关于一般望远物镜与目镜拼接【实例】

1.设计指标

参数名称	数值	参数名称	数值
分辨率	——	视觉放大率	35x
入瞳大小	105mm	出瞳大小	3mm
物方视场角	2w=1.04°	像方视场角	2w’=35.6°
物镜焦距	290mm	像方焦距	9.67mm

2.计算原则

（1）视场角之间关系：=tanw’/tanw；

（2）焦距之间的关系：=物镜焦距/像方焦距；

（3）入瞳与出瞳之间的关系：=D/D'

需要注意的是上面的式子都忽略了正负号，只是单纯的计算了具体的数值。同时，我们往往需要设计指标中一个或几个具体的参数，才能通过计算原则计算出其余参数。

3.初选结构

3.1物镜结构

根据参数F=3.16，2w=1.04°选择codeV专利镜头库中镜头作为物镜，并进行zmx文件的转换。其中f数是通过F#=f/D计算求得。

初始结构

3.2目镜结构

根据F=3.16 2w’=35.6°选择《近代光学系统设计概论》中的目镜镜头作为望远系统的目镜。

目镜初始结构

4.物镜的修改与优化

4.1设置系统数据

（1）设置入瞳直径

（2）设置波长

（3）设置视场

4.2设置优化操作数

操作数如下：

选择点列图-RMS-质心

经过几轮优化后，镜头数据和3D布局图如下：

镜头数据

3D布局图

系统的MTF如下，基本已经是像质较好的情况：

5.目镜的修改与优化

5.1设置系统数据

（1）设置入瞳直径

（2）设置波长

（3）设置视场

5.2设置优化操作数

选择点列图-RMS-质心

限制出瞳距大于10mm，同时为防止分划板与系统最后一面距离过近，留出2mm的安装。

经过几轮优化后，系统的镜头数据和3D布局图如下：

镜头数据

3D布局图

系统的点列图如下，MTF成像质量较好，

6.拼接组合

需要注意的是，目镜往往是反向设计，因此前面所提到的物镜设计，入瞳在实际中为出瞳，成像面在组合时为拼接面。

因此需要在物镜的镜头数据之后insert几行空白，特别特别要注意的一点就是在组合之前要把物镜和目镜系统的系统设置全部设置为入瞳直径，否则会结构打乱。

组合

在拼接系统的最后给一个近轴面实际是模拟人眼，焦距给23，因为人眼的分辨率大概在6um，所以MTF截止频率大概在83线对。

给出拼接系统的3D布局图和细节图：

细节图

经过几轮优化与吹醒优化，系统的MTF如下，基本全视场大于0.4：

点列图如下：

像差较小，基本符合要求。