照相镜头光路设计概述

一镜头选型参考

在“光学设计—袁旭沧.pdf”第272页有：

图1 照相机镜头选型

该资料用于确定照相镜头的使用性能，结构形式。是镜头设计选型的依据。二镜头样例设计要点

1 照相镜头样例1

本例波长选择为可见光系统，实际上应选照相系统的工作波长（参考“照相镜头各色波长的比例确定依据为何？.mht”）。

（1）类型评估

这是“小视场，小口径照相物镜”设计，样例见“2-非球面系统.ZMX”，它可作为此类照相镜头设计的起点结构：

图2 样例结构与光路

该样例主要用于校验6镜非球面实体化操作集的正确性，也可作为3片镜头设计时的参考。

下面对该系统进行评估。

该镜头光学性能为：F’=10mm，F#=3，2W0=30°，总长=10.318mm。观察图1中的三片照相镜头性能，应接近最好性能状态，关键是看成像质量。

（2）象质评估

照相镜头的接受器是CCD或CMOUS，因此其最小象元应是接受器的最小象元。假定在分辨率上镜头与接收器匹配，那么两者最小象元边长应是相同的。

镜头鉴别力=110 lp/mm，最小象元边长=1/(2*110)=0.00455.

查看CCD上最大视场直径=2.71*2=5.42mm（相当于0.213英寸），令该CCD 长宽比=4:3，这样CCD长边最小象元总数=5.42*4/5)/0.00455=953个，短边最小象元总数=5.42*3/5)/0.00455=715个，共有952X715=68万像素。考虑两边留有调整余量，因此CCD应选0.2英寸的，这样选择的CCD分辨力应达到

68*0.2/0.213=64万像素。

本镜头直选择了3镜片，属于简易照相镜头，分辨率达到此状态是可以的。

（3）视场均匀性评估

该镜头远心角(15.7°)由视场均匀性来评估，查出=80%(好的投影镜头用9点平均法计算，投射到屏处的最大视场均匀性=85%,人眼看到的是均匀的视场），是较好的均匀性。

2 照相镜头样例2

这是“中等视场，中等口径照相物镜”设计，样例见“1-原态.ZMX”，这是个投影镜头，重选波长，可用于照相镜头。

（1）问题