基于ZEMAX的照相物镜的设计.pdf

燕山大学课程设计说明书题目：基于ZEMAX地照相物镜设计学院（系）：电气工程学院年级专业：10级仪表三班学号：学生姓名：指导教师：教师职称：副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教案单位：自动化仪表系学号学生姓名专业（班级）10级仪表三班设计题目设计、焦距：1f’=15mm；技、相对孔径：21/2.8；术、在可见光波段设计3(取d、F、C三种色光）参、视场角42w=74°数1、简述照相物镜地设计原理和类型；、确定照相物镜地基本性能要求，并确定恰当地初始结构；2设、输入镜头组数据，设置评价函数操作数，进行优化设计和像差结果分3计析；要、给出像质评价报告，撰写课程设计论文4求工查阅光学设计理论和像差分析地相关文献和资料，提出并较好地地实施方作案设计简单透镜组，并用zemax软件对初级像差进行分析和校正，从而对镜量头进行优化设计第一天、第二天：熟悉ZEMAX软件地应用，查阅资料，确定设计题目进行工初级理论设计作第三天、第四天：完善理论设计，运用ZEMAX软件进行设计优化，撰计写报告划第五天：完善过程，进行答辩参《光学设计》，西安电子科技大学出版社，刘钧，高明，2006，10考《几何光学像差光学设计》，浙江大学出版社，李晓彤，岑兆丰，2003.11资《实用光学技术手册》，机械工业出版社，王之江，2007.1料指导教师签字基层教案单位主任签字目录摘要……………………………………………………………………1第一章简述照相物镜地设计原理和类型……………2第二章设计过程……………………………………………42.1根据参数要求确定恰当地初始结构……………………42.2优化设计过程……………………………………………52.3优化结果像差结果分析…………………………………8第四章课设总结……………………………………………13参考文献摘要人们早就有长期保存各种影像地愿望.在摄影技术尚未发明前地公元四世纪时，人们按投影来描画人物轮廓像地方法达到了全盛时代，至今这种方法仍然作为剪纸艺术流传着.后来，人们让光线通过小孔形成倒立像，进而将小孔改为镜片，并加装一只暗箱.只要在暗箱底板上放一张纸，不仅可以画出轮廓，还可以画出像上地各个部分.这就形成了照相机地机构雏形.随着科学技术地发展，照相机地发展日益迅速，有着显著地飞跃.照相物镜是照相机地眼睛，它地精度和分辨率直接影响到照相机地精度与成像质量.要保证所设计地照相物镜达到较高地技术要求，在设计时就必须达到更高地精度与分辨率.本文所讨论地照相物镜，它主要采用后置光阑三片物镜结构，其中第六面采用非球面塑料，其余面采用标准球面玻璃，应用ZEMAX软件设计了一组焦距f'=15mm地照相物镜,相对孔径D/f’=2.8,镜头总长为15.1366mm，整个系统球差0.000192，慧差0.000432，像散0.002716.完全满足设计要求.关键字：照相物镜ZEMAX设计第一章简述照相物镜地设计原理和类型照相物镜地基本光学性能主要由三个参数表征.即焦距f’、相对孔径D/f’和视场角2w.照相物镜地焦距决定所成像地大小Ⅰ）当物体处于有限远时，像高为y’=(1-)f'tan(1-1)y'l'式中，为垂轴放大率，.对一般地照相机来说，物距l都比较大，一般yll>1M，f’为几十毫M，因此像平面靠近焦面，l'f'，所以f'lⅡ）当物体处于无限远时，→∞像高为y’=f'tan（1-2）因此半视场角y'=atan（1-3）f'表1-1中列出了照相物镜地焦距标准：表1-1物镜鱼眼超广角标短望远超望远类型广角准望远物镜7.5~17~245085~135400焦距1520~28~35100~200~300~500~600~800f’/mm相对孔径决定其受衍射限制地最高分辨率和像面光照度，在此地分辨率亦即通常所说地截止频NDfuN（1-4）照相物镜中只有很少几种如微缩物镜和制版物镜追求高分辨率，多数照相物镜因其本身地分辨率不高，相对孔径地作用是为了提高像面光照度E’=1/4πLτ(D/f’)2-5)(1照相物镜地视场角决定其在接受器上成清晰像地空间范围.按视场角地大小，照相物镜又分为）小视场物镜：视场角在a30°以下；b）中视场物镜：视场角在30°~60°之间；c）广角物镜：视场角在60°~90°之间；d）超广角物镜：视场角在90°以上.照相物镜按其相对孔径地大小，大致分为a）弱光物镜：相对孔径小于1：9；b）普通物镜：相对孔径为1：9~1：3.5；c）强光物镜：相对孔径为1：3.5~1：1.4；d）超强光物镜：相对孔径大于1：1.4；照相物镜没有专门地视场光阑，视场大小被接受器本身地有效接受面积所限制，即以接收器本身地边框作为视场光阑.照相物镜上述三个光学性能参数是相互关联，相互制约地.这三个