GB T 7660.3-1987 反射棱镜 像偏转特性.pdf

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1、中华人民共和国国家标准反射棱偏转特性Reflecting prisms Characteritics of image rotation 本标准:适用于反射棱镜(以下简称棱镜)的设计、制造、调整工作。1 有关标准UDC 666.227 :535.31 GB 7660.3-87 与本标准有关的标准有:GB 7660.1-87 (反射棱镜光轴、光轴长度、光抽截面与光学平行度比GB7660.2 87 (反射棱镜分类、代号与图表。E 标定坐标系取右手直角坐标系:iy z作为标定坐标系，尘轴取棱镜出射光轴正向。2.1 本标准的标定坐标系就是棱镜的像坐标，因表部分给出了一种形式。2.2 本标准所有向最均在

2、柏:定坐标系内标定。S 作用矩阵反映餐镜物向量与像向最共朝关系的矩阵，用R表示。物向量为Z，其像向量为A，它们的关系为A RA 4 特征方向和特征转角偶次反射楼镜的像坐标是物坐标绕某一特定轴转一特定角度制成;奇次反射棱镜的像坐标是物坐标反In后绕某特在轴转-特定角度而成。此特定轴称为棱镜的特征方向，用单位自由向量T表示。特也角度称为特征转角，用2cp表示，2平的符号符合乎j旋法则。5 像偏转5. 1 像休物体经梭镜!点像后的共机体。5.2 像偏转像体的微过旋转，用微i止转角向最灰心。它的方向表示像体旋转的转轴方向，模表示转角大小，其符号按-t;旋法则。5.2.1 x像偏转z像偏转7在x轴k的投

3、影，用JXJ表示。5.2. 2 扩像偏转z像偏转7在UP轴k的投影，用yP表示。5.2.3 :像偏转:i偏转7在2轴七的投影，用zl表1、。国家机械工业委员会1987-06 -20批准1988-01-01实施77 / GB 7660 .3-87 6 像偏转极值轴向和像偏转极值棱镜绕不同方向的轴转过同一微量转角时，能产生像偏转最大值的轴向稍为像偏转极值轴向，此最大值称为像偏转极值。6.1 X像偏转极值轴向g棱镜绕其转动产生x像偏转最大值的轴向，用单位自由向量;古表/Itos.Z U像偏转极值轴向g棱镜绕其转动产生扩像偏转最大值的轴向，用单位自由向量古表示。6.3 z像偏转极值轴向2棱镜绕其转动产

4、生z像偏转最大值的轴向，用单位自由向量记表示。6.4 x像偏转极值、y像偏转极值、z像偏转极值分别用ix mahvmahdzmM或u、v、w表示。7 图表说明7.1 棱镜绕空间任意轴微量转动产生的像偏转图表给出了棱镜绕空间任意轴微量转动时产生的像偏转计算公式。P为转轴方向的单位自由向址，Px、Py、P，分别是P在标定坐标系zr轴、y轴、z轴k的投影.为微量转角。7.2 制造误差产生的像偏转图表给出了以A棱为基准棱时制造误差产生的像偏转计算公式，.y是由于市IJhl _关注使l扫射表面绕H轴偏转的培度.z是由于市IJ选误差使出射表面绕ZJ轴偏转的角度。8，_(1)表不同巾l固和4面的几何半行差。

5、1、1在光轴截面内的分量。脚标工、I、豆表示纠lri戈复合棱镜(空jl3J棱镜视为两块单棱镜组成)的单棱镜序号。s 标准的推广应用本标准的定义、概念、术语及计算公式允许推广到棱镜组合系统、中面镜、平面镜组合系统及核镜、F面镜组合系统。 78 GB 7660.3-87 道威棱镜?辑:且代号D 1 - 1) 极值轴向不意图特征方向、2 cp 180 5 + arcsln,- 2n 。45 司、Af-fJ, 2E A 户、/ / , z U -z l 图自极转偏像阵耳jN ! pxma x=2A 。，。y ma u i ma x=2JIG 1) 1 1) 1) 1) R= 像偏转fX:. f r臣、

