照相物镜系统设计报告
三片型望远镜物镜系统设计报告
三片型望远镜物镜系统设计报告物镜是望远镜中最重要的组件之一，它决定着望远镜的分辨率和光学性能。
设计一款高质量的物镜系统对于实现高清晰度和高放大倍数的观测是至关重要的。
在本报告中，将介绍一种三片型望远镜物镜系统的设计。
首先，我们选择了三片型物镜系统，因为它具有良好的光学性能和较小的色差。
它由三个镜片组成，分别称为目镜、中镜和物镜。
这种设计可以有效减少畸变和散光，提高图像的清晰度和准确性。
在设计物镜系统时，我们首先确定了光学焦距和口径。
光学焦距决定了望远镜的放大倍数，而口径则决定了光的收集能力。
为了实现高分辨率的观测，我们选择了较长的光学焦距和较大的口径。
然后，我们根据设计要求选择了合适的光学玻璃材料。
光学玻璃的折射率和色散性质会影响物镜系统的成像质量。
我们选择了具有较低色散率的特殊光学玻璃材料，以减少色差和散光现象。
接下来，我们进行了最佳的透镜曲率半径和厚度的选择。
透镜的曲率半径和厚度会影响光线的弯曲和聚焦，因此在设计过程中需要进行精确调整。
我们使用了光学设计软件进行模拟和优化，以确定最佳的透镜参数。
最后，我们进行了物镜系统的光学测试和校准。
通过使用干涉仪、散斑法和星光观测等方法，我们对物镜系统的成像质量进行了评估。
通过调整透镜的位置和角度，我们进一步优化了系统的光学性能。
通过上述设计和优化步骤，我们成功设计了一款高质量的三片型望远镜物镜系统。
该系统具有较高的分辨率、准确的成像和较小的色差。
我们将继续改进该系统的设计，并进行实际观测和测试，以验证其性能和可靠性。
总结起来，物镜是望远镜中最关键的组件之一，其设计需要考虑光学焦距、口径、材料和曲率半径等因素。
通过使用光学设计软件进行模拟和优化，并进行光学测试和校准，我们可以设计出高质量的物镜系统。
这种三片型望远镜的物镜系统具有较高的分辨率和准确的成像，适用于各种天文观测和科研应用。
ZEMAX课程设计心得照相机物镜设计【模版】
ZEMAX课程设计——照相机物镜设计一、(课题的背景知识，如照相机镜头的发展概况，类型及其主要技术参数的简要说明)二、课程设计题目设计一个照相物镜，1)光学特性要求：f’=100mm；2=30;；D/f’=1:3.5.2)成像质量要求：弥散斑直径小于0.05mm；倍率色差最好不超过0.01mm；畸变小于3%。
三、设计课题过程1、参考Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据，对其进行相关改进。
Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据如下表1（其中焦距f’=75.68mm；相对孔径D Radius/r Thickness/d 折射率/n 玻璃阿贝数/ν38.339 3.57 1.71289 53.950.988 0.3235.192 5.49 1.71289 53.9197.94 4.83-96.144 1.87 1.6362 35.326.53 8-1074.1 1.38 1.53246 45.937.053 7.6-49.135 1.72904 54.8表12、根据焦距曲率镜片厚度之间的比例关系，即f1／f2=r1／r2=d1／d2,得到焦距100mm，相Radius/r Thickness/d 折射率/n 玻璃阿贝数/ν50.659 4.717 1.71289 53.967.373 0.42346.501 7.254 1.71289 53.9261.548 6.382-127.040 2.471 1.6362 35.335.055 10.571-1419.262 1.824 1.53246 45.948.960 10.042-64.925 1.72904 54.8表23、启动ZEMAX，将表1数据输入到LDE，相关步骤由以下图给出（1）打开ZEMAX。
（2）输入数据。
在主选单system下，圈出wavelengths，依喜好键入所要的波长，同时可选用不同波长，本实验中在第一列键入0.486，单位为microns，第二第三列分别键入0.587、0.656。
光学设计照相物镜的设计
2014-2015学年第二学期《现代光学设计》考核——照相物镜设计班级：******** 学号：************* 姓名：***一、系统设计要求：1、焦距：f’=15mm；2、相对孔径：1/2.8；3、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光）4、视场角2w=74°二、设计过程1,在光学技术手册查询后选定初始结构为后置光阑的三片物镜，初始参数为：1输入初始参数2,优化设计过程将参数输入zemax：其中第六面设为光阑面，厚度设为marginal ray height，移动光标到STO光阑面的“无穷（Infinity）”之上，按INSERT键。
