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1、汉口学院应用光学课程设计报告报告题目：照相物镜设计学生姓名：学号：专业班级：授课老师：二 O 一四年十二月2目录一、 选题背景 .3二、 设计要求 .4三、 外形尺寸计算 .4四、 结构选型及参数计算 .51. 结构选型 .52. 参数数据 .6五、 ZEMAX 初始数据 .61. 初始结构参数 .62. 缩放焦距 .83. 更换玻璃 .8六、 ZEMAX 校正数据 .101. 设置约束对象 .102. 设置变量 .113. 优化 .114. 最终结构数据 .11七、 像质评价 .121. 2D 草图 .122. 场曲和畸变 .123. 快速傅立叶变换调制传递函数 .134. 标准点列图 .1
2、35. 光线像差特性曲线 .146. 光路特性曲线 .14八、 零件图 .15九、 学习体会 .16十、 参考文献 .183一、 选题背景照相机广泛应用于社会生活的各个领城，已成为科研、国防、生产、教育以及文化生活各领域中的重要手段。它给人类的文明生活带来了许多方便，随着科学技术的发展，人们物质文化生活水平的提高，社会上的照相机也发展的越来越快，越来越普及了。照相机是由镜头，光圈，快门，取景器，测距器，卷片，机身（暗箱）等主要部件构成的。其中镜头的作用是通过光线把景物集结成影像并投射到感光片上，使感光片接受清晰的影像，它的好坏直接决定了照相机的性能。照相物镜的光学特性一般用焦距 、相f对孔径
3、、视场角 表示。此外还提出分辨率的要求，作为保fD/2证产品质量的技术条件。照相物镜的结构型式很多，而且不断有新的型式出现。选用照相物镜的原则应该是:既能满足光学性能和成像质量的要求，而结构又最简单。双高斯物镜是具有较大视场(大约 =40 左右)的物镜中相对孔2径最先达到 1/2 的物镜 1225。双高斯物镜是以厚透镜矫正匹兹万场曲的光学结构，半部系统是由一个弯月形的透镜和一个薄透镜组成，如图 1-1.1 所示。4图 1-1.1 图 1-1.2 图 1-1.3双高斯照相物镜是目前多数大孔径物镜的基础，它的演变型式很多，它的复杂化目的是为了改善成像质量，如图 1-1.2 所示，或者是为了增大相对
4、孔径，如图 1-1.3 所示，相对孔径可达 1/0.95。由于双高斯物镜是一个对称的系统，因此垂轴像差很容易校正。设计这种类型的系统时，只需要考虑球差、色差、场曲、像散的校正 2167。二、 设计要求设计一照相物镜,其相关技术要求为 1238:焦距 ;相对孔径 ;视场角 。mf30 2/1fD40系统畸变2%;空间频率为 40lp/mm 时,传递函数 MTF 0.4。三、 外形尺寸计算由于照相物镜结构比较复杂，而且它们的结构主要是由高级相差决定的，所以照相物镜设计的初始结构一般都不采用初级像差求解的方法来确定, 而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为原始系统，
5、通过相差计算逐步进行修改，达到满足要求的光学特性和成像质量 2176。在选择初始结构时, 不必一定找到和要求相近的焦距, 一般在相对孔径和视场角达到要求时, 我们就可以将此初始结构进行整体缩放得到要求的焦距值。5四、 结构选型及参数计算1. 结构选型；mf30；2/1DmD15。420根据所要求的技术条件，选用双高斯物镜结构较为合适 3。利用光学设计软件 CODE V 寻找到一个合适的初始结构 4，来自美国专利 2117252 的初始结构 5。其相对孔径和视场角都满足要求，如图 4-1.1 所示。图 4-1.162. 参数数据其默认结构参数为 时的数据，见表 4-2.1。1f表 4-2.1 默认结构参数五、 ZEMAX 初始数据1. 初始结构参数打开 ZEMAX,设置相对孔径值，如图 5-1.1 所示。图 5-1.17按照镜头专利数据如图 5-1.2 所示，设置视场角及渐晕系数如图 5-1.3 所示。图 5-1.2图 5-1.3将表 4-2.1 中初始参数输入 ZEMAX，如图 5-1.4 所示。图 5-1.482. 缩放焦距默认结构参数为 时的数据，输入焦距 30mm 进行缩放，如1f图 5-2.1 所示。图 5-2.1缩放后得到我们所设计的焦距 的初始参数，如
