成像物鏡設(shè)計課程設(shè)計(共26頁)(1)

1、設(shè)計實(shí)例,成像物鏡設(shè)計,光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程,光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程： 一、確定設(shè)計指標(biāo) 二、光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸計算，可行性分析，設(shè)計指標(biāo)修正 三、光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計 四、像差平衡，必要時修改初始結(jié)構(gòu) 五、像質(zhì)評價與公差分析 六、繪制光學(xué)系統(tǒng)圖、零件圖（我們不要求） 七、完成設(shè)計報告,光學(xué)設(shè)計流程,光學(xué)設(shè)計初始結(jié)構(gòu)方法,1、計算法 2、計算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)法 3、經(jīng)驗(yàn)法 4、查資料法(孔徑、視場、波長、 焦距，整體縮放),查資料法,E.F.L-Effective Focus Length （有效焦距） B.F.L-Back Focus Length （后工作距） FNo.-F Number （相對孔徑） F.A

2、.-Field Angle (視場角),照相物鏡設(shè)計實(shí)例,照相物鏡的技術(shù)指標(biāo)要求： 焦距：f=9.6mm； 焦距：f=9.6mm； 相對孔徑D/f不小于1/2.8； 圖像傳感器為1/2.5英寸的CCD， 成像面大小為4.32mm5.76mm； 后工作距5mm 在可見光波段設(shè)計(取d、F、C三種色光，d為主波長)； 1m成像質(zhì)量，MTF 軸上40% 100 lp/mm 軸外0.707 35%100 lp/mm 最大畸變1%,Step 1:確定照相物鏡的基本性能要求,焦距：f=9.6mm； FNo.1/2.8； 像高：y=sqrt（5.762+4.322)/2=3.6mm 視場角：atan（y/f

3、）=20.55度 后工作距5mm 反遠(yuǎn)距比：5/9.6=0.5208 在可見光波段設(shè)計(取d、F、C三種色光，d為主波長)； 5m成像質(zhì)量，MTF 軸上40%100 lp/mm 軸外0.707 35%100 lp/mm 最大畸變1%,Step 2:確定初始結(jié)構(gòu),Step 3:輸入初始結(jié)構(gòu),Step 4:輸入孔徑類型/波長,Step 5:同比縮放,或,Step 6:視場設(shè)置,Step 7:優(yōu)化,評價函數(shù)操作數(shù) 1、像差 SPHA(球差)、COMA(彗差)、ASTI(像散)、FCUR(場曲)、 DIST(畸變)等 2、調(diào)制傳遞函數(shù) MTFT(子午面?zhèn)鬟f函數(shù))、MTFS(弧矢面MTF)、MTFA等

4、3、基本光學(xué)特性 EFFL(焦距)、PMAG(近軸放大率)、AMAG(角放大率)、 EXPP(出瞳距)、ISFN(像方F數(shù))等 4、邊界約束條件 CTGT(中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于)、ETGT、 ETLT（邊緣厚度小于）、CVGT（曲率大于）、CVLT 5、基本計算 Abso(絕對值)、ASIN、COSI等,邊界約束條件： 兩種方法： CTGT(中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于)、ETGT、ETLT、CVGT、 CVLT等 缺省優(yōu)化函數(shù),（3）優(yōu)化,Step 8:像質(zhì)評價,Step 9:給出報告,電子文件：學(xué)號.ZEX發(fā)到郵箱： 紙質(zhì)文件：System Data，Repor

5、t Graphic 6交給班長，收齊后交給我。,Step 10：評分標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計結(jié)果應(yīng)達(dá)到指標(biāo)要求，在同樣像質(zhì)情況下，片數(shù)少的得分比片數(shù)多的高，材料普通的得分比材料貴重的高；在同樣結(jié)構(gòu)情況下，最低的MTF值高的得分高，材料普通的得分高；同樣MTF的情況下，彌散斑小的比彌散斑大的得分高。,評價函數(shù)操作數(shù) 1、像差SPHA( 球差)、COMA( 彗差)、ASTI( 像散)、 FCUR( 場曲)、 DIST( 畸變)等 2、調(diào)制傳遞函數(shù)MTFT( 子午面?zhèn)鬟f函數(shù))、MTFS( 弧矢面MTF) 、MTFA 等 3、基本光學(xué)特性EFFL( 焦距)、PMAG( 近軸放大率)、AMAG( 角放大率)、EXPP( 出瞳距)、ISFN( 像方F數(shù))等 4、邊界約束條件CTGT( 中心厚度大于)、CTLT( 中心厚度小于)、ETGT 、ETLT CVGT 、CVLT 5、基本計算AbSO( 絕對值)、A