120最后f: 119.5120.5第106页/共208页第一百零

24、六页，共209页。半径r要套标准半径(查手册)厚度(hud)d取整交结果第107页/共208页第一百零七页，共209页。1.回顾初始结构计算2.上机校正象差方法3.目镜设计参考(cnko) 天津大学第108页/共208页第一百零八页，共209页。第一节 引言第二节 用代数法求解初始结构第三节 各种典型物镜(wjng)结构的设计思想和象 差分析 光学系统初始(ch sh)结构的计算方法第109页/共208页第一百零九页，共209页。1.望远物镜(wjng)2.显微物镜(wjng)3.摄影物镜(wjng)第110页/共208页第一百一十页，共209页。第四节 从已有资料(zlio)中选择初始结构的

25、方法1.物镜选型2.缩放焦距3.更换(gnhun)玻璃4.估算初级象差 （间隔、入射高、等）第111页/共208页第一百一十一页，共209页。二 校正(jiozhng)象差的选择光学系统分类(fn li)大孔径(kngjng),小视场小孔径(kngjng),大视场大孔径(kngjng),大视场第112页/共208页第一百一十二页，共209页。三 象差方程(fngchng)四 解方程求初始结构参数(cnsh)五 (一) 确定透镜的通光口径六 初级象差理论、计算毛坯七 透镜固定时,有一定的压边 八 裕量，用表格表示，滚边（很小），压圈（可拿下来）第113页/共208页第一百一十三页，共209页。第

26、114页/共208页第一百一十四页，共209页。(二) 透镜(tujng)的厚度确定和透镜(tujng)厚度负透镜中心(zhngxn)厚度:pDdd)12. 01 . 0(min正透镜(tujng):2min1KdKD第115页/共208页第一百一十五页，共209页。第116页/共208页第一百一十六页，共209页。间隔(jin g): 分离 : 0.10.3mm范围mind第三节 典型物镜的设计思路(sl)和象差分析目的(md):第117页/共208页第一百一十七页，共209页。双胶合物镜(wjng),三个变数双分离(fnl)物镜三片型物镜远摄物镜第118页/共208页第一百一十八页，共20

27、9页。三 显微(xin wi)物镜消色差物镜复消色差物镜（彩色校二级光谱：萤石）平场消色差物镜（照相系统，校场曲）平场复消色差物镜:（用于彩色,CCD，照相系统，校场曲）结构(jigu)型式第119页/共208页第一百一十九页，共209页。四 摄影物镜(wjng)（大孔径 、 大视场）七种象差各种结构(jigu)型式第四节 从已有资料中选择初始结构各种类型物镜(wjng)基本光学特性间的关系（图示、曲线）第120页/共208页第一百二十页，共209页。二 缩放焦距(jioj):*ffrrii*ffddii三 更换玻璃(b l): 校正色差、校场曲、 光焦度分配消色差已有焦距缩放后的焦距、iif

28、f*第121页/共208页第一百二十一页，共209页。负透镜要检查中心(zhngxn)是否太薄第四章 计算结果处理与象差校正和平衡(pnghng)方法第一节 概述(i sh)第二节 计算结果图示一、光路图二、各种象差曲线图第122页/共208页第一百二十二页，共209页。二. 各种( zhn)象差曲线图1.轴上点象差曲线图2.轴外点细光束(gungsh)象差曲线图3.轴外宽光束(gungsh)象差曲线图第123页/共208页第一百二十三页，共209页。4.1 概述4.2 计算结果图示方法4.3 象差平衡方法4.4 计算结果处理方法4.5 象差校正(jiozhng)4.6 高级象差概述4.7 初