6、轴P转.a角户1:的像偏转制iiEi虫草产吨的像偏转 2血尺，2A SI na 0 J 1) 2 nA C田a，2 !IP立Jz n2 - 1 0 , + 1190 ， F , 79 GB7660.3-87 DI - 45 等腰棱镜名称且代号极值轴向示意图特征方向、T M、气、A A I / I 2 90飞)钓栋是代号川平极值轴向示意图U 特征方向、2 rp= 1800 y 主忌A / -_ 8 图值极转偏像阵矩用作F, s o c e A 2 = a m z 。- cos (-900) C田飞vmu=2AasinE . 2 。-cos co. (-90) R= = 2 . a z max 1

7、 。像偏转绕任意轴p转.a角产生的像偏转制造误差产生的像偏转. a ( (1 + c o.)P萃1-COS (900) P y) 2AC回2 Il.a (- cos (_ 900 )p萃，+(1 -co) Py) ，曲直y , 2 a P z .0 I + . 86 GB 7660.3一盯。DII 道戚屋脊棱镜名称反代号极值轴向示意图特征方向、2 1= 1800 。=+配山享zn J古飞飞/JJ飞、JJ二唱-rT , He!-u r y 峙，z 9 图A / / / 值极转偏像阵矩用作。萃max二。l 2 !. k ymaxz 。l 。R= 2 !. a ZJmax= 1 。绕任意轴P转A角产

8、生的像偏转串Ijj革误差产生的像偏转像偏转。2rcosa 0 , 2 !.aP哩2 nVcsinao y 2 . apz J2 nLj 8 ,+ 1190 87 一一GB 7660 .3-87 Ill-jl12飞liD IJ - 45 等腰屋脊棱镜名称及代号特征方向、极值轴向示意图y 、白、A风飞JJf f/ /,r Jff 2 1 =180 , 2 10 图1直做转偏像阵短用作imaf0.77Aa yF mM=l-85A 。F F y zmax=2Aa 。2 - R= 1 。像偏转绕任意轴p转!J.a角产生的像偏转制造误差产生的像偏转A(0.291飞，+O. 71Py) 0.77仁3 6a

9、(0.711飞，+L 71Py) 。自y 2 apz .01+645 ， 88 GB7&O.3-87 01 J- 60 等腰屋脊棱镜名称及代号 极值轴向示意图特征方向、/X T u v # 、 、也JJ , J/ 2 1= 180 d i 4 11 图值极转偏像阵主巨用1年 XFmaz=Aa 。F 1 2 Ymax=J了a。1 2 i宫R= ZF max=2Aa 1 。像偏转绕11:意轴P转A角产生的像偏转制造误差产生的像偏转a (O.50Px+ O.87Py) c x F a (0，87P桨，+1. 50Py) .8 II y 、2 . apz .8 1 + 60 z lLty-leIlli

10、-f 89 L一一一GB7660.3-87 / f / D! J- 80 害腰屋脊棱镜名称&.代号t二特征方向、2年声180。y 图12 、Aa角产屯的像偏转!a (0. 29P.,+ 0 , 71 P .) A(-0.71P，+0.29P，) 。半五棱镜BD - 45 像偏转极值F KF ma x=0.771ka ymax=O.77 =u z rnax v 制造误差产生的像偏转0.77A .0 rr nO T +且45I 、击、飞GB 7660.3-87 BIl - 60 半五棱镜名称及代号极值轴向示意图字特征方向、/, U 2 qr- 60 c y 19 图/ 值极转偏像矩阵用作x max

11、=Aa 。? 飞32 1 2 yrmH=Aa 。2 -u-2 R= z ma军立。像偏转绕任意轴F转A角产生的像偏转制造误差产生的像偏转jl AyJmaz=0.77A zl max=2A 绕任意轴F转ta角产它的像偏转制造误差产吨的像偏转t a (1. 71P.，一0.71P-r)0.77A 斗t a (-0.71P,+0.29Py) nB日2 i apzl n8 1+ 1 45 J 名称及代号2伊=180 作用量E阵1 。R= 。I 。像偏转F I F y 军。1 GB 7610.-3 -87 特征方向、r T - z 图r 33 , 2 , 到A 绕任意轴P转.a角产生的像偏转。2 . a

12、py 2 aP z 等腰棱镜DIll - 180 像偏转极值xfmaxz 。ymax=24 F ZFmax=2AG 制造误差产生的像偏转A nIi日nB 1 111 GB 7660 .3-87 LillJ- 0 列曼屋脊棱镜名称.!tft号极值轴向示意图特征方向、2 rp= 180 J T _r 一z z u 34 3 国A 1 值极转偏像阵矩用作翼max=0 。1 y maxz2Aa zl max=2Aa 。- 1 - 1 。R= 像偏转绕任意轴P转A角产生的像偏瞥制造误差产生的像偏转, 。J了(YA+ 萃-+ . 2 11p y n8 n+ Y A y , 2 l1 aP 。1+ 8)、3

