火炮周视瞄准镜初步设计样本
火炮周视瞄准镜初步设计
火炮周视瞄准镜初步设计（卢翔学号：20092488 04120902班）一、光学系统的技术要求1.光学特性:视放大率Γ=3.7×物方视场角2w=10°出瞳直径D'=4mm出瞳距离l z'≥20mm图1 2.潜望高H=185mm3.要求成正相4.光学系统要求实现俯仰瞄准范围±18°光学系统要求实现水平瞄准范围360°O25.俯仰和周视中观察位置不变6.渐晕系数K=0.5.二、设计原理1、系统综述：由于需要设计的系统是一个望远系统，并且需要放置分划镜，所以需要设计的系统是一个开普勒型的望远镜系统，由两个正光焦度的透镜作为物镜和目镜。
2、潜望高的实现：由于系统需要一定的潜望高，所以需要两个平面镜或者直角棱镜改变光轴方向，形成潜望高。
但是，由于平面镜的安装固定有一定的难度，而且平面镜每次反射会造成一定的光能损失，其反射镀膜也容易老化，脱落。
所以，在对稳定性要求很高的军用光学系统中，我们选用直角棱镜得到潜望高。
3、周视功能的实现：由于系统需要具有周视功能，所以应该有相应的棱镜系统来实现相应的功能。
在垂直方向上，要实现±18°俯仰观察，在俯仰观察时，顶部的棱镜1绕过O1垂直于主截面的转轴转动，由棱镜转动定理，此时像的方向不会发生旋转，因此两个直角棱镜就能满足俯仰观察的要求；在水平方向上，要实现360°周视观察，可以利用棱镜的转动来实现，当棱镜1在水平方向绕竖直镜筒转动时，会引起像场的旋转，所以考虑引入另一片棱镜来消除像场的旋转，考虑到道威棱镜在绕平行于侧面和底面的轴旋转时可以使像场发生旋转，可以在两个直角棱镜之间引入一个道威棱镜，由于反射次数为一，由棱镜转动定理，当道威棱镜绕平行于两底面和两侧面的轴旋转角度θ的时候，相应的像平面会绕轴发生2θ的转动。
所以，在两直角棱镜之间加上一个道威棱镜，并使道威棱镜与棱镜1的水平旋转方向相反，且大小等于棱镜1旋转角度的一半的时候，可以实现360°周视观察。
火炮周视瞄准镜设计
lz' 3 80 ' ，则目镜焦距 f目 mm ，不妨取焦距为 30mm。最终目镜参 ' f目 4 3
' 数如下：焦距 f目 30mm ，视场角 2目 35.88 ，出瞳直径 D出 4mm 。
图4
图5
2、确定物镜结构形式 由公式
E 2 (50 ) tan 5 D斜 D上直 2
其中 E
D直 n
，n 取 1.5163，所以有
D上直
(100 tan 5 D斜 ) 20.70mm tan 5 1 n
再考虑到俯仰角为 18°，如图 10 有
' E D上直 2 (50 ( x) sin 9 )) tan 5 ' 2 2 2 x D直 cos9
h h tan 2 a
所以斜光束入射口径为
h 1 3 . 1m 6m
D斜 h h tan 5 12.01mm
渐晕系数为
K
D斜 D入
100% 80.1%
图7
图8
由上可看出，无论如何计算，渐晕系数都大于 0.5，故满足要求。此外，由 于斜向下入射光线口径较大，故以后都以斜向下光束为准进行讨论。 4、确定端部棱镜与保护玻璃尺寸 不妨取端部直角棱镜斜边中点到道威棱镜中点距离 l直道 50mm ， 则为使边缘 光线仍然能进入道威棱镜，如图 9 有
a 2n 2 1 a 2 2n 2 1
0.2364a 可得 a 63.45mm ， h 15mm ，其中 a 为道威棱
镜下底边长，h 为道威棱镜高度。道威棱镜相对空气层厚度为
E
a 0.8 23.67mm 。其中 0.8 为光由 45°入射时的修正系数。 2n
火炮周视瞄准镜的初步设计
火炮周视瞄准镜初步设计1.综述：周视瞄准镜是装载在火炮上敌人进行观测的光学测量瞄准部件， 作战人员可以在自身不动地情况下通过周视瞄准镜进行水平360度周视并在竖直方向进行一定角度的俯仰观测， 以确定敌人的地理位置。