29、级象差理论在象差 校正(jiozhng)中的作用4.8 光学玻璃在象差校正(jiozhng)中的作用 第124页/共208页第一百二十四页，共209页。计算结果处理：寻找最佳象面（最佳象面不为(b wi)高斯象面）第125页/共208页第一百二十五页，共209页。代数法：用PW法求象差，用平衡初级象差的方法，求新的结构(jigu)参数试验法：改一个面或参数，列象差变化表，看哪个面对哪个象差更加敏感(mngn)；用内插法和外推法，求新的结构参数象差自动(zdng)校正法：评价函数哪些参数权因子 人工干预第126页/共208页第一百二十六页，共209页。4.2 计算结果图示: 光路图 象差曲线图

30、渐晕图P346 特性(txng)曲线:轴上点象差曲线(qxin)轴外点细光束象差轴外点光束象差曲线(qxin)图:弥散斑第127页/共208页第一百二十七页，共209页。L大视场球差TX宽光束(gungsh)场曲第128页/共208页第一百二十八页，共209页。拦光离焦渐晕图,不同(b tn)视场光瞳第129页/共208页第一百二十九页，共209页。第二节 象差平衡(pnghng)方法一. 球差平衡二. 慧差平衡三. 细光束子午场曲和弧矢场曲平衡四. 畸变平衡五. 轴外象差特性(txng)曲线六.六. 色差的平衡第130页/共208页第一百三十页，共209页。慧差：小视场光学系统SC0.002

31、5 显微镜和望远镜ySCKs3sTKK大视场光学系统：在0.7视场校正(jiozhng)慧差使中央的大部分象面上的成象(chn xin)质量提高,视场边缘的象质相对下降.第131页/共208页第一百三十一页，共209页。三. 细光束(gungsh)子午场曲和孤矢场曲0.707视场象散为零tXsX为正负(zhn f)5个屈光度100052 目fXts第132页/共208页第一百三十二页，共209页。四 畸变(jbin)5 53 5yByAyz3%以内,人眼不能感觉(gnju)有变形第133页/共208页第一百三十三页，共209页。五 轴外象差大视场、 大孔径系统的轴外光束采用(ciyng)拦光方

32、法六 色差(s ch)的平衡(一) 位置色差(s ch)的平衡第134页/共208页第一百三十四页，共209页。第四节 计算结果的处理(chl)方法一 光阑位置(wi zhi)的选择第五节 象差校正(jiozhng)用代数法校正 用试验法校正第135页/共208页第一百三十五页，共209页。0221121消位置色差:重新确定各透镜的光焦度，使位置色差得以校正；或换n相同（单色象差不变）,不同的玻璃.校球差和子午彗差用整体(zhngt)弯曲方法第136页/共208页第一百三十六页，共209页。双胶合可冕牌玻璃在前,也可火石玻璃在前(公式(gngsh)不同)象差变化量表校正象差:计算初始结构象差5

33、.找出最有利的自变量进行象差校正6.更换玻璃校正色差（换n相同，单色象差不变,不同(b tn)的玻璃）.7.调整光阑位置第137页/共208页第一百三十七页，共209页。初级象差系数(xsh)校正1.参数修改. r , d做一个象差计算变化表2.套体弯曲. 换象差变化较大的面的半径3.变换光焦度(对应(duyng)面上变换光焦度)第138页/共208页第一百三十八页，共209页。对称结构中对应面上交换光焦度使球差和象散近似不变,只改变慧差和畸变(jbin)还能保证色差和S不变(2)靠近光阑对应面上交换(jiohun)光焦度用于 校正畸变第139页/共208页第一百三十九页，共209页。第六节

34、减小剩余(shngy)象差的方法一.重新分配光焦度二.运用n大的玻璃三.复杂化四.加入无光焦度校正(jiozhng)板或不晕透镜五.利用折射球面的反常区第140页/共208页第一百四十页，共209页。六.利用(lyng)胶合面的折射率差七.利用(lyng)非球面第141页/共208页第一百四十一页，共209页。第七节 初级象差理论(lln)在象差校正中的应用光阑位置移动（下面(xi mian)三种象差不变）球差iiSS*VVSS*场曲CC*位置(wi zhi)色差第142页/共208页第一百四十二页，共209页。摄远物镜设计(shj)的原则同心原则(yunz)，对称原则(yunz)（=-1，垂