13、(I) 左 112 -一一一GB 7660.3-87 Lill J - 0 列曼屋脊棱镜名称及代号特征方向、极值轴向示意图2 rp= 180 A 1 t-EE-,MJ T X w-32 z y 3 、飞、l、1 、35 图值极转偏像阵矩用作萃max=0 。1 ydmaxz2Aa ZPmax=2Aa 。1 l 。 。R= 、像偏转绕任意轴P转A角产生的像偏转制造误差产生的像偏转絮J3(A+ lc) 。2 !.P， nli.fl+A y 2 !.a凡，n/I专9，、3( 113 C，二一:1，称此代号2伊180 11 用矩2 j吉R J2 12 1) 。1量偏转x 叶十 z 114 一阵 。1 G

14、B7660.3 87 施来特屋脊棱镜D皿j一45特征方向、极值轴向示意图2、M 图36 x ./ -22030 -T 像偏转极值XPma x=0.77A ymax= 1. 85 . a z ma x=2Aa 绕任意轴7吕转A角产叶的像偏转市1);主误差产主的像偏转3(0， 29尸立+O，71P.)1，85c A(1)， 71P ,+ 1, 71P.,) 。日2AGPZ nOj+d45 / 、GB 7660.3-87 Dffi J 180 等腰屋脊棱镜名称及代号极值轴向示意图特征方向、2 cp= 180。A L/ z y u , Z 37 图.值极转偏像阵矩、用作2 II G A丛02 -一-一

15、xxx aaa mmm z-vz j， 。I 。- 1 。R; 像偏转绕任意轴P转lla角产生的像偏转制选误差产生的像偏转1 2 llaP宜Ic , 。u y r 2 l1 aPz I z 飞、J -115 l山千GB 7680.3-87 -1I:方棱镜、名称及您号FLI - 0 极值轴向示特征方向、2伊=1800 -噜-，y-T ! -wF z , M -z 川50+arcsin旦2n / /B AU 38 值极转偏像阵矩用作vmax=2Aa 。吨。1 F yr max=0 f max=2Aa 。1 - 1 。R= 像偏转绕任意轴P转A角产生的像偏转制造误差产生的像偏转 2 .ap置2VAS

16、iMo y 。2 nV AC田a，, 1也，aPz nO ,+Moo t 116 名称及代号2 1 =90 、令、作用矩阵。1 R= 1 。, 像偏转嚣、vz 。l GB 7660.3-87 特征方向、, 图 极值轴向示意图39 h JV , 绕任意轴P转t1a角产E的像偏转(p萃，+P y,) t1 a (-P, +Py) 。靴形棱镜, _r 像偏转FXIl - 90 极值Jl x ma x = -./2 Lla J王t1ay ma x = zmax= 。, 制造民差产啦的像偏转0.52 1 AJ) nU .91+ t1 A C+ t1 A:g; 117 1 一J名称及代号2 cp= 900

17、 作用矩阵。l R= 1 。像偏转x 飞, 118 L GB 7660.3-87 靴形屋脊棱镜FXil,-90 。1 特征方向、极值轴向示意图A(j) y 图40 e T U 45 , - x u 像绕任意轴P转l1a角产生的像偏转A(P，-Py ) A(P萃，+Py ) 。, 偏转极值萃max= 12 l1 a .!2 l1 a Yax= ZF guaxO 制造误差产生的像偏转1. 93 1 c nO n n1+ I1 A i.)+ I1 A 1,( GB7660.3-87 FP皿-90 普柔棱镜名称及代号特征方向、极值轴向示意图2 90 白Lb，lFA A y z ( u , z 41 值

18、极转偏像阵矩用作J2 tJ. a 12 tJ. a FXFEn-x= y rna思=。1 。l R= 。z ma军=l 。像偏转绕任意轴P转A角产生的像偏转制造误差产生的像偏转A(p笨，+P y) 2 (YA(+ Y A) 桨_t. a (-Px,+Py) nOo+ !1y y 。n8 1+ !1Cz 119 J、GB 7660 .3-.-8I, FPm - 90 普柔棱镜名称及代号极值轴向示意图特征方向、2 QF 900 llwFl u 7 A U 干一y x Z M 42 图f自极转偏像阵矩用作J px maJ JTAa ymax= f. 。l 。R= F z maxEO 。像偏转绕任意轴

