正像望遠(yuǎn)鏡中轉(zhuǎn)像系統(tǒng)和場鏡

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正像望遠(yuǎn)鏡中轉(zhuǎn)像系統(tǒng)和場鏡

觀察用和大部分瞄準(zhǔn)用的望遠(yuǎn)鏡須對物體成正像够委。伽利略望遠(yuǎn)鏡雖成正像，但因沒有中間實像平面和只能有很低的倍率而無實用意義怖现。實際應(yīng)用的都是利用轉(zhuǎn)像系統(tǒng)使倒像轉(zhuǎn)成正像的開普勒型望遠(yuǎn)鏡茁帽。這種望遠(yuǎn)鏡常稱地上望遠(yuǎn)鏡。轉(zhuǎn)像系統(tǒng)為棱鏡系統(tǒng)或透鏡系統(tǒng)屈嗤。 

1.棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)

當(dāng)要求望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的筒長較短且結(jié)構(gòu)緊湊時潘拨，都采用棱鏡系統(tǒng)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)像饶号，并根據(jù)需要可以對光軸作轉(zhuǎn)折或改變視線方向铁追。用單塊屋脊棱鏡或由普通棱鏡組合起來的棱鏡系統(tǒng)，均能達(dá)到使像相對于物體在上下和左右方向都倒轉(zhuǎn)過來的目的茫船。例如在周視瞄準(zhǔn)鏡和步槍瞄準(zhǔn)鏡中琅束，等腰直角屋脊棱鏡和施密特屋脊棱鏡均起到了轉(zhuǎn)像和光軸轉(zhuǎn)折的雙重作用。又如別漢棱鏡系統(tǒng)能實現(xiàn)直視轉(zhuǎn)像算谈，而應(yīng)用較為普遍的是雙簡棱鏡望遠(yuǎn)鏡中的普羅型棱鏡系統(tǒng)涩禀，它使光軸平移,增大了基線長度,擴大了體視范圍然眼“總之,應(yīng)根據(jù)儀器的具體要求選取轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，且必須是偶數(shù)次反射以防止產(chǎn)生鏡像。

2.透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)

設(shè)在物鏡的實像平面后面屿岂，使倒像再一次倒轉(zhuǎn)成為正像的透鏡系統(tǒng)稱為透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)践宴。有單組和雙組兩種形式，如下圖1 和下圖2所示爷怀。后一種形式中一組的物方焦平面與物鏡的像面重合，被倒轉(zhuǎn)過來的像位于第二鏡組的像方焦面上霉撵，在二鏡組間光束是平行的洪囤。顯然徒坡，透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)使鏡筒長度大為增加，適宜在需有長鏡筒的場合下使用瘤缩。

圖1

圖2

透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)一般采用負(fù)一倍的倍率以保持原望遠(yuǎn)鏡的倍率不變喇完。通常單獨校正像差。負(fù)一倍單組轉(zhuǎn)像系統(tǒng)所承擔(dān)的相對孔徑是物鏡的二倍剥啤，為校正軸上寬光束像差只能取較短的焦距锦溪，但隨之需承擔(dān)較大的視場，對軸外像差不利,難以達(dá)到預(yù)期的像質(zhì)府怯。而負(fù)一倍雙組轉(zhuǎn)像系統(tǒng)一般采用二個相同且對稱設(shè)置的雙膠合鏡組，并在二鏡組的中間位置放置光闌牺丙，如下圖3所示,使鏡筒長度增加了则涯。在共軛距取定后，鏡組的焦距和間隔的選擇與像質(zhì)有關(guān)冲簿。間隔大對校正像散有利粟判，但會導(dǎo)致軸外光束漸暈的增加。一般不應(yīng)使?jié)u暈大于 50%峦剔。

圖3

需要注意，如果只是簡單地加入透鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)吝沫，則軸外點成像光束在轉(zhuǎn)像鏡組上的入射高度將大為增加呻澜，以致視場較大時，絕大部分光線不能通過轉(zhuǎn)像系統(tǒng)惨险。為此易迹，可在中間實像平面上加一適當(dāng)光焦度的透鏡，使望遠(yuǎn)鏡的光瞳與轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的光疃共軛平道，使軸外光束折向轉(zhuǎn)像鏡組睹欲，如下圖4 所示。這種加于中間像面上或其附近的透鏡稱為場鏡，它的光焦度對系統(tǒng)的窘疮，總光焦度并無貢獻(xiàn)袋哼，不影響軸上點光束和系統(tǒng)的放大率闸衫。

根據(jù)像差理論可知涛贯，位于像面上的場鏡除只產(chǎn)生匹茲凡和以及由此引起的畸變外，不產(chǎn)生其他像差蔚出。因此場鏡都用單透鏡弟翘，并且在不需由它來改變畸變時，都采用平凸透鏡骄酗。

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《幾何光學(xué) 像差 光學(xué)設(shè)計》（第三版）——李曉彤 岑兆豐

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