3
4
6
10
(ｂ) 双胶合-单:
相对孔径 D f '为 1／3～1／2，透镜 口径 D ＜100㎜,视
场角 2＜5º。
(ｃ) 单-双胶合:
相对孔径 D f ' 为
1／3～1／2.5， 透 镜口径 D ≤100㎜, 视
场角 2＜ 5º。
（ｄ）三分离:
相对孔径 D f ' 为
⒈ 正-负镜组远离摄远物镜设计
这种结构形式的优点有：
⑴ L（系统长度）＜ f ',一 般 L＝（2／3～ 3
／4） f '
⑵ 因为由两薄透镜组构成，因此可能校正4 种单色像差—球差，彗差，场曲和像散，因此 它的视场角比较大，同时可利用它的校正像差 的能力来补偿目镜的像差，使目镜的结构简化， 或提高整个系统的像质。
球差、彗差和轴向色差。
由于望远物镜要和目镜、棱镜或透镜式转 像系统配合使用，所以在设计物镜时应当 考虑到它和其它部分的像差补偿。
望远镜属于目视光学仪器，设计目视光学 仪器一般对F光（ 486.3nm）和C光 （ 656.28nm）计算和校正色差，对D光 （ 589.3nm ）校正单色像差。
双胶合物镜是一种常用的望远物镜，它的结 构简单，光能损失小，合理选择玻璃和弯曲 能校正球差，彗差和色差，但不能消除像散， 场曲与畸变，故视场不大，一般不超过10º， 二级光谱与色球差也不能校正。
对于双胶合物镜，一般在焦距不长，相对孔 径不大的系统中采用。
若物镜焦距加大，相对孔径则随之减少， 在获得优良像质的情况下，它们之间的对 应关系如下表 ：
其他因素有关，必须同时兼顾: 1.和仪器体积、重量的关系 2.和视场角的关系
3.仪器的使用条件对视放大率的限制 4.望远镜的有效放大率 （二）视场角2ω （三）出瞳直径D′ （四）出瞳距离LZ′ （五）分辨率 （六）视差角
望远系统的放大率主要有以下几种：
垂轴放大率
2、结构类型
望远物镜分折射式、反射式和折反射式三 类。
（1）折射式物镜
折射式物镜种类很多，主要有双胶合、双 胶合-单、单-双胶合、三分离、对称和摄远 6种。其主要光学特性、特点如下：
（ａ）双胶合:
视场为2 ＜10º，不同
焦距适用的最大相对孔
径 f / D 为：
f
50 / 1 、150 / 1 、300 / 1 、1000 / 1 。
物镜焦距与相对孔径的对应关系
焦距
50 100 150 200 300 500 1000
相对 孔径
1
1
1
3 3.5 4
11 56
11 8 10
⒉ 双分离物镜设计
双分离物镜的正负透镜用一空气隙隔开，弯 曲较双胶合物镜自由，能减少中间带球差， 加大相对孔径（1／2.5～ 1／3），视场角达 12º，色球差不能校正，二级光谱由于透镜分 离而略有增大。
tan
Γ=
tan
f1
f2
第二节 望远物镜设计 一．望远物镜光学特性与结构类型 ⒈ 光学特性 （1）相对孔径不大； 望远物镜的相对孔径D/f’一般小于1/5。 （2）视场较小； 通常望远物镜的视场不大于10°。 由于望远物镜视场较小，因此，通常只校正
1／2～1／1.5，视
场角2短焦距、大视 场、小相对孔径使
用，f '＜50，D f ' ＜
1／5，2 ＜30º。
（ｆ）摄远㈠：
由正、负两个分离薄 透镜组构成，系统长 度小于焦距，系统的 相对孔径受前组相对 孔径的限制。
（ｇ）摄远物镜㈡：
由双胶合-厚弯月构 成。
（2）反射式和折反射式物镜
反射式和折反射式物镜在大孔径、长焦距的望远系 统中采用。
双反射面系统是应用较多的反射式物镜，主要有三 种形式：
一是卡塞格林系统，其主镜（大反射镜）是抛物面， 副镜（小反射镜）是双曲面，成倒像，镜筒短；
二是格里果里系统，其主镜仍是抛物面， 副镜是椭球面，成正像，镜筒长。
双分离和双胶合物镜比较有如下优缺点：
⑴ 适用于直径加大的情况,双胶合物镜因受 胶层应力及脱胶的影响，直径不宜超过100 ㎜，而双分离物镜没有这种限制；
⑵ 光能损失比双胶合物镜大些；
⑶ 双分离物镜装配对中困难，使用中也容易 丧失共轴性。
三．摄远物镜设计
摄远物镜是由一正透镜组和一远离的负透镜 组成，或在双胶合物镜后加一块厚弯月形透 镜组成。这种物镜除校正球差，彗差和像散 外，由于后组是负光焦度，故能校正场曲。 这种物镜主面外移，能缩短筒长。
另外，对于军用光学仪器来说，仪器的外 形、体积和重量也是十分重要的技术指标。
除此以外，一般还提出一些保证产品质量 的技术条件，如：分辨率、视差角。对双 眼仪器，还有光轴平行性和相对像倾斜的 要求。
（一）视放大率Γ 视放大率必须满足对仪器的精度要求: 1.观察仪器 2.瞄准仪器 3.测距仪器 视放大率除了和仪器的精度有关外，还和
第四章 典型光学系统设计
要求 ：
掌握各种典型光学系统的特点、类型 和设计方法。
重点： 根据仪器要求确定光学系统的类型。
第一节 望远光学系 统
一、望远系统的一 般特性
望远系统一般由物 镜、目镜和棱镜 （或透镜）转像系 统构成。
物镜（孔径光阑） 视场光阑
目镜 出射光瞳
ω
对一个望远系统的要求，首先是它的光学 性能，主要有：视放大率Γ、视场角2ω、 出瞳直径D′、出瞳距离LZ′。
f2
f1
角放大率 轴向放大率
f1
f 2
2



f2 f1

望远系统的放大率取决于望远系统的物镜 和目镜焦距。
对于目视光学仪器来说，更有意义的特性 是它的视放大率，即人眼通过望远系统观
察物体时，物体的像对眼睛的张角 的正
切值与眼睛直接观察物体时物体对眼睛的 张角ω的正切值之比，用Γ表示。
三是牛顿系统：它由一个抛物面主镜和一 块与光轴成45°的平面反射镜构成。抛物 面能把无限远的轴上点在它的焦点成一个
理想的像点。第二个平面反射镜同样能理 想成像。
折反射系统是卡塞格林系统的改进。它是由 球面主镜和校正透镜（又称校正板）组成。
二．双胶合物镜，双分离物镜设计
⒈ 双胶合物镜的设计