19、P转I.a角产生的像偏转制造iZ差产哇的像偏转. a (P, -Py-) J2 (YACO+Ad . a (P,+Py) n8 rr+ .y y 。nOr+.， 120 b A GB7660.3于-87, 。FAill -间员棱镜名称及代号极值轴向示意图特征方向、2 ， 127 J 一一一一一一一一一lloll-vr! GB 7660.3-87 普柔棱镜名称且代号FPl - 0 特征方向、极值轴向示意图2rp=1800 F飞 z T -wE-x 1面d -z M , A 50 图值搬转偏像阵提E用作j自飞骂mall=0 y mM二2t. F K ma摊主2 t. a 。l 。1 。R= 像偏转

20、绕任意轴F转t.a角产生的像偏转制造误差产生的像偏转F 。J宫(VAJ)+VA$) 苯2 t. aPy n日y 2 . aPl. n, 128 -GB 7660.3-87 FPJ 普柔楼镜名称且f-t:1- 。极f自轴向示意图特征方向J、2 a角产哩的像偏转!a (P薯，+P y) a (O.50PlI, +Pv+ O.87Pt) !a (- o. 87P苯，+1.50P,) / 忠，K 像偏x /Y 45 、u 、r飞、r转战值川.，= ff !a rykaE=厅!ap z, .x=ffa 制造误差产生的像偏转12v旷J3VAnIJ + !y n8, +且.， GB 7680.3-87 KO

21、 - 90 - 80 空间撞镜名施及代号极值轴向示意图特征方向、 2 rp= 125 56 _-嚣450 ,.,x A J z , y y / 一z120占4127027 59 值蜒转偏像阵矩用4 1 ， I:max=J，.a ymax =1吉，.a。0.99 F ZJmM=1.53Aa O. 17 。O. 17 0.99 1 。R= 飞-像偏转绕何意轴P转，.a角产似的像偏转制i.1量产.的像偏转,2 Y A, + 1. 53 Y崎,.a (P军，-p，) , ,.a (-O.17P,+ F y-O.99P霍，)n(I + ，.屿y Aa (-1l.99P咽+1.17P7.)n(I I +

22、，.屿z 137 GB 7880.3一87Kll - 90- 80 电归梭镜名称及代号 极f直轴向示意图特征方向、u , 1l 。s .m -U 2 q;= 125056 .5 飞、-r飞、-r.町r 十, HS A,le / / 3自A , z 1%727 T /59019; 62 因1自极转偏像阵骂!111 A1 1 11 ,ma ,.= .(2 /a ,_, yma= JM 7. ma飞=1. 53 。.HH 。 。.17 R= 。.l1) 。.99 像偏钊t) f f:.t.轴户转也角产HI，像偏转制边i1月1;!的做偏转Aa (P、.+P，)$1.1 + 1.53.2 掌iJ飞a(O

23、.lP飞.+户、，+n.制P，n# .u +飞= a ( -I人阳P、+1.17Pz)11 ，、(1) 茨i也。GB7660.3-17 KII - 90 - 90 空间棱镜名称及代号极值轴向示意图特征方向、g 2 tp= 120 0 J r 军u 。y 2 !i c 5 4 z x , , z z 十F l2516 A , x . 于-U 63 图 的做转俐f草阵知Mm n 嚣ma_ : .f2 . a vlmu二J2、aJ./ 7_ ma : !2 l1 a 。() 1) o 1) 1) 1 R= 像偏转绕f仁，吉、轴P转fl.afjj i1的像偏转似liZiUj丰产1的像偏转 (p-P ,

24、.) .rr川t+ l川i , /a (P.,_Pz ,) 。It+ ， v a (一P、，+p7) nO I +也， 111 GB 7660.3-87 KTI - 90 - 90 空间棱镜名称及代号极值轴向示意图特征方向、2伊=120。5 4 1 一z-5 4 -uw x M O x A 125 16 一王64 因It 极车主偏做51 地l) 、刷，0Ja v maoJ气f 川、oJ了11 l 。11 11 仆l R 像f自转统任意轴尸转气ffj)以的像偏料JMii lU芹/，-.I j的像偏转) CPx.+Pr，) F ( i . I ._ i A 2) 立气 . (B 1 ) jz=P-

