外形尺寸計(jì)算第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日外形尺寸計(jì)算基本要求：第一，系統(tǒng)的孔徑、視場、分辨率、出瞳直徑和位置；第二，幾何尺寸，即光學(xué)系統(tǒng)的軸向和徑向尺寸，整體結(jié)構(gòu)的布局；第三，成像質(zhì)量、視場、孔徑的權(quán)重。第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日例一：只包括物鏡和目鏡的望遠(yuǎn)系統(tǒng)第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算一個(gè)鏡筒長L=f1′+f2′=250mm，放大率Γ=-24，視場角2ω=1o40′的刻普勒望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸。（一）

求物鏡和目鏡的焦距第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日（二）求物鏡的通光孔徑物鏡的口徑取決于分辨率的要求，若使物鏡的分辨率與放大率相適應(yīng)，可根據(jù)望遠(yuǎn)鏡的口徑與放大率關(guān)系式?！軩1/2.3求出D1,只是為了減輕眼睛的負(fù)擔(dān),才取物鏡的口徑D1=1.5Γ=36mm（三）求出瞳直徑第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日（四）視場光闌的直徑D3（五）求目鏡的視場角2ω′

（六）求出瞳距l(xiāng)z′

第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日（七）求目鏡的口徑D2（八）目鏡的視度調(diào)節(jié)

（九）選取物鏡和目鏡的結(jié)構(gòu)由于物鏡的相對孔徑D/f′=36/240=1/6.67，焦距f′=240mm，選用雙膠合物鏡即可。由于目鏡的視場只有38o30′，有沒有其它特殊要求，則選用開涅爾目鏡或?qū)ΨQ目鏡均可。第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、帶有棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日例二：雙筒望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸：望遠(yuǎn)鏡的放大率為，視場角，出瞳直徑，物鏡的相對孔徑為1：4，使用普羅Ⅰ型轉(zhuǎn)像棱鏡。計(jì)算步驟如下：（一）求物鏡的口徑（二）求目鏡的視場角

第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日（三）求物鏡的焦距

（四）求目鏡的焦距

第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日（五）視場光闌的直徑

（六）計(jì)算普羅Ⅰ型棱鏡的幾何尺寸第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日如果不要求棱鏡限制光束，則棱鏡的通光口徑應(yīng)為:第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日圖中Fˊ點(diǎn)為物鏡的焦點(diǎn)，為了使目鏡與棱鏡Ⅰ不相碰，需留有空隙a=4mm，并設(shè)兩棱鏡的間隔b為2mm。棱鏡的展開厚度dⅠ和dⅡ與其通光口徑DpⅠ和DpⅡ的關(guān)系為：則等效空氣板厚度為

第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日根據(jù)圖b可得距離aⅠ和aⅡ?qū)Ⅰ、aⅡ分別代入Dp中得到DpⅠ和DpⅡ的表達(dá)式：

第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日其中求得

棱鏡Ⅰ的斜邊長度為57.356mm，棱鏡Ⅱ的斜邊長度為45.714mm。第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、具有透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡

一個(gè)具有雙鏡組轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸（均以mm為單位）。已知：望遠(yuǎn)鏡的放大率Γ=6，視場角2ω=8o，鏡管長度L要求為1000mm，出瞳直徑Dˊ=4mm，軸外光束可有2/3的漸暈，即K=1/3，轉(zhuǎn)像透鏡的通光口徑與物鏡的像面直徑相等。設(shè)lz=-100mm。第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日根據(jù)圖中給定的幾何成像關(guān)系確定物鏡的焦距f1ˊ

轉(zhuǎn)像系統(tǒng)為的雙鏡組系統(tǒng)，考慮到轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的成像質(zhì)量以及場鏡和分劃板通光口徑的勻稱性，宜將轉(zhuǎn)像系統(tǒng)做成對稱的結(jié)構(gòu)，即第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日因?yàn)橥哥R組L1、L2和L3又組成了一個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)，所以有而前面已設(shè)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)通光口徑與物鏡的像面相等而，所以第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日再由給定的漸暈條件，即，以及轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的放大率，可從圖中得到該式有兩個(gè)解，應(yīng)取f1ˊ＞0且f1ˊ＜L的解。

第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日把有關(guān)的數(shù)值代入，求得f1ˊ=198.94，又因D=ΓDˊ=24mm,則可求得第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日鏡筒長度為

與給定的筒長為1米的條件相符,滿足要求。

（二）確定場鏡的焦距為了使光闌在系統(tǒng)中互相銜接，場鏡應(yīng)該使物鏡的出瞳與轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的入瞳重合。而轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的光闌位于L3

、L4的中間，其入瞳可由高斯公式求出第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日將代入，則轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的入瞳到場鏡的距離為第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日由于，則整個(gè)系統(tǒng)的入瞳經(jīng)物鏡L1所成像的像距為根據(jù)上述的光瞳銜接的原則，利用高斯公式可求得場鏡的焦距

第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日（三）求出瞳的位置轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的孔徑光闌經(jīng)透鏡組L4和L5成像就是整個(gè)系統(tǒng)的出瞳。根據(jù)高斯公式可求出第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日求系統(tǒng)的橫向尺寸

D1小于軸上點(diǎn)的通光孔徑D故應(yīng)取D1=24。