7.2 常用目镜结构及像差分析

上一章节阐述了目镜的光学特性以及像差校正的要点。本章节将基于这些要点,分析常用目镜的结构及其像差特性。

7.2.1 简单目镜:冉斯登目镜与惠更斯目镜

如前文所述,目镜主要校正的单色像差是像散和彗差。在满足像差校正要求的前提下,光学系统的结构应尽量简化,而单个透镜是最简单的实际光学系统。

在 14.8 节中,我们讨论了物平面位于无限远的单透镜的彗差和像散特性。以下两种情况下的单透镜能够同时使彗差和像散接近于零:

  1. 透镜曲率半径之比接近 1:2 的弯月形透镜,入射光瞳位于透镜后方 0.31 倍焦距处,如图 7-5(a) 所示。
  2. 透镜近似为平凸形,入射光瞳位于透镜前方 0.31 倍焦距处,如图 7-5(b) 所示,分别对应图 7-10 中的 (d)(b)。

按照反向光路,目镜的成像要求是将无限远的物成像在焦平面上,同时要求入射光瞳位于透镜前方一定距离处。上述第二种情况正好符合这些要求,并且能够使目镜中需要校正的像散和彗差同时接近于零。因此,平凸形单透镜是最简单的目镜结构。