下载文档原格式
光学课程设计——望远镜系统结构参数设计一设计背景：在现在科学技术中，以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等……二设计目的及意义（1）、熟悉光学系统的设计原理及方法；（2）、综合应用所学的光学知识，对基本外形尺寸计算，主要考虑像质或相差；（3）、了解和熟悉开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及原理，根据所学的光学知识（高斯公式、牛顿公式等）对望远镜的外型尺寸进行基本计算；（4）、通过本次光学课程设计，认识和学习各种光学仪器（显微镜、潜望镜等）的基本测试步骤；三设计任务在运用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
并介绍光学设计中的PW法基本原理。
同时对光学系统中存在的像差进行分析。
四望远镜的介绍1．望远镜系统：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。
又称“千里镜”。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫M）粗得多的光束，送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
2．望远镜的一般特性望远镜的光学系统简称望远系统，是由物镜和目镜组成。
当用在观测无限远物体时，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学间隔d＝o。
当月在观测有限距离的物体时，两系统的光学问隔是一个不为零的小数量。
作为一般的研究，可以认为望远镜是由光学问隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。
这样平行光射入望远系统后，仍以平行光射出。
图9—9表示了一种常见的望远系统的光路图。
为了方便，图中的物镜和目镜均用单透镜表示。
这种望远系统没有专门设置孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳，出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成伤情况。
光学课程设计——望远镜系统结构参数设计一设计背景：在现在科学技术中，以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等……二设计目的及意义（1）、熟悉光学系统的设计原理及方法；（2）、综合应用所学的光学知识，对基本外形尺寸计算，主要考虑像质或相差；（3）、了解和熟悉开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及原理，根据所学的光学知识（高斯公式、牛顿公式等）对望远镜的外型尺寸进行基本计算；（4）、通过本次光学课程设计，认识和学习各种光学仪器（显微镜、潜望镜等）的基本测试步骤；三设计任务在运用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
并介绍光学设计中的PW法基本原理。
同时对光学系统中存在的像差进行分析。
四望远镜的介绍1．望远镜系统：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。
又称“千里镜”。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫M）粗得多的光束，送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
2．望远镜的一般特性望远镜的光学系统简称望远系统，是由物镜和目镜组成。
当用在观测无限远物体时，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学间隔d＝o。
当月在观测有限距离的物体时，两系统的光学问隔是一个不为零的小数量。
作为一般的研究，可以认为望远镜是由光学问隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。
这样平行光射入望远系统后，仍以平行光射出。
图9—9表示了一种常见的望远系统的光路图。
为了方便，图中的物镜和目镜均用单透镜表示。
这种望远系统没有专门设置孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也是入射光瞳，出射光瞳位于目镜像方焦点之外，观察者就在此处观察物体的成伤情况。
第十五章 望远镜物镜设计望远镜一般由物镜、目镜、棱镜或透镜式转像系统构成。
望远镜物镜的作用是将远方的物体成像在目镜上，经目镜放大后供人眼观察。
如图15－1所示。
图15－1 望远镜系统§1 望远镜物镜的光学特性一 望远镜物镜的光学特性参数望远镜物镜的光学特性由焦距、相对孔径、视场等参数表示。
