CN101907771A - 平面物形成球面像的投影光学***设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于应用光学领域中的一种把平面物形成球面像的投影光学***设计方法。该方法用准直物镜和同心球面物镜组成的投影光学***，可将一个平面物经过像方远心的准直物镜所成的虚像，再经过同心球面物镜后，形成一个标准的球面实像。准直物镜与同心球面物镜的衔接是走平行光，准直物镜的光阑置于同心球面物镜的入瞳处，同心球面物镜的球心处设置一个正透镜，使同心球面物镜的光焦度为正值，本发明方法为建立无限远视景显示***创造了有利的条件。
Description
所属技术领域
本发明属于应用光学领域中的一种把平面物形成球面像的投影光学***设计方法。
背景技术
由于航空、航天事业的发展，以及某些大型游乐场所和特定人群的需要，要建立无限远视景显示***，用于训练模拟装置中，以便训练培养飞行员、宇航员以及供游乐场所游人和特定人群的需要。
为了建立无限远视景显示，需要找到合乎要求的标准球面型的彩色显示面板即CRT面板，而我国目前生产的彩色显示器多为直角平面型的，给选择标准球面型彩色显示面板(CRT)带来困难，即使能找到标准球面型彩色显示器，尺寸大小等原因也不能满足需要，从国外进口专用的标准球面型彩色显示器又非常昂贵，而且也很难满足所需要一定半径R的标准球面。
发明内容
为了克服上述缺点和困难，本发明的目的在于采用特殊的投影光学***设计方法，把平面物形成满足使用要求的半径R的球面像，用其代替标准球面型的CRT面板，给建立无限远视景显示创造基本条件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该投影光学***设计方法要设计两组物镜组，一组是准直物镜组2，另一组是同心球面物镜组4，两个物镜组的有机匹配构成一个完整的投影光学***。
首先设计同心球面物镜组4，使它满足如下条件：所有组合的镜片都是同心球面，光阑在球心C处，球心C到标准R像面6的距离C0＝R，R为球心至球面像的距离，以球心C为圆心，以R为半径的弧面就是标准R的像面，为了使同心球面物镜组4形成正光焦度，在球心C处放置一个同心球面正透镜5，标准半径R的像面6是同心球面物镜组4的焦面。
由于同心球面物镜组4的设计，确定了有关参量的位置，再进行准直物镜组2的设计，使它满足以下条件：准直物镜组2是一个像方远心的准直物镜，从准直物镜组2发出的射向同心球面物镜组4的光线，必须是平行光线，准直物镜组2和同心球面物镜组4的匹配中，一定要将准直物镜组2的光阑设置在同心球面物镜组4的入瞳上，使准直物镜组2产生的虚像，经过同心球面物镜组4以后形成一个标准半径R的球面实像。
本发明的有益效果是，本发明的投影光学***设计方法，使人为生成的半径R面型变得自由，人们可根据任务的需要，生成不同规格半径R的面型，为建立无限远视景显示***创造了极为方便的条件，为航空、航天技术的发展以及为大型游乐场所建立无限远视景显示装置提供了有利条件，为国家节约大量资金，为研究技术工程人员节省大量时间，具有巨大的社会经济效益。
附图说明
按以上发明步骤，完成的如图1所示的投影光学***，在同一个光轴上从左到右依次是发光平面物1、准直物镜组2、同心球面物镜组4、同心球面物镜组4的光阑3、同心球面物镜组4的同心球面正透镜5、标准半径R的像面6、标准半径R的像面6的球心在C处，把平面物形成球面像，逆过来也成立，可使球面物形成平面像。
具体实施方式
本发明方法所产生的投影光学***的工作原理说明：发光平面物1置于准直物镜组2的物面上即准直物镜组2的焦面处，准直物镜组2发射出的平行光线经过同心球面物镜组4以后，使发光平面物1在像面处形成一个标准R的球面实像，在像面处放置一块同等标准R的毛玻璃，便可得到发光平面物1的球面实像，如果将毛玻璃的球面实像，放置在一块半径为两倍标准R的大球面反射镜的焦面上，由大球面反射镜反射出去的平行光线景物，就是无限远视景显示，观察时可感到身临其境的真实感。
图1是按本发明的投影光学***设计方法设计完成后的光学***的各光学部件的位置排列示意图，摘要附图也采用图1。
Claims (1)
1.平面物形成球面像的投影光学***设计方法，是通过光学***设计实现的，其特征在于该投影光学***是由准直物镜组2和同心球面物镜组4的有机配合构成的，首先设计同心球面物镜组4，使它满足如下条件：所有组合的镜片都是同心球面，光阑在球心C处，球心C到标准R像面6的距离C0＝R，R为球心至球面像的距离，以球心C为圆心，以R为半径的弧面就是标准R的像面6，为了使同心球面物镜组4形成正光焦度，在球心C处放置一个同心球面正透镜5；同心球面物镜组4设计后，确定了有关参量的位置，再进行准直物镜组2的设计，使它满足以下条件：准直物镜组2是一个像方远心的准直物镜，从准直物镜组2发出的射向同心球面物镜组4的光线，必须是平行光线，准直物镜组2和同心球面物镜组4的匹配中，一定要将准直物镜组2的光阑设置在同心球面物镜组4的入瞳上；选择一个平面发光物1，经投影光学***成像后生成一个标准半径R的球面像，R的大小取决于同心球面物镜组4的光焦度的大小，用本发明方法完成的投影光学***可逆向，使球面物形成平面像。
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2009
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