1、照相物鏡的設計設計任務和要求1設計一個照相物鏡，焦距：50mm扣對孔徑：1/2,全視場角:40° .2要求：(1) 通過給定參數(shù)，計算出其他參數(shù)值；(2) 分析系統(tǒng)需要校正的像差類型；(3) 通過手冊查詢初始結構，并回答所屬類型，然后輸入到計算機軟件中，給出輸入結果的二維圖；(4) 采用上機學到的知識進行全局優(yōu)化，給出MFF結果；(5) 采用上機學到的知識進行對樣板和公差分析，給出操 作步驟圖片和結果；(6) 繪制出光學系統(tǒng)圖。設計過程初始結構的選擇照相物鏡屬于大視場大孔徑系統(tǒng),因此需要校正的像差也大大 增加，結構也比較復雜,所以照相物鏡設計的初始結構一般都不采 用初級像差求解的方法

2、來確定,而是根據(jù)要求從手冊、資料或專利 文獻中找出一個和設計要求比較接近的系統(tǒng)作為原始系統(tǒng)。在選擇 初始結構時,不必一定找到和要求相近的焦距,一般在相對孔徑和 視場角達到要求時,我們就可以將此初始結構進行整體縮放得到要求的焦距值。(1)參數(shù)數(shù)據(jù)焦距：1、f' =50mm2、相對孔徑 D/f ' =1/2 ;3、全視場角40 ° ;照相物鏡的視場角和有效焦距決定了攝入底片或圖像傳感 器的空間范圍,鏡頭所成的半像高y可用公式y(tǒng) = - f tanw 計 算,其中f為有效焦距,2w為視場角。經過計算：其視場角為 2w=40°所以w=20° 。其余參數(shù)見表

3、：序號r<mm)130,8!2.851. 723 4150-12186. 5652, 55320, 3953.41. 69454,6438.120. !536. 325LS1.644 1634.4613. 1557光網1-677 64328-16,045槌L $94975. 13土修54. 610一25*0151.75L824511CO1桁43.2!12一 32.065_ (2)輸入?yún)?shù)打開ZEMAX上表中參數(shù)輸入 ZEMAX其中第七面設為光闌面Edit Selves OptionsSurf zTj'pECzmrEntSadi.js-hxztne三三GLbSenLL-Ezaafi

4、terOBJStandardInfinityTnfiiicyInfinityLn 儡Wg。J mg。1.7Zf W.l25D«IllaX Jae.sfisovo2.5&30 30】L幻3-SsaMiEd20.3950003.403030頊算與LE13.teLB574S-andszS3E.12 3G：-0D.1Q30JD12.4=922匚， WStadii-d3£.2255："01.900000LE3L<12.4040&4fStandard13 15DODOB DODO 009.417B71tafinxE-Y日*S 切邑 zislaz*-LE.

5、045QZOL.5OJOJD1.3, 32.03-531843Standard7E.130Q：-05-15J030lr3rM-1393B7<LQSaidaij-ZEOLBODO1.7S303013.60S67411-SndudsIn£micy!. BG3030l.eir43.2FLHTHZ15SEAndafd：處 WftM璀*企心二堆LaEj_ri±ty一zo-：34asaI， 口下設置相對孔徑值和波段: GeneralI 穆FilesKcin'SeQU&htial | Ka Aining Folarion Hi sc.Apertur e Titls/

6、Hotes Units | dass Catalogs Eiiviron»e3H.t Image 5p己ce FttAperture Type A perlure Value:Apocfeation T jjpe:|oneApoctzation Factor Iafe 取消 |應用也）| 幫助 |Field DataL Angfe D ?gC ObiBDt HeightUse X-Field 丫 Field WeightG Parahiai Image 日sig俺C Real Innage HeightVDX VDY VCX VC7 VAN014.142010 011 o12 00.

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11、inity輸入焦距50mnffi行縮放縮放后得到我們所設計的焦距 f' =50mm勺初始參數(shù)（如圖所示）嚎Dst i. E li t«zrEdit Solris QpliQ監(jiān) Iel>Surf-Tre*Tmr 的 tAid iu <Thi-krei?WL i incarInfinity工MLni= -S i v i i a a a iSLialald$«.S35JfiG1.431149LM, “里5*ar：d3M3以弗網0t.amaL». 236624d三 日二 d二二 d.65.§i9i?a欄一也皿L74j <3.4L白.心趣

12、4三二己二da.2541：. 535?":C.lrDtLB5S-ardard£T .'F U Z1.8L41.7U 1331北三二去丫域a. JLLIULh4r“qi.3C&f2"恥gmSurxli.zdU翌41-4211741.74,17.=10.004831_M”r：史“ j. * a|a!fn.L.itldTS-saE.aesosoy w1.715* .Li.aeSLTD11c3Edild-K.3 翌口二：.12J7L8143092= -：-r. S.zr 1 j >|.i n ri f1一 = . = = a = nL V $1,(1

13、"：3-5C.3ELE10代.尤二*LF用7SXiTZlild-24-9370s3到這里，初始結構及其參數(shù)已經完成(3)在ZEMAX中進行優(yōu)化初始結構完成后的原始結構及 M TF曲線r:梆 1; FFT MTF更新(U pd ate)(U)設置(S etti n g s) 打由(P ri nt)(P)臺 口 (Wi ndcw) (W) 女本s)cn 咐g)(z)FULTmRtJHHT；K 機IE NTFLENS HRS ND TITLE.THU DEG 叫踽 13RTR FC* Di49iiL TO 軻SURFACE J TfflGKLEMS.ZMX CONFIG U RF1T TO