1 焦距望远镜物镜的焦距／物f 等于目镜焦距／目f 与望远镜倍率的乘积，因而，一般望远镜的倍率越高，物镜的焦距越长。
高倍望远镜物镜焦距可达到一米左右，天文望远镜物镜焦距可达到数米。
望远镜物镜的焦距大多在mm 500~100之间。
2 相对孔径在望远系统中，入射的平行光束经过系统后仍然为平行光束，因此物镜的相对孔径／物f D 与目镜的相对孔径／目f D /是相等的。
目镜的相对孔径主要由出射光瞳直径/D 和出射光瞳距离/p l 决定，目镜的出射光瞳直径一般为mm 4左右，出射光瞳距离/p l 一般要求mm 20。
为保证出射光瞳距离，目镜的焦距／目f 一般大于或等于mm 25，这样，目镜的相对孔径约为71~41。
所以，物镜的相对孔径不大，一般小于51。
但当物镜的焦距很长时，物镜的光瞳口径却可以很大，如天文望远镜中有口径为几米的物镜。
3 视场望远镜物镜的视场ω2与目镜的视场/2ω以及系统的视放大率Γ之间有如下关系：ωωtg tg ⋅Γ=/目镜视场因受结构限制，目前/2ω大多在070以下，这就限制了物镜的视场不会很大，一般在012以下。
二 望远镜物镜像差校正要求由于望远镜物镜的相对孔径和视场都不大，同时允许视场边缘成像质量适当降低，因此它的结构型式比较简单，故望远镜物镜要求主要校正球差、慧差、轴向色差，而不校正对应于像高/y 二次方的各种单色像差（像散、场曲、畸变）和倍率色差。
由于望远镜要与目镜、棱镜或透镜式转像系统组合起来使用，所以在设计望远镜物镜时，应考虑到它与其他部分之间的像差补偿关系。
在物镜光路中有棱镜的情况下，物镜的像差应当与棱镜的像差互相补偿，即棱镜的像差要靠物镜来补偿，由物镜来校正棱镜的像差。
光学设计案例范文
一种小型望远镜的光学设计案例
本文介绍了一种小型望远镜的光学设计案例，包括了望远镜的选型、
光学系统的配置以及最终系统的成象性能等细节。
首先，本案例的望远镜选型采用Ritchey-Chrétien型，其拥有高抗
异性象差的能力，较为合适本案例的要求。
该望远镜的参数设置为：望远镜初步参数：焦距：650mm；折射镜及反射镜尺寸：Φ100mm；
光道长度：650mm。
其次，根据望远镜的参数选择，本案例的光学系统配置采用的是一种
简单的全场图像系统，光学系统的组件包括：
1、正反射镜：选用的是高质量的反射镜，其像差特性高，表面光度
均一，折射率为95％。
2、双环镜：选用的是安裝正反射镜后的双环镜，采用的是双环设计，以提高系统的像差抑制能力和色差表现能力。
3、补偿片组：采用的是全玻片补偿片组，可以有效补偿系统的异性
象差，以及使系统具有良好的不变曲率特性。
4、全场图像：选用的是全场视场视力，可以有效抑制象差，并保证
视场均匀度。
最后根据光学系统的配置和参数，可以计算出最终的系统性能，包括
视场视觉能力、象差抑制能力以及色差表现能力等。
设计一个8倍得双目望远镜设计题目要求:设计一个8倍得双目望远镜,其设计要求如下:全视场:2ω=5º; 出瞳直径:D ´=5mm; 出瞳距离:l z ´=20mm; 分辨率:α=6";(R=5") 渐晕系数:K =0、64;棱镜得出射面与分划板之间得距离:a =10mm; 棱镜:屋脊棱镜;L=2、646D 材料:K10; 目镜:235一、目镜得计算目镜就是显微系统与望远系统非常重要得一个组成部分,但目镜本身一般并不需要设计,当系统需要使用目镜时,只要根据技术要求进行相应类型得选取即可。
1、首先根据已知得视觉放大倍数Γ及视场2,求出22、因为目镜有负畸变(3%~5%),所以实际应取:'962%5)(2)(22︒=⨯⨯Γ+⨯Γ='ωωωtg arctg tg arctg3、根据实际所需要得2数值。
出瞳直径值及镜目距值等,来选择合适得目镜类型。
在本次设计中所需得目镜得结构形式应该作为已知条件给出,如:目镜235。
图21目镜235(结构图见21)此外设计手册中还提供有相关得结构数据参数表21及主要得系统数据; 表21等。
从图22中我们不难发现该目镜得出瞳位于整个系统得左侧,而在目镜得实际运用中,出瞳应位于系统右侧。
此种情况相当于将目镜倒置,故而它所给出得我们不能直接加以运用,这里就是指与目镜最后一面之间得距离。
4、将手册中给得目镜倒置:由于将目镜倒置,则目镜得数据将发生一定得变化,以目镜235为例,原来得第一个折射面变为第八个面,原来得第二个折射面变为第七个折射面……,以此类推。
值得注意得就是:不但折射面得次序发生变化,与此同时其半径得符号也将发生相应得改变,原来为正,则现在为负。