35、轴象差自动消除；视场大时，球面弯向光阑；孔径大，背向光阑）(1)消色差胶合(jioh)面 (3)消象散胶合(jioh)面 (2)消球差胶合(jioh)面 五 复杂化1加胶合面第143页/共208页第一百四十三页，共209页。上机：三片物距(柯克型) 照相(zho xing)物镜物镜,外形解好,校正好物镜象差 L SC FCL第144页/共208页第一百四十四页，共209页。目镜设计(shj) 外形尺寸设计(shj) 计算及上机二.目镜(mjng)光路与初步设计（目镜(mjng)要反追）接眼镜(ynjng)结构参数:查光学设计手册）目眼(2420*2 . 12 . 1ff;10ZL（设计手册的规

36、定）眼mmhfLzZ415. 02410第145页/共208页第一百四十五页，共209页。第146页/共208页第一百四十六页，共209页。第147页/共208页第一百四十七页，共209页。根据单个透镜对无限(wxin)远目标成象.应满足:04 . 0phz06 . 2p93. 0415. 04 . 02op; 0tsX0TK第148页/共208页第一百四十八页，共209页。为校正(jiozhng)0C93. 00p(一) 目镜设计要求及选型：目=12.5、f目=20mm,lz=10mm,D出瞳 =5mm,2 =45(选凯涅尔目镜，它是在冉斯登目镜基础上发展来的，可放分划(fn hu)板）(二

37、) 利用双胶合透镜 查表选玻璃使高级象差小，应尽量选 和 绝对值小的玻璃0p10Q第149页/共208页第一百四十九页，共209页。3ZF7172. 11n3ZK948.0,5892.102pn5 .2911 .4, 2 .6102Q93. 0193. 12第150页/共208页第一百五十页，共209页。将 代入0P5 . 2948. 06 . 26 . 20p2 . 0,72. 267. 12 . 05 . 21 . 467. 1000QQ79. 172. 293. 02Q第151页/共208页第一百五十一页，共209页。5 . 079. 17172. 093. 01211n48. 1589

38、2. 093. 179. 11223n第152页/共208页第一百五十二页，共209页。接眼透镜(tujng)焦距:24目f485.02411fr36.1379. 12422fr14.1649. 12433fr第153页/共208页第一百五十三页，共209页。第154页/共208页第一百五十四页，共209页。第155页/共208页第一百五十五页，共209页。2 .1724,1011zzlfl眼18d2 .35182 .1712dllzz考虑两个透镜(tujng)都有主面位置： mm5,42F2llz取 mm12512052物fllFz（孔阑设在物镜框(jngkung)上） d自设，此取第156

39、页/共208页第一百五十六页，共209页。2 .16) 15163. 1 (4 .31) 1(1421nfrn场5r 场镜采用(ciyng)玻璃，并做成平凸形，有：第157页/共208页第一百五十七页，共209页。校： sTkktsxtxsxzyFCy第158页/共208页第一百五十八页，共209页。 屈光度124615%7%12%10.0010.00150.00311Unsin5 . 1tsx,stxxyYqzFCy目f目f目f第159页/共208页第一百五十九页，共209页。第160页/共208页第一百六十页，共209页。场镜焦距(jioj):)(121 n场211111rrnf场目镜(m

40、jng):接眼镜与场镜结合并反追结构第161页/共208页第一百六十一页，共209页。rdnDnFnc1.5113.364.51.717216.14181.598116.24.51(填0） 1.5163第162页/共208页第一百六十二页，共209页。目镜(mjng)的象差容限象散： 屈光度 4tsXtXsX（倍率色差）2FCY慧差（渐晕）：（难校）5.0sin23)5.0(UnKT（各个视场、各个孔径要看）畸变：边缘(binyun)q5%,中心q3%第163页/共208页第一百六十三页，共209页。说明(shumng)：设计(shj)说明书象差计算结果工程图纸CAD手画换玻璃要查：光学仪器设