14、M 1 OF 1116LUHILL口 smmaH利用ZEMAX導到初始結構的MTF曲線（如上圖所示）可看出 成像質量很差,因此需要校正像差。首先使用Default Merit Function建立缺省評價函數(shù)進行優(yōu)化，選擇 Editors-Merit Function，在第一行中先輸入 EFFL, 插入五行然后在 Analysis-Aberration Coefficients-Seidel Coefficients 中查看，找出對賽得和數(shù)影響大的面，將這些面的曲率半徑設為變量，優(yōu)先優(yōu)化。Suxf:Typelack us£Bnuia-D-iae*er06JrniirityJrfiME

15、y1StioJiid75.£ELV成：曲0jh.Stis-JirdTBD.UUL3F L5.6U3*O3Sl inlaid19 9GC：L7I.430407za1? 1 BCD39tU：.UU9£VD.U幗 5V11 ISilOStariiaxd214.377755V m1F1gp|tm§9liadirt13 2WMCVS.NJ637-7J17B49Sml&fd河7頑E】。aSt *11 rd-is.433&e&71.373231V1F27.3B7f""9St in liedT目.0邪曠1V(.334161vUK：9 S

16、M39«10Stic, laidV1.45970S'LD.SmDSnSi Filled7s外郵V口 罪球h辨箱tud-更丁傾”7M MUVu.cms*StidazdInfiniti1優(yōu)化MTF圖象FFT "FS&ttinss mt HEAbw TextH-&111匚一Lp gmnocl'H.0BL as29 .06昭包QSPATIAL FREDUENCY ZN CVCLES PER MILLIMETERQ ? 8 7 £ BPOLYCHROMATIC DIFFRACTIONMTFSUN Nfi7 a? 2D12RTFI FOR B.

17、4B&L TONdSURFACE i IMREELEN5. ZFIXCOMPECUPfiTZON 1 DF 1再根據(jù)2D圖適當調整曲率半徑和厚度，每次調整后再次優(yōu)化實時關注MTF圖的曲線變化，最后使各個參數(shù)都在可接受范圍之 內。Eli oak Ha|p<t*r iTirefieldgMgHfrislrt此lit% Cffr;riB1就亡31房二二一：二一%近艾JfTsTi2：0_：.iaC2DJ.TLOKCLjraiQC土引rm心ip3STES1Q3-1? -1J齡黃L幽4c- r：42i駐邱4過UrI2f?.：JCIC3Dj.smx:.，咬皿LS5雙!-21«9Q耳K

18、THE:43ti-HOBOD，上由gr0-1-937UJSEili KTRnn|L41叫枷M)01.000041ojnnBis imiaB U：日34O.-3flffilDXSMpMl.OHlQtC.Ml-0373 2IK2IE?:A0NONE：JO竺成1 第5.56111皿耽蝠虹 EctUst- ：!：n=tr=iT!N XJCSlLJ.1COXKi.cc3Jaca-M537p.3175STu sec3朝歐奴om皿1121 1(i .nojfltNJ姍¥網ior缸:心gliii由;t心部 muM社血AHMML11郵12LOCOOOCi.ccoiacLMMOQli蝦L12«

19、.«4400a.Mtrn16 XHES12：二二5弟加Jin IrrirF3TUF=；、 r(4)優(yōu)化結果頃 8： FFT MTF 3 _ _ _ _ 一=，昌U pdate Settings Print Window Text Zoom0036|?.<?2739SPATIAL FREQUBNCY TN CYCLES PER MILLTMETERTg如，血0Tg.7q.s.Mq.2 LFDUJXJ.IL口的 n-lnuDrLENSQQQH.ZMX CJNFIGURRTION 1 OF 1FOLYCHFOMHTIC 口IFFRHCTXQN MTFLENS HFI3 ND TITL

20、ETHU DEC 20 2013DATR FOBTD ShF；，皿，SURPRCE! IMRCEfl 9: Layout 4 Z = 2.8521, Y = -1. 7060匚回區(qū)|LRVDUTLENS HAS NO TITLE.SUN DEC： J6 2012TOTAL. LENGTH :&G MMd kw任 m innG«»cno-i 初缶s x CONPLCUROTION 1 DP 191 8: FFT ITF 3回區(qū)|Update Settings Print Window Text ZoomTS 2Q.BB 知D.002G .DOH0.00SPATIRL

21、FREDUENCY IN CYCLES PER MILLIMETERPOLYCHROMATIC DIFFRACTIONMTFLENS HAS NO TITLE.SUM DEC 16 2012 ATP FOB 0.HBl TO D.&S63 MICRONS.dm曲宙 uorlwCONRECUROTION 1 DP 1口回區(qū)I 41 9: Spot Diaraa 3Upd.4t« Settings PrintText ZoorftQSIi G.OEl DEGSJR=flt£； IkflLEh£ UK ND TITLE.SUN OK 1d ZB1Z LtQT3 米E nau 雄SRfUDK !KD RWJDJS :SCPLE HfK i