倒置后得新得数据如下表22所示:5、进行追迹光线,求出倒置后得:追迹过程:用MATLAB编写程序如下l=1;u=0;y=5;r=[33、310 24、910 24、910 41、72 21、810 108、650 33、310 108、650];d=[2、5 13、5 0、2 11、5 2 0、2 6];n=[1 1、6199 1、5163 1 1、5163 1、6199 1 1、5163 1];len=length(r);for j=1:lenfprintf('%d surface :\n',j);if l>=10000000000u=0;if r(j)==0continue;elsei=y/r(j);i2=i*n(j)/n(j+1);u2=i+ui2;l2=i2*r(j)/u2+r(j);endelseif r(j)==0i=u;i2=i*n(j)/n(j+1);u2=i2;l2=l*u/u2;elsei=u*(lr(j))/r(j);i2=i*n(j)/n(j+1);u2=i+ui2;l2=i2*r(j)/u2+r(j);endendfprintf('l=%f,u=%f,i=%f,i2=%f,u2=%f,l2=%f\n',l,u,i,i2,u2,l2);if length(d)>=jl=l2d(j);elsel=l2;fprintf('finished:Sf=%f',l);endu=u2;end追迹结果:1 surface :l=1、000000,u=0、000000,i=0、300210,i2=0、185326,u2=0、114884,l2=87、044473 2 surface :l=89、544473,u=0、114884,i=0、527859,i2=0、563924,u2=0、150949,l2=68、150078 3 surface :l=81、650078,u=0、150949,i=0、343833,i2=0、521354,u2=0、026572,l2=463、842376 4 surface :l=463、642376,u=0、026572,i=0、268724,i2=0、177223,u2=0、118072,l2=104、340746 5 surface :l=92、840746,u=0、118072,i=0、620680,i2=0、580985,u2=0、078377,l2=139、861723 6 surface :l=137、861723,u=0、078377,i=0、177826,i2=0、288060,u2=0、188611,l2=57、288022 7 surface :l=57、088022,u=0、188611,i=0、134638,i2=0、088794,u2=0、234455,l2=45、925301 8 surface :l=39、925301,u=0、234455,i=0、320609,i2=0、486140,u2=0、399985,l2=23、402553 finished:Lf=23、402553得到目镜倒置后得值为(指焦点F 与目镜最后一面得距离,也即指当平行光入射目镜系统就是追迹光路中得最后一个面得像距值)。
选购双筒望远镜的主要指标引言：本文只列举最重要的指标，专业人士要深究的话肯定不够，还要引入更多指标，但是普通人使用足够了。
1.放大倍率双筒望远镜将物体的张角放大的倍数。
另外有公式“放大倍率=物镜焦距÷目镜焦距”。
比如放大7倍，表示在某地点观察远方某物体，使用双筒望远镜看到的物体的张角是纯粹肉眼看到张角的7倍。
不过也有另一种表述：《中国大百科全书·物理学》将望远镜的放大倍率定义为“眼睛通过望远镜所见远物的像对眼张角的正切与肉眼观察时该远物对眼张角的正切之比，即放大倍率M=tanω’/tanω”。
然而在其他很多资料上（包括Wikipedia）均把放大倍率定义为“望远镜将物体的张角放大的倍数”。
但是公式“放大倍率=物镜焦距÷目镜焦距”始终无争议。
在双筒望远镜中用“A×B”的形式表示放大倍率与口径，“×”前面的数字A为放大倍率，后面的数字B为口径（单位为毫米），比如7×35、8×40中前面的数字就是放大倍率（分别放大张角7倍、8倍，口径分别为35毫米、40毫米）。
日常情况下使用7倍或8倍最好，超过10倍的双筒镜需要使用支架（三脚架），因为太重了。
10倍的双筒镜就很重了，为手持的极限。
（双筒镜越重，手持时越容易抖动，就越难看清楚物体的细节，尤其是远方墙壁上的文字）2.物镜直径（口径）双筒望远镜物镜的直径。
它决定了望远镜收集光线的能力，在相同的放大倍率下，口径越大进光量越大，聚光本领越强，看到的图像越清晰，越亮，就越能看清楚黯淡的物体。
口径是非常重要的指标，在黑夜、光线暗淡处尤其需要大口径的望远镜。
在晴朗的白天倒是无所谓，因为强烈的日光弥补了小口径的不足。
双筒望远镜建议口径：野外日常使用：30mm/35mm/40mm/42mm（不需三脚架）观赏星空：40mm/42mm/50mm/56mm/63mm（50mm以上口径需三脚架）天文发烧友：80mm/100mm/150mm（需三脚架）天文馆、天文台搜寻彗星：400mm（需专业支架）口径越大，望远镜价格越高，重量越重。
——望远镜系统结构参数设计设计背景：在现在科学技术中,以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等……二设计目的及意义〔1、熟悉光学系统的设计原理及方法；〔2、综合应用所学的光学知识,对基本外形尺寸计算,主要考虑像质或者相差；〔3、了解和熟悉开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及原理,根据所学的光学知识〔高斯公式、牛顿公式等对望远镜的外型尺寸进行基本计算；〔4、通过本次光学课程设计,认识和学习各种光学仪器〔显微镜、潜望镜等的基本测试步骤；三设计任务在运用光学知识,了解望远镜工作原理的基础上,完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或者原理设计。