41、计(shj)手册第164页/共208页第一百六十四页，共209页。套标准(biozhn)半径：设计手册上有一系列标准(biozhn)半径套选几组：试着计算(j sun)象差厚度够不够，焦距是否符合(fh)，象差合格否？光瞳衔接12512052物fLLZZ第165页/共208页第一百六十五页，共209页。f ：以主面位置(wi zhi)为参考 ； ：以顶点位置(wi zhi)为参考 FL第166页/共208页第一百六十六页，共209页。第五(d w)讲 （2学时） 象质评价(pngji)与象差公差第167页/共208页第一百六十七页，共209页。第一节 象质评价(pngji)方法简介一 瑞利判断

42、二 中心点亮度(lingd)（点列图）三 分辨率四 点列图五 五 光学传递函数第168页/共208页第一百六十八页，共209页。一. 瑞利判断二. 波象差0.1D第178页/共208页第一百七十八页，共209页。边界条件:透镜曲率半径受限于中心厚度和边缘厚度,不能任意修改折射率,也受限于材料(cilio)种类3.自动设计:构造评价(pngji)函数.一组结构参数X1.X2.XN的值.第179页/共208页第一百七十九页，共209页。使评价(pngji)函数具有尽可能小的值是求多元函数的极值问题,属于数学上的最优化问题.迭代(di di)过程:逐次修改结构参数,使评价函数达到极小的过程.方法:最

43、小二乘法（缺点:进入一个极值出不来）适应法：人工，应有设计经验第180页/共208页第一百八十页，共209页。第二章 适应(shyng)法一. 方法、思想二. 优点(yudin)三. 适应法的数学基础第181页/共208页第一百八十一页，共209页。一般：象差的个数M大于结构(jigu)参数N.即MN而在适应法中,并不同时控制(kngzh)所有象差适应(shyng)法:挑选若干个较重要的象差控制:NM 即适应法中象差的个数M等于或小于结构参数的个数N第182页/共208页第一百八十二页，共209页。参量改变量新象差，原始象差，xFFxAFF*00*0*FFxA优先控制）（要确定哪些象差需要达到

44、目标值适应法优点：象差独立NMffffFM*3*2*1*,第183页/共208页第一百八十三页，共209页。确定哪些象差优先(yuxin)控制(1)边界条件,厚度(hud)不太薄 d0.1D(3)1.48n1.80TCOS的功能介绍(jisho)(TCOS软件说明书)第184页/共208页第一百八十四页，共209页。计算绘制点列图点列图能量分布(fnb)曲线自动寻找最佳象面位置第185页/共208页第一百八十五页，共209页。第三章 自动(zdng)优化功能适应法:参加校正象差个数不大于自变量个数,要平衡(pnghng)的象差由设计人员自己定,、f也可作为象差来校正.37种象差的表示(bios

45、h)方法.自动校正功能的实现第186页/共208页第一百八十六页，共209页。输入的初始(ch sh)数据半径要加”V”变红,选择(xunz)要校正的象差(光焦度也可作为一种象差来校正)校正时可中断自动优化,注意随时将自动优化结果(ji gu)存盘第187页/共208页第一百八十七页，共209页。软件(run jin)说明书中第四章 TCOS象质评价及其它计算(j sun)功能目镜看输出(shch)的象差结果D 光各视场画图表示: sTkktxsxFCyzy第188页/共208页第一百八十八页，共209页。第189页/共208页第一百八十九页，共209页。点列图能量(nngling)分布不同颜色(yns)代表不同视场的光线能量分布(fnb)曲线:0.8Y能量分布(fnb):0.017颜色不同,视场不同 80%第190页/共208页第一百九十页，共209页。1W 0.0199半径(bnjng) 0.04 25线对/mm 0.016 0.032传递函数MTF:不同颜色(yns)反映不同视场第191页/共208页第一百九十一页，共209页。有50%渐晕,视场边缘(biny