由于周视瞄准镜安装在火炮上，必须考虑到其实际情况下的应用，因而在设计上与普通的瞄准镜提出了进一步的技术要求。
2．技术要求分析：视放大率： 3.7XΓ= ，物方视场角：210ω=︒，出瞳直径：'4D mm =出瞳距离： '20zl mm ≥，潜望高H 185＝毫米，要求成正像光学系统要实现：俯仰瞄准范围°18± 水平瞄准范围°360俯仰和周视中观察位置不变渐晕系数K=0.5。
在军事上，火炮瞄准的精度很重要，视放大率的大小直接影响到火炮的瞄准的最远距离，物方视场角则影响到观察到的范围，因而可以在系统中内置望远镜系统。
出瞳直径会直接影响到观察到物体的光亮度，一般来说，出瞳直径越大，仪器的主观光亮度越大，越利于观察，但并不是出瞳直径越大就越好，大于瞳孔直径太多反而会使大部分光线不能进入人眼，同时使生产成本增高，造成不必要的浪费。
人眼瞳孔的直径是随着外界的光亮度改变而改变的，白天约为2mm ，黄昏为4~5mm ，夜间可达8mm ，由于坦克一般只在白天和黄昏时使用，所以出瞳直径选择4mm 。
出瞳距离影响到人眼能观察到像的位置，为了避免眼睫毛碰到镜面，要求'z l 不小于6mm ，但由于火炮在发射炮弹过程中有后座力的冲击，所以出瞳直径应该大一些，但出瞳距离也不能过长，这样会使观测时出现黑影，造成瞄准误差，因而，出瞳距离初步设定为20mm 至40mm 之间。
为了实现潜望高可以在系统中装载两片棱镜或者平面镜改变光路，系统要求成正像，则要求在没有屋脊棱镜的情况下的总反射次数为偶数次，有屋脊棱镜的情况下反射次数为奇数次。
系统要求在像不变的条件下实现俯仰和周视，这可以方便作战人员在不动的条件下对周围以及上下范围内的侦查瞄准。
火炮周视瞄准镜初步设计
火炮周视瞄准镜初步设计火炮视瞄准镜初步设计一 光学系统的技术要求光学特性：视放大率: Γ=3.7×物方视场角： 2ω=10°出瞳直径： D ’=4mm出瞳距离： 20z l mm '≥距潜望高： H=185mm要求成正像光学系统要求实现：俯仰瞄准范围±18º水平瞄准范围360º俯仰和周视中观察位置不变渐晕系数: K ＝0.5二设计系统的结构原理图1 光路系统选择：光路系统选用开普勒望远系统。
2 光学元件选择：由于选择具有瞄准功能的开普勒望远系统，所以当前能确定的光学元件有：目镜、分划板、物镜；为保护系统，在系统最前端添加保护玻璃；又因为系统要求有一定高度的潜望高，下面将对棱镜的选择，做出具体的分析。
（1）光路系统选择分析：火炮周视瞄准镜的用途是侦察远处敌情，将远距离目标放大，瞄准目标，为火炮精确打击提供方位信息，为实现这用途，首先要选用望远系统。
而现在最常用的望远系统有开普勒望远系统和伽利略望远系统，其系统结构原理图如下：开普勒望远系统伽利略望远系统图（1）根据两系统结构原理图，对于开普勒望远系统物镜和目镜有重合的焦平面，把分划板安放在这里可以实现瞄准功能，而伽利略望远系统没有这样的焦平面，综合实际情况，选用开普勒望远系统。
（2）棱镜系统选择：根据系统设计要求，系统要有一定的潜望高，为实现潜望高，可通过两次改变光轴90°实现，改变光轴的途径是让光发生反射，具有反射功能的光学元件有平面镜和棱镜，从仪器设计来分析，平面镜不易安装和固定，镀膜的反射镜每经过一次反射，光能损耗10%左右，并且反光膜容易脱落，故平面反射镜不符合设计的稳定性要求，与平面反射镜相比，棱镜的反射率高，容易安装和固定，为使光轴改变90°，因此选用直角棱镜与直角屋脊棱镜（（4）将会给出具体分析）。
（3）俯仰周视的光学元件选择：根据棱镜转动定理，经过的棱镜1反射次数为奇数，所成的像为镜像，为克服这点，应在系统潜望高段增加奇数次反射，从系统轻便性角度考虑，并且道威棱镜可以作为名义上的孔径光阑，所以选用道威棱镜。
平面镜旋转特性应用案例
