zemax设计实例及课程设计.ppt

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设计实例,成像物镜设计,光学系统设计过程,光学系统设计过程：

一、确定设计指标二、光学系统外形尺寸计算，可行性分析，设计指标修正三、光学系统初始结构设计四、像差平衡，必要时修改初始结构五、像质评价与公差分析六、绘制光学系统图、零件图（我们不要求）七、完成设计报告,光学设计流程,光学设计初始结构方法,1、计算法2、计算结合经验法3、经验法4、查资料法（孔径、视场、波长、焦距，整体缩放）,查资料法,E.F.L-EffectiveFocusLength（有效焦距）B.F.L-BackFocusLength（后工作距）FNo.-FNumber（相对孔径）F.A.-FieldAngle（视场角）,照相物镜设计实例,照相物镜的技术指标要求：

焦距：

f=9.6mm；焦距：

f=9.6mm；相对孔径D/f不小于1/2.8；图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.32mm5.76mm；后工作距5mm在可见光波段设计（取d、F、C三种色光，d为主波长）；1m成像质量，MTF轴上40%100lp/mm轴外0.70735%100lp/mm最大畸变1%,Step1:

确定照相物镜的基本性能要求,焦距：

f=9.6mm；FNo.1/2.8；像高：

y=sqrt（5.762+4.322）/2=3.6mm视场角：

atan（y/f）=20.55度后工作距5mm反远距比：

5/9.6=0.5208在可见光波段设计（取d、F、C三种色光，d为主波长）；5m成像质量，MTF轴上40%100lp/mm轴外0.70735%100lp/mm最大畸变1%,Step2:

确定初始结构,Step3:

输入初始结构,Step4:

输入孔径类型/波长,Step5:

同比缩放,或,Step6:

视场设置,Step7:

优化,评价函数操作数1、像差SPHA（球差）、COMA（彗差）、ASTI（像散）、FCUR（场曲）、DIST（畸变）等2、调制传递函数MTFT（子午面传递函数）、MTFS（弧矢面MTF）、MTFA等3、基本光学特性EFFL（焦距）、PMAG（近轴放大率）、AMAG（角放大率）、EXPP（出瞳距）、ISFN（像方F数）等4、边界约束条件CTGT（中心厚度大于）、CTLT（中心厚度小于）、ETGT、ETLT（边缘厚度小于）、CVGT（曲率大于）、CVLT5、基本计算Abso（绝对值）、ASIN、COSI等,边界约束条件：

两种方法：

CTGT（中心厚度大于）、CTLT（中心厚度小于）、ETGT、ETLT、CVGT、CVLT等缺省优化函数,（3）优化,Step8:

像质评价,Step9:

给出报告,电子文件：

学号.ZEX发到邮箱：

纸质文件：

SystemData，ReportGraphic6交给班长，收齐后交给我。

Step10：

评分标准,设计结果应达到指标要求，在同样像质情况下，片数少的得分比片数多的高，材料普通的得分比材料贵重的高；在同样结构情况下，最低的MTF值高的得分高，材料普通的得分高；同样MTF的情况下，弥散斑小的比弥散斑大的得分高。

评价函数操作数1、像差SPHA（球差）、COMA（彗差）、ASTI（像散）、FCUR（场曲）、DIST（畸变）等2、调制传递函数MTFT（子午面传递函数）、MTFS（弧矢面MTF）、MTFA等3、基本光学特性EFFL（焦距）、PMAG（近轴放大率）、AMAG（角放大率）、EXPP（出瞳距）、ISFN（像方F数）等4、边界约束条件CTGT（中心厚度大于）、CTLT（中心厚度小于）、ETGT、ETLTCVGT、CVLT5、基本计算AbSO（绝对值）、ASIN、COSI等边界约束条件：

两种方法：

CTGT（中心厚度大于）、CTLT（中心厚度小于）、ETGT、ETLTCVGT、CVLT等缺省优化函数,