数码相机镜头设计例

《数码相机镜头设计例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、用CODEV设计一个数码相机镜头                                                   主要内容：·镜头设计的一般要求·根据要求确定一个初始结构·修改初始结构来达到设计要求·做一个简单的分析和像质评价一、设计规格要求1、数码相机物镜设计要求图像传感器规格：解析度640X480有效像素(30万像素)像素（象元）大小7.4×7.4μm像面大小3.55×4.74mm2(对角线6mm)说明：一个数码相机中使用的CCD阵列是由许多很小的单元构成的，这些单元称之为像素（每个单元实际上是由三个有色像素构成，但是出于设计

2、考虑，我们认为每个单元是由一个像素构成的）。物镜规格：物镜定焦物距   0.75m～Infinity（景深）焦距    6mm畸变     <4%F/#  F/3.5传函MTF （定义CCD内3mm为中心区域）低频：17LP/mm处>0.85；　　　　　　高频：51LP/mm处>0.25。渐晕角落相对照度>60%波段范围430，589，656nm2、 视场角和工作频率首先，数码相机镜头是一个比较小的镜头系统，传感器的大小和焦距的大小均为6mm。传感器的大小和有效焦距的大小决定了视场角的大小（ω），根据，可求得ω＝26.50。规格上给出的像素大小为7.

3、4μm2,则阵列的最大的空间频率可以由２倍的像素大小的倒数来计算出来（奈奎斯特频率），1/（2×0.0074）=67.6LP/mm。二、建立初始结构利用CODEV的专利数据库建立初始结构。1、开始一个新镜头运行CODEV并使用新镜头向导：选择File->New菜单，或工具栏的新镜头按钮，点击欢迎屏幕中的Next按钮．选择PatentLens并按Next按钮．进入专利数据库。2、专利数据库除用于演示ＣＯＤＥ　Ｖ30个例子镜头外，CODEV包含了一个拥有2400个过期专利的镜头数据库（主要是用于各种不同系统的轴对称的光学系统）。可以用新镜头向导或是专利搜

4、索功能来访问和搜索这个数据库，也可以使用过滤器指定所需要的各种属性。1．在新镜头向导中点击过滤器（FILTER）按钮。根据要求，指定搜索范围。2．点击复选框并填入相应的MIN/MAX·       F/#（输入1~4），目标为3.5·       视场角（输入20~33）,目标为26.5·       元件数目（输入1~3）,目标是越少越好，越少成本就越低3．点击OK。新镜头向导将给出一个符合输入条件的专利列表，共有12个。选择比较有潜力的起点，通常选择视场和F#都比较大的，所以选镜头名称为or02248的结构，它的视场角为27.5度，F#为2.36

5、9。4．点击专利列表中的名字为or02248的镜头。5．点击NEXT按钮进入孔径光栏页。3、定义系统的光学性能参数有了结构数据，就要开始定义系统的光学性能参数。这些属性在CODEV中称之为系统数据（SystemData）。1．在孔径光栏页里。从下拉列表中选取ImageF/Number，并输入3.5。2．点击NEXT按钮进入波长设定页，把绿光(589.0)的权重改为2。这将使该波长在后面的优化占更主要的地位。3．点击NEXT按钮进入参考波长页，但是不要改变默认值。这个波长是用来做近轴光和参考光线追迹，默认值是正好的。4．点击NEXT按钮进入视场设定页。

6、选中第二视场然后右键菜单点击INSERT在第二行前面插入一个新的视场，然后键入0,11,19和26.5作为四个视场的Y方向角度。注意：一定要在原第二个视场前插入新的视场，因为专利已经对后两个视场设置了渐晕系数。5.在视场对话框中选择物方视场角选项。这个镜头相对来讲视场角比较大，所以在中间多插入了一个视场，可以为后来的优化和分析带来了方便。一般的习惯是最少要有0,0.7和全视场．多加入一个中间的视场对控制轴外像差是有帮助的，如像散。5．点击NEXT进入新镜头向导的最后一页。6．点击完成（DONE）钮完成。三、操作界面1、镜头数据管理器（LDM表格）CO

7、DEV的最基本的操作就是光线追迹，基本上所有的事情都是通过追迹一条或更多条光线并对它们进行一些计算来完成的。首先要面对的就是LDM表格。LDM表格就像其它程序的数据表格一样，可以在单元格中输入数据、修改数据、删除数据，可以任意插入行和删除行，还可以在单元格上使用右键单击来调出右键菜单。右键单击是一个很平常的操作，它可以快速地访问一个单元格中可以用到的所有操作。2、表面的细节任何镜头模型都是从物面开始到像面结束。并且总是有一个表面被标记了STOP，这个表面就是光栏面。可以使用右键任意设置光栏面。LDM每一行都有一个表面编号（SurfaceNumber）

8、和表面名称(SurfaceName)。接下来是表面类型，它是一个可以下拉的选单（双击它可以显示出一个表面类型