3 成正像 4 光学系统要求俯视瞄准范围±18° 光学系统要求实现水平瞄准范围 360° 5 俯仰和和周视中观察范围不变 6 渐晕系数K=0.5
案例二：火炮周视瞄准镜
光学结构原理图 1.保护玻璃 2.直角棱角 3.Dove棱角 4.双胶合物棱角 5.带屋脊面的直角棱角 6.分画板 7.双胶合目镜
平面镜旋转特性应用案例及其 结构、原理与特点
平面镜的旋转特性
若入射光线不动， 平面镜偏转α 角，反射光线转过2α 角 该性质可用于测量物体的微小转角或位移
案例一：卡文迪许扭秤实验求万有引力常量
案例一：卡文迪许扭秤实验求万有引力常量
• 结构
案例二：火炮周视瞄准镜
技术要求举例：
1 光学特性：
1 2
ห้องสมุดไป่ตู้
3 4 6 7
5
案例二：火炮周视瞄准镜
• 结构特点 系统有潜望高度，可以使用两个使光轴改变90°的 棱镜或平面镜。但平面镜安装、固定困难，且所镀的反 光膜易变质脱落，造成光能损失，故采用两个直角棱角。 当棱镜经过O1点垂直于主截面的水平轴转动时， 像的方向不会发生旋转。
案例二：火炮周视瞄准镜
案例三：立式光学比较仪
案例三：立式光学比较仪
谢谢观看
• 但当棱镜绕O1O2转动时，如果像平面相对于主截面不 懂，那么像平面亦将随之转动。 • 要求像平面不转动，就要是像平面发生相反的转动。 这里使用的是道威棱镜。 • 根据道威棱角的旋转特性，可知，当上面的直角棱角 绕O1O2转动α 角时，道威棱角转动-α /2角。 • 两个直角棱角加一个道威棱角使得总反射次数为3次， 为保证物像相似关系，使得总反射次数为偶次，故引 入一个屋脊面。
火炮周视望远镜初步设计
一．周視望遠鏡光學系統技術要求此外，還要求系統成正像，俯視與周視中觀察位置不變。
二．設計原理（一）系統組成原則（1）望遠系統の選擇望遠鏡根據目鏡是正透鏡還是負透鏡可分為開普勒望遠鏡和伽利略望遠鏡。
其中，採用正光焦度目鏡の望遠鏡稱為開普勒望遠鏡，視放大率為負值，可以安裝分劃板；採用負光焦度目鏡の系統稱為伽利略望遠鏡，這種系統Γ為正值，為正像，但無法安裝分劃板。
由於本次所設計火炮周視望遠鏡，在使用過程中需要用到分劃板以測量和瞄準，因此應該選用能夠安裝分劃板の開普勒望遠鏡系統，這就要求望遠鏡物鏡為正透鏡，目鏡也為正透鏡，如此一來，所得の視放大率就是一個負數，得到一個倒像。
而設計要求系統成正像，因此需要在物鏡和目鏡之間加入棱鏡或透鏡式倒像系統，是像正立。
（2）改變光軸系統の選擇由於系統要求有185mmの潛望高，因此望遠物鏡與目鏡の垂直图1高度為185mm ，需要選用平面鏡或棱鏡使光線偏轉90°，改變光軸方向。
對於平面鏡來說，一般の鍍反光膜の反射面，每次反射都有百分之十左右の光能損失，同時在安裝過程中固定平面鏡十分困難，因此選用能夠發生全反射の直角棱鏡(如圖1)來改變光軸方向。
設計の周視望遠鏡技術指標要求俯仰瞄準範圍為±18°，水準瞄準範圍為360°，即要求系統能夠上下和左右旋轉；並且在俯視和周視過程中觀察位置不變，即無論系統怎樣旋轉，其像の位置和方向都不發生變化。
當頂部直角棱鏡繞過10點垂直於主截面の軸轉動時（見圖2），其像の位置和方向不發生改變，即在俯視時能夠滿足觀察位置不變の條件。
但當頂部直角棱鏡繞垂直軸1020轉動時，其像の位置和方向將會發生改變。
根據棱鏡轉動定理及棱鏡成像性質知道，在整個系統中如果最終光軸の方向沒有發生變化，則對於主截面內の物像關係來說，若光軸在系統中反射次數為偶數時，像與物體完全相同；若光軸在系統中反射次數為奇數時，則成“鏡像”。
對於垂直與主截面の物像關係來說，其結論與在主截面內情況一樣。
火炮周视瞄准镜初步设计样本
火炮周视瞄准镜初步设计样本1.引言2.设计目标-提供高清晰度和广视野的画面，以便准确地观察目标；-具备自动跟踪功能，能够迅速稳定地锁定目标；-耐久可靠的结构设计，适应各种恶劣环境条件；-易于操纵和操作，并与火炮系统实现无缝连接。