这将会在那一行插入一个新的面，并将STO光阑面往下移。
新的面被标为第2面。
再按按INSERT键两次。
移动光标到IMA像平面，按INSERT键两次。
在LDE曲率半径（Radius）列，顺序输入上表1中的镜片焦距（注意OBJ面不做任何操作）；在镜片厚度（Thickness）列顺序输入表1中的镜片厚度；在第七个面厚度处单击右键，选择面型为Marginal Ray Height。
在镜片类型（Class）列输入镜片参数，方法是:在表中点右键对话框Solve Type选中Model，Index nd中输入n值Abbe Vd 中输入v值。
结果如下在system-general-aperture中输入相对孔径值 2.8，在system-wavelength中输入波段，然后在tools-make focus中该改焦距为15mm进行缩放。
3,设置相对孔径值和波长输入焦距15mm进行缩放：4,定义视场如下此时得到初始结构及参数如下图5,优化设计过程利用ZEMAX得到初始结构的M TF 曲线可看出成像质量很差, 因此需要校正像差。
该结构可以用作优化变量的的数据有：6个曲率半径，2个空气间隔，3个玻璃厚度。
首先使用Default Merit Function建立缺省评价函数进行优化，选择Editors-Merit Function，在第一行中先输入EFFL，目标值设为15，权重设为1。
照相物镜设计报告实例
照相物镜镜头设计与像差分析设计一个成像物镜透镜组，照相物镜的技术指标要求：1、焦距：f’=12mm；2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；4、后工作距>6mm5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；6、成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。
7、最大畸变<1%照相物镜的简介照相物镜的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 。
照相物镜的焦距决定所成像的大小Ⅰ）当物体处于有限远时，像高为y ’=(1-ωβtan ')f (1-1)式中，β为垂轴放大率，ll y y ''==β。
对一般的照相机来说，物距l 都比较大，一般l >1米，f ’为几十毫米，因此像平面靠近焦面，''f l ≈，所以lf '=β Ⅱ）当物体处于无限远时，β→∞像高为y ’=ωtan 'f （1-2） 因此半视场角ω=atan''f y （1-3） 表1-1中列出了照相物镜的焦距标准：表1-1相对孔径决定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度，在此的分辨率亦即通常所说的截止频Nλλu f D N ==（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的分辨率不高，相对孔径的作用是为了提高像面光照度E ’=1/4πL τ(D/f ’)2 (1-5)照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。
按视场角的大小，照相物镜又分为a）小视场物镜：视场角在30°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。
一款照相物镜设计
华侨大学厦门工学院光学软件设计课程设计报告题目：一款照相物镜设计专业、班级：13级光电2班学生姓名：***学号：*********指导教师：***分数:《课程设计》任务书课程名称：光学软件课程设计目录一、照相物镜简介................................ 错误!未定义书签。
二、确定初始结构 (6)三、用ZEMAX优化 (9)四、结论....................................... 错误!未定义书签。
五、心得体会.................................... 错误!未定义书签。
六、参考文献.................................... 错误!未定义书签。
一、照相物镜简介照相物镜的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 。