并介绍光学设计中的PW 法基本原理。
同时对光学系统中存在的像差进行分析。
四望远镜的介绍1．望远镜系统：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或者光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。
又称"千里镜"。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜采集到的比瞳孔直径〔最大 8 毫米粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
2．望远镜的普通特性望远镜的光学系统简称望远系统,是由物镜和目镜组成。
当用在观测无限远物体时,物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合,光学间隔 d＝o。
当月在观测有限距离的物体时,两系统的光学问隔是一个不为零的小数量。
作为普通的研究,可以认为望远镜是由光学问隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。
这样平行光射入望远系统后,仍以平行光射出。
图9—9 表示了一种常见的望远系统的光路图。
为了方便,图中的物镜和目镜均用单透镜表示。
这种望远系统没有专门设置孔径光阑,物镜框就是孔径光阑,也是入射光瞳,出射光瞳位于目镜像方焦点之外,观察者就在此处观察物体的成伤情况。
《应用光学》课程设计—望远镜设计计算指导说明：1、本指导将全面介绍带有普罗I型转像棱镜系统的望远镜设计过程以及计算，作为《应用光学》课程设计的实习范例。
实验报告需在此基础上完善和修改，严禁全盘抄袭本指导，否则作0分处理！2、本指导省略了理论分析部分，计算依据请参考有关资料。
题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D ＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。
6、lz′=8～10mm我们的工作将按照以下步骤进行：1、系统外形尺寸的计算：根据需求确定像差，选型；2、使用PW法进行初始结构的计算：确定系统的r、d、n；3、像差的校正：通过修改r、d、n，调整像差至容限之内；4、进行像质评价，总结数据图表，完成设计。
第一部分：外形尺寸计算一、各类尺寸计算 1、计算'f o和'f e由技术要求有：1'4o D f =，又30D mm =，所以'120o f mm =。
又放大率Γ＝6倍，所以''206o e f f mm ==。
2、计算D 出303056D D D mm =∴===Γ物出物 3、计算D 视场2'2120416.7824o o D f tg tg mm ω==⨯⨯=视场4、计算'ω（目镜视场）''45o tg tg ωωωΓ⨯=⇒≈5、计算棱镜通光口径D 棱（将棱镜展开为平行平板，理论略） 问题：如何考虑渐晕？我们还是采取50%渐晕，但是拦掉哪一部分光呢？拦掉下半部分光对成像质量没有改善（对称结构，只能使光能减少），所以我们选择上下边缘各拦掉25%的光，保留中间的50%。
望远镜设计实验报告望远镜设计实验报告引言：望远镜是人类追求天文知识的重要工具之一，通过望远镜的观测，我们可以更深入地了解宇宙的奥秘。
本实验旨在设计一种简易的望远镜，通过实际操作和观测，探索望远镜的原理和性能。
实验装置：我们设计的望远镜主要由几个部分组成：物镜、目镜、支架和调焦装置。
物镜是望远镜的核心部分，其作用是收集并聚焦光线。
目镜则负责放大物镜所聚焦的光线，使观察者能够清晰地看到天体的细节。
实验过程：首先，我们选择了一个合适的物镜，其焦距为50厘米，这样可以保证我们观测到的天体具有较高的清晰度。
接下来，我们将物镜固定在一个支架上，确保其稳定性和准确度。
在支架的另一侧，我们安装了一个目镜，其焦距为10厘米。
这样，当我们通过目镜观察物镜所聚焦的光线时，可以得到较大的放大倍数。
为了使望远镜具备调焦功能，我们设计了一个调焦装置。
通过旋转装置上的螺丝，可以调整目镜的位置，从而改变光线的聚焦点。
这样，我们可以根据观察的需要，调整焦距，使观察到的天体更加清晰。
实验结果：在实验过程中，我们选择了几个不同的天体进行观察，包括月亮、恒星和行星。
通过调整焦距和观察角度，我们成功地观察到了这些天体的细节，并记录了观察结果。
在观察月亮时，我们清楚地看到了月球表面的山脉和撞击坑，这些细节让我们对月球的地貌有了更深入的了解。
而在观察恒星时，我们可以看到它们的亮度和颜色的差异，这有助于我们研究恒星的演化和性质。