3.主要组成部分-显示屏：采用高分辨率液晶（LCD）屏幕，以提供清晰的图像；-摄像头：采用高性能、高感光度的摄像头，以实现在低光条件下的观察和跟踪；-光学镜头：采用高质量的光学镜头，以提供广视野和锐度；-控制系统：包括控制台、按钮和控制软件，用于操纵和控制瞄准镜；-机械结构：采用钢材和合金材料，具有耐久性和强度，以抵抗外界影响；-电源系统：采用可充电的锂电池，以提供长时间的使用和备用电源。
4.工作原理-摄像头通过光学镜头取景，并将图像传输到显示屏上；-控制系统通过控制软件处理图像数据，并进行相应的图像增强和识别，以提高观察效果；-控制台提供相应的按钮和控制接口，以便操纵瞄准镜进行调节和操作；-自动跟踪算法分析图像数据，锁定目标并调整瞄准器的角度，以保持火炮的瞄准精度；-电源系统提供能量供应，以保证整个系统的正常运行。
基于上述设计目标和工作原理，我们提出了以下初步设计样本：-显示屏：采用8英寸高清晰度液晶屏幕，支持多角度观看和自动亮度调节功能；-摄像头：采用1/2英寸CMOS传感器，具有1000万像素和低照度拍摄能力；-光学镜头：采用10倍光学变焦镜头，提供广视野和清晰锐度；-控制系统：配备人机界面友好的控制台和蓝牙无线遥控器，支持实时图像观看和参数调节；-机械结构：采用钢材和铝合金材料，具有抗冲击和耐腐蚀能力；-电源系统：采用充电锂电池，提供至少8小时的连续使用时间。
6.总结本文介绍了一个火炮周视瞄准镜的初步设计样本，包括设计目标、主要组成部分、工作原理和初步设计样本。
这个样本提供了一个基本框架，可以作为进一步研究和开发的基础。
通过不断的改进和优化，我们相信火炮周视瞄准镜将在提高火炮射击精度和战场效能上发挥重要作用。
火炮周视瞄准镜初步设计
应用光学课程设计火炮周视瞄准镜初步设计专业：光电信息科学与工程班级：姓名：完成时间：目录一、火炮周视瞄准镜概述 (4)二、光学系统的技术要求 (4)2.1、光学特性的主要参数 (4)三、拟定光学系统的工作原理 (5)3.1、光学系统的基本形式 (5)3.2、光学系统的基本结构 (5)3.3、共轴系统和棱镜系统的组合 (7)3.4、孔径光阑的确定 (7)四、光学系统外形尺寸的计算 (7)4.1、选择物镜、目镜结构型式，计算其特性参数 (7)⑴、选择目镜结构形式并计算有关特性参数 (7)⑴、选择目镜结构形式并计算有关特性参数 (8)4.2、计算道威棱镜尺寸并验证渐晕系数 (9)4.3、计算顶部棱镜、保护玻璃尺寸 (12)4.4、计算物镜口径 (14)4.5、确定底部直角棱镜和分划板尺寸 (15)4.6、确定目镜口径 (17)4.7、验证出瞳距离与潜望高 (17)五、绘制光学系统原理图 (18)5.1、光学系统参数总结 (18)5.2、光学系统原理图 (20)六、工程伦理与职业道德 (21)七、环境与可持续性 (22)八、技术与社会 (22)九、法律法规 (24)十、个人和团队 (24)十一、创新方法 (24)附录 (24)一、棱镜转动定理 (24)二、理想光学系统光路计算公式 (28)一、火炮周视瞄准镜概述军事上火炮打击中为了搜索目标，需要在行动中进行大范围的观察从而提高火炮的破坏力以及精准度，而由于受到像差等因素的限制，传统的望远系统以及不再合适，我们需要一种光学系统，使其视准轴能够在水平面内横扫以达到全方位观察的目的，而这种光学仪器我们称之为周视瞄准镜。
火炮周视瞄准镜是一种比较特殊的潜望式瞄准镜，它的作用主要有两个：首先，观察员可以使用它来观察周围的环境、寻找需要锁定的目标，在这个过程中，观察员可以观察到自己直视方向以外任意水平方向（包括一定角度范围内的俯仰方向）的物体而不用改变自己的方向，这是由于周视瞄准镜的前端有一个道威棱镜，观察员在以速度比为一比二的速度同时转动道威棱镜以及顶端的棱镜的时候，可以保证目镜位置不变，从而可以使观察员在不改变自己的位置的前提下选择不同位置的瞄准点，这样也就避免了观察员为了观察不同方向的物体而不停转动头部引起的头晕恶心等症状。