照相物镜的焦距决定所成像的大小Ⅰ）当物体处于有限远时，像高为y ’=(1-ωβtan ')f (1-1)式中，β为垂轴放大率，ll y y ''==β。
对一般的照相机来说，物距l 都比较大，一般l >1米，f ’为几十毫米，因此像平面靠近焦面，''f l ≈，所以lf '=β Ⅱ）当物体处于无限远时，β→∞像高为ωtan 'f （1-2） 因此半视场角ω=atan''f y （1-3） 表1-1中列出了照相物镜的焦距标准：表1-1相对孔径决定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度，在此的分辨率亦即通常所说的截止频Nλλu f D N ==（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的分辨率不高，相对孔径的作用是为了提高像面光照度E’=1/4πLτ(D/f’)2 (1-5) 照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。
摄像物镜的优化设计课设报告
r1=13.44
d1=4.41
n=1.67779
v=55.2
r2=30.996
d2=4.41
r3=-40.614
第1章 设计任务及要求
1.1 技术指标要求：
1、焦距：f’=12mm；
2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；
3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；
4、后工作距>6mm
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；
6、成像质量，MTF轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。
照相物镜的视场角和有效焦距决定了摄入底片或图像传感器的空间范围,镜头所成的半像高y可用公式y = - f tanw计算,其中f为有效焦距, 2w为视场角。半像高y应稍大于图像传感器CCD或CMO S的有效成像面对角线半径,防止CMO S装调偏离光轴而形成暗角[]。
经过简单计算：y’=sqrt(4.29^2+5.76^2)/2≈3.6mm,w=atan(y’/f)≈16.66°
1小视场物镜:视场角在30以下；
2中视场物镜:视场角在30°~60°之间；
3广角物镜:视场角在60°~90°之间；
4超广角物镜:视场角在90°以上。
照相物镜按其相对孔径的大小,大致分为：
1弱光物镜:相对孔径小于1：9；
2普通物镜:相对孔径为1:9~1：35；
3强光物镜:相对孔径为1:3.5~1：14；
光学镜头设计报告书
光学镜头设计报告书1. 引言该报告主要介绍了光学镜头设计的相关信息和过程。
光学镜头在现代光学系统中起着重要的作用，它能够控制光的传播方向、聚焦光线和纠正光线的畸变等。
本报告的目标是设计一款高质量的光学镜头，以满足范围广泛的应用需求。
2. 光学镜头设计流程2.1 需求分析在开始设计前，首先需要明确镜头的使用要求和应用场景。
通过仔细分析用户需求，以及对可用技术和器件的了解，可以明确设计镜头的类型、参数和性能要求。
2.2 镜头设计在镜头设计过程中，需要考虑以下几个方面：2.2.1 光学系统布局根据镜头的类型和特定要求，确定镜头的布局。
布局通常包括凹凸镜头的组合方式、镜头和物体的距离以及镜片的形状和表面特性等。
2.2.2 系统建模使用适当的光学建模软件，对设计的镜头系统进行建模和优化。
通过优化计算，可以找到满足要求的最佳系统参数。
2.2.3 镜片选择和优化根据系统参数要求，选择适当的镜片材料和形状。
通过光学优化算法，对镜片进行优化，达到最佳的成像效果。
2.3 光学镜头制造在完成光学设计后，需要将所设计的镜头制造出来。
该过程通常包括以下几个步骤：2.3.1 材料采购和加工根据设计要求，采购合适的光学材料，并进行加工，制造出符合设计要求的镜片和透镜。
2.3.2 镜片组装将各个制造好的镜片进行组装，根据设计要求精确地安装在光学系统中。
2.3.3 光学测试和校准完成镜头组装后，需要进行光学测试和校准。
通过精确测量镜头的焦距、畸变和传递函数等参数，确保镜头的性能符合设计要求。
3. 设计结果与分析经过以上步骤的设计和制造，我们成功地设计出了一款高质量的光学镜头。
以下是部分重要参数的测试结果：- 焦距：50mm- 总长度：60mm- 最大光圈：f/2.8- 分辨率：达到0.1mm根据这些测试结果和实际应用需求，我们可以得出结论：该镜头的成像效果优良，能够满足广泛的应用需求。