25、Zw=dwcos(P?EJ=dwcosvJ u= /1;(i-(-I)J =u百av= /l; a (j- (-1)勺J=vE 2fw=A(k - (- 1 ) k J = ww J 式中，人1、解口t、j、k分别为沿z、u、砸和x、y、z轴的单位向量，轴F分别同单位向量正在、西包夹角。(B 2 ) 、.Y为棱镜转由式(B1 )可见，当叼Eu(或I/u)时，x=uc巧o. = u=户max。同理，当叼v(或即日时，F户v=川茧，以及当P!Iw (或I/W)时，户w=筐Imax。根据这一特点，u、u、四分别取名为x、y、的极值轴向，u、vw分别取名为x、y、z像偏转极值，而瓦、百二、EL本身则取

26、名为，1.，ty、z的极值特性向量。实际上，三个极值特性向屋瓦、汇、Ew在很大程度上反映了棱镜的调整特性，因此，它们是棱镜调整特性参量中的一个重要组成部分。例2求毗形屋脊棱镜FXIl，-90的板值轴向、像偏转极值和绕空间任意轴微量旋转产生的像偏转。z y 图Bl-x ; 151 a .飞GB 7660.3-87 由图B1和式(82)求得g百.=tw ( - j) = .l1 v= II(i+j) =vv 3L=0 根据像偏转极值定义得g(B 3 ) I = CE- (- 1 ) 1. ) IIFHH- 令8.2 阴。p髦，=0 Py = - 1 P , = 0 代人k式求得像偏转为2xt A

27、4户-!J. a z=o 制造误差产生的像偏转G8 7660 .3-87 8.2.1 任何一个棱镜，都是在位于设计位置的条件下，将系统光轴折转|时定角度，从而保证系统光轴的共轴性。如果有了制造民差，即使棱镜处于设计位置，光轴经棱镜折转后也会偏离正确方向，使棱镜前面光学元件的光轴经棱镜后不再和后面光学元件的光轴重合。同时s制造误差也会产生像倾斜。8.2.2 以A棱为基准梭，差会使其它工mGB 7660.2-87。令基准棱位于设计位置，制造误，从而导致像偏转。8.2.3 市lJJ2i吴差产宅的y、z像偏转。a. 以人射表面和出射表面交楼为基准棱，产牛:的y、z像偏转分别为自使用时光轴又是垂直人射表

28、面人射的棱镜，制造误差y=nOli .,. ， = nO r + !J.z 使用时光轴不垂直入射表面入射的棱镜.;filJ选误差产生的y、z像偏转分别为sy=nell (B 6 ) 凡，=豆豆三旦o9，+!J.户. (B 7) COSJ 0 式巾sb. i。一一光轴在人射表面上的人射角。制造误差产生的y、z像偏转分别为2以人射表面和第一个反射面交楼为基准棱的棱镜，y = n9川的 (B 8 ) ，= n9 1+ !J.z c. ( 1 )、(2 )、( 3 )式中各量均为代数虽。 8.2.4 制造i吴差产生的2像偏转(像倾斜)。制造误差产生的z像偏转是由棱差引起的。A棱差使反射面法线绕该反射丽

29、的宫轴旋转.C棱差使屋脊梭绕两屋脊面构成的双面镜之百轴旋转。它们产生的:r像偏转分别为， 卢户，A=2 VAC 咀缸C= 2c C 050 式巾g0-一光轴在反射面或屋脊棱t的入射角。 (B 9 ) 8.2.5 既然制边说差产生的像偏转是各个最代数相加，必然要有符号规定，公式本身也会出现正负号，问题lt:校复杂。而制造误差产生的像偏转主要用于给定角度公差，无论是按极限误差还是按均方i芙差给定公差，有意义的是各说差源的绝对值，故图表中给出的关系式均用相加形式。153 GB 7660.3-87 附加说明z本标准由国家机械工业委员会兵器标准化研究所提出.本标准由长春光学精密机械学院、北京工业学院负责起草。本标准主要起草人王志坚、汤自义。15 j 华人飞土事I问国家标准反射援镜GB 7660.1 -7660.3-87 * 坤国标准出版社出版(北京复外三里河)中国标准出版社北京印刷印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印开本880x1988年12书号21/16 第一版 印张93/.字数296000 1988年12月第次印刷印数1-2000 1 - 5146 和l、日99-12