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、火炮周视瞄准镜初步设计一、 周视瞄准镜综述1、 周视瞄准镜是周视望远镜的一种。
周视瞄准镜的目镜位置不动而镜头能够绕垂直轴在水平方向一定的角度范围内进行观察。
2、 按观察范围划分, 周视瞄准镜能够分为水平半周视和水平全周视。
其中, 观察范围小于360°的为水平半周视, 达到360°的为水平全周视。
3、 有周视性能的瞄准镜, 能够扩大观察范围, 同时, 俯仰时目镜不动, 方便观察者不用改变自己的位置和方向, 观察到四周的景物。
4、 在火炮上装备周视瞄准镜能使操作员更清晰方便地观察远距离目标, 并对此作出准确的分析和瞄准, 必要时给予目标精确的打击。
二、 光学系统的技术要求光学特性:,视放大率: 3.7Γ=⨯ 物方视场角: 210ω=︒ 出瞳直径: '4D mm = 出瞳距离: '20z l mm = 潜望高: 185H mm = 要求成正像光学系统要求实现俯仰瞄准范围±18° 光学系统要求实现水平瞄准范围360° 俯仰和周视中观察位置不变 渐晕系数K=.三、根据要求拟定光学系统的工作原理1、光学系统的基本形式: 望远系统;光学系统的基本结构: 物镜、目镜、分划板、保护玻璃, 为形成潜望高, 俯仰和周视, 考虑如何选择棱镜;利用棱镜转动定理确定棱镜及转动方向;共轴系统和棱镜系统的组合;孔径光阑的确定。
2、设计原理、( 1) 望远系统分析:火炮周视瞄准镜用于观察远处的物体, 将远处的物体放大, 便于观察和测量。
因此火炮周视瞄准镜是一个望远光学系统。
而望远光学系统有以下两种形式:开普勒望远系统伽利略望远系统由于系统是对远距离目标进行观察, 具有视角放大率, 因此必然是开普勒望远镜, 要使用正光焦度的目镜和正透镜作为物镜。
( 2) 棱镜系统分析: 由于系统要求有一定的潜望高度, 因此能够采用两个使光轴改变90°的棱镜或平面镜, 但平面镜的安装, 固定十分困难, 而且所镀的反光膜易脱落, 还会在反射时造成百分之十左右的光能损失, 因此用平面镜进行反射并不理想, 而棱镜则具有易安装固定, 反射效率高的特点, 因此采用两个使光轴改变90°的棱镜形成潜望高。
考虑到系统的简单易携性, 两个棱镜都选用直角棱镜。
( 3) 俯仰周视分析: 为了在水平面和垂直面内改变光轴的方向, 能够在光o点的位置安置一个直角棱镜, 使之绕水平和垂直轴转动。
当棱镜绕经过轴上端11o 点垂直于主截面的水平轴转动时, 像的方向不会发生旋转。
但当棱镜绕1o 2o 轴转动时, 如果物平面相对主截面不动, 像平面亦将随之转动。
我们要求像平面不转, 必须使像面产生个相反方向的转动。
由于要求出射光轴的方向不变, 系统下端使光轴改变90°的棱镜显然不能转动。
这样就必须加入一个棱镜, 利用它的旋转来补偿像平面的转动, 而不使光轴的方向改变。
根据前面的规则, 在光轴同向的情形, 欲利用棱镜的旋转使像面转动, 反射次数应为奇数, 在考虑到系统的轻便性, 故选择道威棱镜。
…此时的倒像系统中的顶端直角棱镜和道威棱镜的反射次数之和为偶数。
加上底端棱镜, 系统成镜像, 又系统要求成正像, 且在望远系统中成倒像, 故棱镜系统需成完全的倒像。
可考虑选择其中一个棱镜为屋脊棱镜, 这里选底端直角棱镜为屋脊棱镜。
考虑到物镜和目镜之间的距离可能不是很大, 因此把物镜放在道威棱镜和底端屋脊棱镜之间。
注: 棱镜转动定理见附录A 。
( 4) 保护玻璃、 分划板: 保护玻璃可放置在距顶端棱镜10mm 处, 考虑到其应用环境, 可将保护玻璃斜置45 , 此时保护玻璃为椭圆形。