4. 结论通过本次光学镜头设计的过程，我们深入了解了光学镜头的设计原理和工艺流程。
Zemax课程设计报告
Zemax课程设计报告
设计任务一：
设计一个照相物镜：f ’=9mm,F#为4 , 2w=40°, 要求所有视场在67.5lp/mm处MTF>0.3；
初始结构参数：选三片式照相物镜作为初始结构
◆初始结构:f ’=74.98mm,F#为3.5, 2w=56°
◆结构参数：
◆任务修改：f ’=12mm,F#为4 , 2w=45°, 要求所有视场在75.5lp/mm处MTF>0.4；
设计任务二：
设计一f-θ透镜，要求使用雷射光源632.8nm；
◆系统参数：f’=800,D=50,2w=±30°，
◆初始结构参数：第一面为STOP，第七面曲率半径solve,F/#=16
思考题必答：畸变为视场角的函数，在0视场角的畸变为何并不为0？
报告提纲
（加封皮，写明设计任务、姓名、学号）
56980476@12月21日前发至邮箱
1.设计任务
2.初始参数的计算；
3.初始结构的建立；
4.系统参数的输入；
5.校正前的像差曲线；
6.像差校正过程；
7.设计结果。
8.心得与体会：
9.思考题
作业题
•光学系统有哪些特性参数和结构参数？
•轴上像点有哪几种几何像差？
•列举几种主要的轴外子午像差？
•什么是波像差？什么是点列图？分别适用于评价何种光学系统
的成像质量？
•叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。
•Zemax采用了什么优化算法？
•序列和非序列光线追迹各有什么特点？。
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照相物镜系统设计报告
一、系统设计要求
1．1 光学特性要求
系统焦距：f′=12mm
物方视场角：2ω=40°
F数：F/# =4
工作波段：可见光
1．2 成像质量要求
MTF>0.3@67.5lp/mm
二、系统设计过程
2．1 系统选型
根据本次系统设计的光学特性要求，发现三分离式物镜可以很好的满足相关特性，所以接下来的设计与优化过程，是基于三分离式光学系统进行的。
2．2 设计及优化过程
2．2．1 初始结构参数录入
首先参考光学设计手册，选择对应光学特性参数均优于本次系统设计的光学结构参数，因此，录入初始光学结构参数如下图（图一）所示。
图一初始光学结构参数
同时，设定系统工作的光学特性参数，如下图（图二~四）所示。
图二系统孔径设定
图三系统工作波长设定
图四系统工作视场设定
以上工作完成后，根据软件提供的系统数据，此时系统有效焦距EFFL=77.2915mm。
2．2．2 系统焦距修改
为了使优化过程更加精确高效，这里先对系统焦距进行修改。
此次设计，要求系统的有效焦距EFFL=12mm，因此，按照Tools->Miscellaneous->Scale Lens 过程，如下图（图二）所示的方式进行修改。
图五修改系统焦距
修改后系统结构参数如下图（图六）所示。
图六焦距修改后系统光学结构参数
此时，系统有效焦距EFFL=12.0034mm，相应的成像质量评价指标图像，如下图（图七~九）所示。
图七优化前系统光线追迹图
图八优化前系统点列图
图九优化前系统调制传递函数（MTF）
2．2．3 设置优化函数
从前面的系统像质评价指标的图像可以看出，初始结构无法满足设计要求，需要对系统结构进行相应的优化处理，在Merit Function Editor中，按照Tools->Default Merit Function的过程进行缺省优化函数设定，如下图（图十）所示。
初始时，系统相差较大，设定系统根据光斑半径（Sport Radius）进行优化，当优化进行到一定程度后，系统相差与波长可比拟，则根据波前（Wavefront）进行优化。
图十缺省优化函数
为了使优化结果满足要求，应对优化函数进行优化丰富。
这里添加MTFA和EFFL操作数，其设定方式如下图（图十一）所示。
图十一自定义操作数设定
优化函数设定好后，就可以对系统结构参数设定变量，进行优化。
2．2．4 优化结果
经过优化后，系统结构参数如下图（图十二）所示。
图十二优化后系统结构参数
此时，系统相应的成像质量评价指标如下图（图十三~十五）所示。
图十三优化后光线追迹图
图十四优化后系统点列图
图十五优化后系统调制传递函数（MTF）
此时，系统有效焦距EFFL=12.0684mm。
三、结论
根据以上给出的成像质量评价指标以及焦距等一系列特征，此次系统设计满足要求，可以实现相应功能。