光学设计工作大概分为四个阶段。 1）根据仪器的技术参数和要求，考虑和拟定光学系统的整体方案，并考虑其中独立

部分的详细参数。 2）选择各个组成部分的结构，查找或者计算初始的结构参数等。

3）逐步修改组成部分结构参数，使像差得到最佳的校正，优化整体结构达到设计要 求。

4）对设计结果进行评估，对于光学系统的最终成像结果不得大于规定误差。 各个阶段之间都有着紧密的联系，前期工作的合理性会影响到后期工作是否顺利的进

行。此次设计的优化和像质评估都是由 zemaxTM 软件完成的，光学系统的整体方案设计有很 大的灵活性和多样性，在满足仪器的性能要求下，尽可能的寻找一个简单易行，便于安装 和经济合理的方案。随着科技的发展对于镜头要求不断提高，对于镜头的研究应该保持一 个不断探索、追求更佳的精神。[1]

2 目镜种类及对称式双胶合目镜简介

2。1 目镜种类

目镜的作用是将物镜放大的象再次放大，在观察时于明视距离处形成一个放大的虚 象，根据不同的光学系统要求使用不同种类的目镜，下面是几种常见的目镜。

1)惠更斯目镜 结构简单，视场角可以达到 30°至 40°广泛应用于生物显微镜和小 型显微镜，适用于消色差物镜。

2)冉斯登目镜 由两块凸面相对而有一定间隔的平凸透镜组成。

3)凯尔纳目镜 双胶合消色差目镜，有较好的边缘像质视场角到达 40°至 50°，地 被是有着舒适的出瞳距离。

4)平场补偿目镜 这种目镜用于对垂轴色差校正不足的平场消色差物镜、平场半复消 色差物镜和平场复消色差物镜，在 2ω=40°范围内有良好的像质。

5)普罗素目镜 又称对称目镜，由两个完全相同的双胶合消色差透镜组成，有更大的 出瞳距离和视场。

6）爱勒弗广角目镜 用于深空观测天体和军用望远镜。[4]

2。2 双胶合对称式目镜

双胶合对称式目镜组属于普罗素目镜,一般是采用两个完全相同双胶合目镜，这样比 较方便。双胶合对称式目镜是中等视场目镜中像质较好的一种，出瞳距离比较大，有利于 缩小整个光学系统的体积。结构如图 2。2-1 所示。

 双胶合对称式目镜结构

双胶合对称式目镜是由两个双胶合透镜构成，可以近似的看作是一个薄透镜组来分析 像差性质。双胶合对称式目镜有以下几个优点。

1）焦距较短，一般可以控制在 15mm 到 30mm 左右，相对于一般目镜焦距更短。

2）视场角较大 ，一般的视场角大概是 40°左右，广角为视场 60°，所以应该控制在

40°至 60°之间。

3）相对孔径小，目镜的出射光线是直接进入人眼的光，而人的瞳孔直径在 2mm~4mm 左 右，根据焦距的情况所设计的目镜的相对孔径应该控制在小于 1/5。

4）垂轴色差和轴向色差都能得到很好的矫正。

5）对于像散和慧差可以得到很好的矫正，出瞳距离较大。

2。3 像差说明

实际的光学系统是不完善的，经过系统中个表面的传输是会带来多种像差，使得 最终的成像结果产生模糊、变形畸变等等，光学系统设计的一项重要任务就是消除像 差，要消除这些像差首先需要了解一下这些像差，下面是几种像差的简介。

1）球差，又称球面像差，是指轴上物点发出的光束通过球面透镜时，透镜不同孔

径区域的光束最后汇聚在光轴不同位置，形成了圆形弥散斑。对于球面的透镜元件球 差是不可避免的，但是可以通过加减面来减少球差，比如凸面可以带来正球差，凹面 可以带来负球差。对称式双胶合透镜正是利用了这点相对减少了球差。