在相同通光口径下圆形面积最小, 故其余除棱镜外均选用圆形。
分划板应放在物镜的物方焦点处。
( 5) 总体布局: 由上到下, 由左至右依次为保护玻璃、 顶端棱镜、 道威棱镜、 物镜、 低端棱镜、 分划板、 目镜。
总体布局如下:《经验算该系统成正像。
3、 需要计算的外形尺寸有:( 1) 选择物镜目镜的结构形式, 计算有关特性参数: 相对孔径、 焦距、 直径…( 2) 计算道威棱镜尺寸并验证渐晕系数;( 3) 计算顶部棱镜, 保护玻璃尺寸( 考虑俯仰角度) ; ( 4) 计算物镜口径;!( 5) 确定底部棱镜和分划板尺寸; ( 6) 目镜口径计算; ( 7) 验证出瞳距离和潜望高。
四、 系统外形尺寸计算:1、 选择物镜、 目镜结构型式, 计算相关参数。
物方视场角 210ω=︒∵'tan 3.7tan50.324ω=⨯︒= ∴'17.94ω= 235.52ω=︒因为出瞳距离'z l 要不小于20mm , 因此应选择出瞳距离较长的目镜, 又考虑到其为军用瞄准仪器, 因此选择对称目镜。
因为对称目镜的相对出瞳距离''3/4z e l f =, 且'z l >=20mm , 因此目镜的焦距 '27e f mm ≥。
长出瞳距离的观察并无影响, 且目镜焦距较长, 则物镜焦距较长, 分划板上不同刻度之间距离也较大, 较易于分辨, 故采用'e f =30mm 的目镜。
;此时有'' 3.7111o e f f mm =⨯=。
因为出瞳直径'4D mm =, 因此入瞳直径4 3.714.8D mm =⨯=。
因此物镜相对孔径'/14.8/1110.13o D f ==.根据焦距和相对孔径选择双胶物镜合适, 且物方视场角210ω=︒也满足双胶物镜的视场要求。
2、 道威棱镜尺寸:( 1) 因为在相同的通光口径下道威棱镜在系统中体积最大, 且当斜光束经过时, 它的口径比轴向光束的口径加大较少, 考虑到系统的总体积、 质量不可过大, 因此选择道威棱镜的中间作为系统的名义孔径光阑。
取道威棱镜的的通光口径为D 14.8mm =。
道威棱镜采用K9玻璃, 因此根据0.334D a =, 得14.8/0.33444.31a mm ==, a 为道威棱镜展开成玻璃板后沿 光轴方向的斜高度。
其相当空气层厚度为E 44.310.8/1.516323.38mm =⨯=。
则道威棱镜主截面最长边的长度为2d 44.311.41462.66mm =⨯=。
，E( 2) 渐晕系数:（方法一: 如图所示1e E 1.41423.381.41433.06mm =⨯=⨯=,2e 14.8mm =∴ 12e e 47.86mm +=.12D D e e tan514.847.86 tan510.61mm ω=-+⨯︒=-⨯︒=（）∴ 渐晕系数K D /D 10.61/14.871.7%ω=== (由对称性知当5ω=︒或5ω=-︒时渐晕系数相同)￥5ω=︒方法二: 如图所示当5ω=︒时,:1arctg sin45/1.516327.8arctg sin40/1.516325.08 a a tan27.8tan25.08sin50 2.01mm αβ=︒=︒=︒=︒=⨯︒-︒⨯︒=（）；（）；（）；b&当5ω=-︒时,2arctg sin45/1.516327.8arctg sin50/1.516330.35a a tan30.35tan27.8sin401.66mm ?αβ=︒=︒=︒=︒=⨯︒-︒⨯︒=（）；（）；（）；?选取2a 计算, 则有1K 14.8a /14.80.875.=-=（） 3、 计算顶端棱镜尺寸:取道威棱镜和顶端棱镜的距离为50mm 。
同时顶端棱镜为K9玻璃制成, 同理可得相关空气层厚度为E D/1.51630.66D ==。