此外，我们还观察到了几颗行星，如火星和木星，通过望远镜，我们可以清晰地看到它们的表面特征，如火星上的红色大气层和木星上的大红斑。
结论：通过本次实验，我们设计并搭建了一种简易的望远镜，并成功地观察到了不同天体的细节。
望远镜的设计和使用对于天文学的研究具有重要意义，它让我们更加接近宇宙的奥秘。
未来，我们可以进一步改进望远镜的性能，提高其分辨率和放大倍数，以便更深入地研究宇宙的各个方面。
总之，本次望远镜设计实验为我们提供了一次宝贵的机会，让我们亲身体验了望远镜的原理和功能。
应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。
2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。
3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。
三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率r= 6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4（D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
& lz '〜810mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1 、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW 法进行初始结构参数r、d、n 的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。
第5章望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4 （D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。
5.5 跨学科实践：制作望远镜（教学设计）学习新课一、制作望远镜望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。
1. 探究望远镜的原理【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。
【实验步骤】①先用一个凸透镜（焦距大的）观察窗外远处的物体，注意成像情况。
②再用另一个凸透镜（焦距小的）观察上面得到的物体的像，注意成像情况。
③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。
【分析论证，归纳结论】①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成倒立、放大的像，远处的物体看上去放大了。
②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成倒立、缩小的像。
【演示实验】——《模拟望远镜》2. 望远镜的构造【播放ppt进行讲解】望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。
靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。
靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。
望远镜示意图双筒望远镜我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。
它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。
这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。
3. 望远镜的原理【边画光路图边讲解】（1）物镜与目镜物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。
目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。
两次成像，先缩小，后放大。
（2）望远镜的成像光路图注意：①目镜把物镜所成的像进行放大。
目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。
最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。
（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。
（3）视角【提出问题，引出视角的概念】物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角越大，对物体观察越清楚。
