照相物镜设计

《照相物镜设计》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、..-汉口学院?应用光学?课程设计报告报告题目：照相物镜设计学生XX：学号：专业班级：授课教师：-.word.zl-..-二O一四年十二月目录一、选题背景3二、设计要求3三、外形尺寸计算3四、构造选型及参数计算31.构造选型32.参数数据3五、ZEMAX初始数据31.初始构造参数32.缩放焦距33.更换玻璃3六、ZEMAX校正数据31.设置约束对象32.设置变量33.优化34.最终构造数据3-.word.zl-..-七、像质评价31.2D草图32.场曲和畸变33.快速傅立叶变换调制传递函数34.标准点列图3

2、5.光线像差特性曲线36.光路特性曲线3八、零件图3九、学习体会3十、参考文献3一、选题背景-.word.zl-..-照相机广泛应用于社会生活的各个领城，已成为科研、国防、生产、教育以及文化生活各领域中的重要手段。它给人类的文明生活带来了许多方便，随着科学技术的开展，人们物质文化生活水平的提高，社会上的照相机也开展的越来越快，越来越普及了。照相机是由镜头，光圈，快门，取景器，测距器，卷片，机身〔暗箱〕等主要部件构成的。其中镜头的作用是通过光线把景物集结成影像并投射到感光片上，使感光片承受清晰的影像，它的好坏

3、直接决定了照相机的性能。照相物镜的光学特性一般用焦距、相对孔径、视场角表示。此外还提出分辨率的要求，作为保证产品质量的技术条件。照相物镜的构造型式很多，而且不断有新的型式出现。选用照相物镜的原那么应该是:既能满足光学性能和成像质量的要求，而构造又最简单。双高斯物镜是具有较大视场(大约=40º左右)的物镜中相对孔径最先到达1/2的物镜[[]黄一帆，李林.光学设计教程[M].:理工大学，2009.]225。双高斯物镜是以厚透镜矫正匹兹万场曲的光学构造，半部系统是由一个弯月形的透镜和一个薄透镜组成，如图1-1.1

4、所示。图1-1.1图1-1.2图1-1.3双高斯照相物镜是目前多数大孔径物镜的根底，它的演变型式很多，它的复杂化目的是为了改善成像质量，如图1-1.2所示，或者是为了增大相对孔径，如图1-1.3所示，相对孔径可达1/0.95-.word.zl-..-。由于双高斯物镜是一个对称的系统，因此垂轴像差很容易校正。设计这种类型的系统时，只需要考虑球差、色差、场曲、像散的校正[[]X钧，高明.光学设计[M].XX：XX电子科技大学，2006.]167。一、设计要求设计一照相物镜,其相关技术要求为[1]238:焦距;相

5、对孔径;视场角。系统畸变<2%;空间频率为40lp/mm时,传递函数MTF≥0.4。二、外形尺寸计算由于照相物镜构造比拟复杂，而且它们的构造主要是由高级相差决定的，所以照相物镜设计的初始构造一般都不采用初级像差求解的方法来确定,而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比拟接近的系统作为原始系统，通过相差计算逐步进展修改，到达满足要求的光学特性和成像质量[2]176。在选择初始构造时,不必一定找到和要求相近的焦距,一般在相对孔径和视场角到达要求时,我们就可以将此初始构造进展整体缩放得到要求的焦距

6、值。三、构造选型及参数计算1.构造选型；；-.word.zl-..-。根据所要求的技术条件，选用双高斯物镜构造较为适宜[[]耿瑞辰,黄军霞.光学塑料折射非球面在双高斯照相物镜设计中的应用[J].制造业自动化，2010，32〔11〕：145-148.]。利用光学设计软件CODEV寻找到一个适宜的初始构造[[]X以谟.应用光学〔第3版〕[M].:电子工业，2008.695-698.]，来自美国专利2117252的初始构造[[]CODEV软件镜头库，USPATENT2,117,252EX1H.W.LEE.[6]Z

7、EMAX中文使用手册2010年2月版.光研科学XX.]。其相对孔径和视场角都满足要求，如图4-1.1所示。图4-1.1-.word.zl-..-1.参数数据其默认构造参数为时的数据，见表4-2.1。表4-2.1默认构造参数一、ZEMAX初始数据1.初始构造参数翻开ZEMAX,设置相对孔径值，如图5-1.1所示。图5-1.1-.word.zl-..-按照镜头专利数据如图5-1.2所示，设置视场角及渐晕系数如图5-1.3所示。图5-1.2图5-1.3将表4-2.1中初始参数输入ZEMAX，如图5-1.4所示。-

8、.word.zl-..-图5-1.41.缩放焦距默认构造参数为时的数据，输入焦距30mm进展缩放，如图5-2.1所示。图5-2.1缩放后得到我们所设计的焦距的初始参数，如图5-2.2所示。-.word.zl-..-图5-2.21.更换玻璃ZEMAX允许玻璃拥有相应的一种“替代〞状态，在寻找更好的设计方案的过程中自动改变玻璃类型。设置当前激活的玻璃库，改为国产玻璃，如图5-3.1所示。图5-3.1使用玻璃替代功能，