由图可得D 14.8/20.66D 50tan5D 26.62mm -=+⨯︒=（）（）从而可得顶端棱镜尺寸为。
&4、 保护玻璃尺寸:保护玻璃与顶端棱镜距离为10mm , 保护玻璃短轴口径为D'0.6620.695010 tan5214.828.372mm =⨯++⨯︒⨯+=（）。
因其倾斜45︒, '= 40.12mm .5、 计算物镜口径:取道威棱镜与物镜的距离为20mm , 经计算道威棱镜的渐晕系数大于因此道威棱镜的渐晕系数按计算。
~由上面可知, 道威棱镜渐晕系数为, 当5ω=︒时, 离开道威棱镜最上面的光线与孔径光阑的交点距光轴的垂直距离14.80.7177.4 3.21h mm =⨯-=, 取渐晕系数为, 因此最下端光线的位置如图所示, 其与孔径光阑的交点与光轴垂直距离为'(3.217.4) 4.19h mm =--=-, 因此[]''20tan5' 5.94h h mm =⨯︒+=。
由对称性可得物镜的口径11.88D mm =。
当平行光入射时口径为14.811.88D mm mm =>, 因此物镜口径选为14.8D mm =。
6、 计算目镜口径:）当光束以5±︒的夹角入射时, 光束正好分别从物镜的上下半区射入。
因此经过物镜的最上或最下方的光束如图示, 光束经过物镜的节点, 因此方向不发生改变。
只要考虑到此光线可穿过目镜即可保证其它入射光线能够穿过目镜。
因此如下图示:e =2'+'tan5211130tan524.67mm o Df f ⨯⨯︒=⨯+⨯︒=目（）（）。
7、 计算底端棱镜尺寸:底端棱镜也是由K9玻璃制成, 因此相当空气层厚度为E 1.732D /1.51631.14D ==,4d 18562.66502026.62/239.03mmarctg[111tan514.8/2/111]1.19α=----==⨯︒-=︒（）(∴由图得关系式4d /2+1.14D D /214.8/2/tan α=-（）D 16.61mm L 1.732D 28.77mm ∴===，。
8、 分划板的尺寸及刻度:、( 1) 尺寸: D 111 tan5 219.42mm =⨯︒⨯= ( 2) 刻度: 由''tan y f ω=-得距离50m 远, 高两米的物体在分划板上刻度高4.44mm , 距离100m 远, 高两米的物体在分划板上刻度高2.22mm , 距离200m 远, 高两米的物体在分划板上刻度高1.11mm ,距离500m远, 高两米的物体在分划板上刻度高0.44mm,距离1000m远, 高两米的物体在分划板上刻度高为0.22mm.9、验证出瞳距离和潜望高;；( 1) 出瞳距离'l: 出瞳是孔径光阑在系统像空间所成的像, 故应当追踪过名z义孔径光阑中心的光线, 如图所示:！h 111tg59.71mm?=⨯︒= ()()arctg h /30arctg 9.71/3017.93?α===︒'20tan5 1.75h mm =⨯︒=()arctg 19.42/2 1.75/111β=-''(11130)tan 20tan511.83h mm β=+⨯+⨯︒='''/tan 11.83/tan17.9336.5120z l h mm mm α==︒=≥( 2) 验证潜望高 :()1234H d d d d 5026.62/262.662039.03185mm?=+++=++++=10、 各光学零件主要尺寸总结:，1、 保护玻璃: D 28.372mm,D 40.12;s l mm ==2、 顶端棱镜: D 26.62mm =；3; 道威棱镜: 2D 14.8mm d 62.66mm KD 0.717===，，; 4、 物镜: 3D 14.8mm d 20mm ==，; 5、 底端棱镜: D 16.61,28.77;mm L mm ==6、 分划板: D 19.42mm =;7、 目镜: D 24.67mm =。