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光学模拟器与目镜设计优化方案

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据像差理论,光瞳或孔径光阑在透镜组上的光学系统,像差校正相对容易,并且选用一些典型结构形式,可以应对孔径像差或者视场像差的校正。光瞳远离透镜组的典型应用例子,包含前一节的管镜,还有给空间或航天相机提供无穷远目标的各种光学模拟器、头盔/头戴光学系统、目镜光学系统。如果前端光学系统是独立消像差设计,则光瞳远离透镜组的系统也需要独立消像差。

光学模拟器与目镜设计优化方案

根据像差理论,光瞳或孔径光阑在透镜组上的光学系统,像差校正相对容易,并且选用一些典型结构形式,可以应对孔径像差或者视场像差的校正。如大相对孔径光学系统,一般选用多个双胶合或者三胶合透镜组,即可实现大相对孔径系统的设计;对于大视场光学系统,一般尽量选用光阑位于中间的对称式结构,垂轴像差自动抵消,轴向像差相互叠加,而结构具有消除轴向像差的能力。对于离轴反射系统,光瞳位于主镜上的三反结构,可以设计的系统相对孔径较大;孔径光阑位于中间次镜上的离轴三反结构,同样可以满足较大的视场需求。

对于光瞳远离透镜组的系统结构,因轴外主光线在后方光组上的投射高较大,且符号相同,轴外像差的校正难度变大。尤其是像面上放置平面性阵列探测器的系统结构,因校正场曲的难度加大,结构变得更加复杂,透镜片数明显增加。

光瞳远离透镜组的典型应用例子,包含前一节的管镜,还有给空间或航天相机提供无穷远目标的各种光学模拟器、头盔/头戴光学系统、目镜光学系统。这些系统的共同特点,都要求其与前端光学系统满足光瞳衔接原则。(www.xing528.com)

如果前端光学系统是独立消像差设计,则光瞳远离透镜组的系统也需要独立消像差。此时,除了校正轴上物点的像差外,还需要校正轴外视场像差,其中校正难度较大的像差是场曲与畸变。

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