火炮周视瞄准镜初步设计
一、周视瞄准镜概述：
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。 对于周视瞄准镜，常见的一般利用上直角棱镜绕垂直轴作转动时，道威棱镜绕其自身光轴按一定关系互相配合互相转动角，可实现水平周视。另外，上直角棱镜能绕水平轴俯仰，实现俯仰观察。但也有少部分采用立方棱镜绕垂直轴转动实现水平周视或者一些光学元件组合实现。 按观察范围划分，周视瞄准镜可以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。分火头
有周视性能的瞄准镜，可以扩大观察范围，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。
二、技术要求：
光学特性：
视放大率：
物方视场角：
出瞳直径：
出瞳距离：
潜望高：H=185mm
要求成正像
水平瞄准范围
俯仰和周视中观察位置不变
渐晕系数：K=0.5
三、设计计算内容：
1、根据要求拟定光学系统的工作原理
光学系统基本形式：望远系统
光学系统基本结构：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道威棱镜及转动方向。
共轴系统和棱镜系统的组合
孔径光阑的确定
2、光学系统的外形尺寸计算
(1)选择物镜、目镜的结构型式，计算有关特性参数；
相对孔径，焦距……堆栈式
(2)计算道威棱镜尺寸并验证渐晕系数；
(3)计算端部棱镜，保护玻璃尺寸；（考虑俯仰角度）
(4)计算物镜口径；
(5)确定底部直角棱镜和分划板尺寸；
(6)目镜口径计算；
(7)验证出瞳距离和潜望高
大规模定制3、绘制光学系统的原理图
四、设计原理：
1、望远系统的选择
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
开普勒望远系统视放大率为负值，成倒立的像，通常加入棱镜或透镜式倒像系统。但是，开普勒望远系统在物镜和目镜之间有中间实像，可以安装分划板，使像和分划板上的像进行比较，便于瞄准和测量。
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伽利略望远系统视放大率为正值，成正像，不必加入倒像系统。但这种系统物镜的像放焦平面在目镜的后方，系统中无法安装分划板，不适合瞄准用。
因为应该方便测量、瞄准，所以不应采用伽利略望远系统，而应该采用开普勒望远系统，要使用正光焦度的物镜和目镜。所以物镜和目镜都是凸透镜，并加入分划板便于测量。
2、俯仰和周视的实现
为了在水平面和垂直面内改变光轴的方向，可以在光轴上端O1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。但
当棱镜绕O1O2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。此时可在系统中加入如下性能的棱镜：
如果使它的主截面和直角棱镜主截面重合，顶端的直角棱镜与转像棱镜的反射次数之和为偶数。系统要求物和像反向，并且整个系统的入射和出射光轴同向，因此下端反射棱镜在同一主截面内的反射次数应为奇数。故可采用一个直角棱镜，但成“镜像”。为了使物和像相似，须把上下两个棱镜中的一个反射面改为屋脊面(屋脊面不能加在转像棱镜上，因为这样会使转像棱镜的反射次数变为偶数，则棱镜转动时，像不转)。例如，将下端的直角棱镜用直角屋脊棱镜代替。这些棱镜可以组成型式如右的棱镜系统。
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