望远镜系统
光路特点:光学间隔△=F‘1、F2=0,平行光进平行光出。组合焦距,倍率为有限值,且与物体位置无关。
望远镜的视觉放大率
物体对人眼张角可由物体对望远镜的张角代替
望远系统的分辨率
1.根据瑞利判断:
2.根据道威判断:
有效放大率(正常放大率):满足分辨要求的最小视觉放大率。
工作放大率:实际使用的放大率是有效放大率的2~3倍。
伽利略望远镜的优点:结构简单,筒长短,轻便,光能损失少,观察物体时成正像;缺点:没有中间实像面,不能设置分划板,不能用于瞄准与测量。
望远物镜分类:折射式、反射式和折反式。
望远物镜大孔径小视场,要校正的像差主要有:球差、正弦差和位置色差。对长焦物镜还要考虑二级光谱的校正。
内调焦望远物镜(摄远型物镜)
外调焦:以目镜与物镜之间相对位置的变化实现调焦作用。该系统结构简单、像质好;但外形尺寸较大,密封性能很差。
内调焦:由正负两组透镜组成,正透镜组在前为主物镜, 负透镜组在后为调焦镜,当观察不同距离物体时,调整调焦镜位置,使像重新回到物镜的像方焦面上。
特点:该系统结构紧凑、密封性好;但结构复杂,对加工要求严格。
反射式望远物镜
牛顿系统:由单个抛物面做成的最简单的反射式望远物镜。其球差很好,彗差严重,视场很小。
卡塞格林系统:由抛物面主镜+双曲面副镜组成,抛物面的焦点与双曲面的虚焦点重合。该系统成倒像,结构紧凑,主、副镜场曲互补,有利于扩大视场。
格里高里系统:由一抛物面主镜和一个椭球面副镜组成,该系统成正像,但筒长较长。
目镜的像差特性
目镜是小孔径、大视场、短焦距的光学系统,且出瞳远离透镜组,这些决定了其像差特性。
1.孔径小、焦距短,轴上像差较小,结构较复杂的目镜系统中很易满足;
2.视场大,光阑远离镜组,轴外像差很大,校正困难,尤其是彗差、像散、场曲和倍率色差大,畸变对目镜的正常使用影响较小,允许的相对畸变随视场角变化,可达5~10%。
常用目镜有惠更斯目镜、冉斯登目镜、凯涅尔目镜、对称目镜、无畸变目镜和广角目镜等。
摄影物镜的光学特性由焦距、相对孔径和视场角决定。
据瑞利准则,摄影物镜的理论分辨率(=550m):
变焦距物镜
焦距可在一定范围内连续改变,系统的像面位置保持不变的光学系统。焦距的变化使物体成像放大率也连续改变。
广泛应用于望远系统、显微系统、投影仪等测量仪器。
变倍比:变焦距范围的两个极限焦距(长焦和短焦)之比。
性能要求:高变倍比、大相对孔径、大视场、近摄距离、自动调焦、电动变焦;
结构要求:体积小、重量轻
像质要求:力求达到定焦距物镜的像质要求。
由多个子系统组成,焦距变化是通过一个或多个子系统的轴向移动、改变光组间隔来实现。
照明系统分类:
按结构型式分为:透射、反射和折反照明系统;
按照明方式分为:临界照明和柯勒照明。