【毕业论文】双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计毕业论文(设计)课题名称：双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计题目类型：毕业设计学生姓名：院(系)：物理科学与技术学院专业班级：指导教师：辅导教师：时间：目录毕业设计〔论文〕任务书I毕业设计〔论文〕开题报告Ⅳ毕业设计〔论文〕指导教师审查意见Ⅺ毕业设计〔论文〕评阅教师评语Ⅻ毕业设计〔论文〕辩论会议记录ⅩⅢ中文摘要ⅩⅣAbstract ⅩⅤ1 引言12 目视光学系统成像原理12.1 目视光学系统的特点12.2 望远镜系统成像原理12.3 显微镜系统成像原理23 光学自动设计方法33.1光学设计根本步骤33.2光学自动设计概述44 望远镜系统的选型与设计54.1 设计技术要求54.2 系统外型结构参数的理论计算64.3 望远镜结构元件的选型94.3.1 望远镜物镜的选型94.3.2 望远镜目镜的选型94.3.3 转向棱镜的选型104.4 应用TCOS光学设计软件对结构元件进行设计12 4.4.1 物镜设计过程124.4.2 目镜设计过程154.5 设计图纸184.5.1 系统结构图纸184.5.2 系统元件设计图纸185 显微镜系统的选型和设计185.1 设计技术要求185.2 系统外型结构参数的理论计算195.3 显微镜结构元件的选型205.3.1 显微镜物镜的选型205.3.2 显微镜目镜的选型205.4 应用TCOS光学设计软件对结构元件进行设计215.4.1 物镜设计过程215.4.2 目镜设计过程245.5 设计图纸285.5.1 系统结构图纸285.5.2 系统元件设计图纸286 设计体会28参考文献30致谢31附录32XIVXIII长江大学毕业设计〔论文〕任务书学院〔系〕物理科学与技术学院专业应用物理学班级应物2042学生姓名指导教师/职称 /教授⒈毕业设计(论文)题目双筒棱镜望远镜的物镜和目镜的选型和设计⒉毕业设计(论文)起止时间：2021年1月～2021年6月⒊毕业设计(论文)所需资料及原始数据〔指定教师选定局部〕参考文献：康玉思, 刘伟奇, 冯睿. Cook 结构补偿镜的球面折反型望远系统[J]. 光学精密工程, 2021,3(15)：303~307杨荣仙. 变倍目镜的设计[J] . 光学技术 , 1992,6:19～30常军, 翁志成, 姜会林等. 长焦距空间三反光学系统设计[J]. 光学精密工程, 2001,9(4)：315~318潘君骅. 成像光学工程面临的光学问题[J]. 中国工程科学. 2000,2(3):32～35姜守信,郭霞, 闫惠民.非共轴反光镜程序的设计[J]. 黑龙江电子技术, 1996,2:7～8赵延仲,宋丰华,孙华燕.高斯光束的激光变焦扩束光学系统设计[J]. 装备指挥技术学院学报, 2021,18(5):85～89涂德华. 共轴光学系统镜框结构设计[J]. 光学仪器, 2021,29(1):52～56袁旭沧. 光学设计[M]. 北京: 科学出版社,1980张楠, 卢振武, 李凤有. 衍射望远镜光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2021.2 36〔1〕：106-108尚华, 刘钧, 高明等. 头盔式单目微光夜视仪中的光学系统设计[J]. 应用光学, 2021.5 28〔3〕：292-296安连生. 应用光学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 1998姚多舜, 梁宏君. 一个可完全自动绘图的光学设计软件——OCAD光学设计软件包[J]. 应用光学, 2004.3 25〔2〕：28-35石顺祥, 张海兴, 刘劲松. 物理光学与应用光学[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,1999杨近松. 光学镜头机械结构参数化设计系统的开发[J] . 光学精密工程, 1999，127〔6〕：6-9高晓斌, 余晓芬. 一种并行共焦显微镜的设计与研制[J]. 光学仪器, 2021.12 27〔6〕：72-76赵丽萍, 赵子英, 邬敏贤等. 折射混合望远镜的设计制作及实验[J]. 光学技术, 1999.5 3：28-31郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999魏英智, 张琳. 光圈性能测试系统的总体设计[N]. 科技导报, 2021.5 25[5]：53-55姚启钧. 光学教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002刘钧, 高明. 光学设计[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2021⒋毕业设计(论文)应完成的主要内容望远镜是重要的光学仪器之一，随着科学技术的飞速开展，望远镜逐步由简单的单筒望远镜开展到双筒望远镜、天文望远镜、射电望远镜。
