三片式物镜设计 zemax文件截图北交大工程光学设计作业要点

1、小组成员：执笔人： 三片式物镜的设计设计任务的具体指标及其要求35mm相机胶片 50mm焦距 玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm，最大中心厚18mm 空气间隔最小2mm可见光波段 光阑位于中间透镜 各透镜所用材料SK4-F2-SK4入瞳直径的设定 点击Gen打开General窗口，在General系统通用数据对话框中设置孔径。在孔径类型中选择Image Space F/#，并根据设计要求在Aperture Value中输入3.5.视场的设定 由于使用35mm相机胶片，其规格尺寸为36mm*24mm，Zemax中一般使用圆形像面，因此该矩形像面的外接圆半径经计算为21.7mm，高度为15.3mm。

2、 点击Fie打开Field Data窗口，设置三个视场分别为0mm、15.3mm、21.7mm。工作波长的设定 选择可见光波段，点击Wav按钮，设置Select-F，d，C（Visible），自动输入三个特征波长。评价函数的选择 执行命令Editors-Mreit Function打开Mreit Function Editor编辑窗口，在Mreit Function Editor编辑窗口中执行命令Tools-Default Merit Function，打开默认评价函数对话窗口，选择RMS-Spot Radius-Centroid评价方法，并将厚度边界条件设置为玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm

3、，最大中心厚18mm，空气间隔最小2mm。系统的透镜参数设定在Lens Data Editor中输入部分初始结构，设置中间透镜为光阑，设置各透镜所用玻璃材料类型。此时的光路图为如下所示 以上分析说明目前系统存在球差、彗差、色差、场曲等缺陷。局部优化：首先进行了SPHA函数的优化，此时系统评价函数已经比较小，各个像差也均比较小。随后再进行COMA、ASTI等优化均不及先前理想，因此 仅保留此项优化。全局优化：直接在原始数据的基础上进行系统有效焦距矫正后进行全局优化。 局部优化 全局优化 全局优化后系统的球差比部分优化所得的球差更大，并且出现了高级球差，弧矢场曲变大，子午垂轴色差大。局部优化 全局

4、优化 全局优化后各色光球差均增大，各色光轴向色差依然存在。局部优化 全局优化 全局优化后系统场曲和畸变均有改善，但是像散仍比较明显。局部优化 全局优化 各色光球差均有所减小，但是全局优化后垂轴色差和彗差较大。局部优化 全局优化 全局优化后系统传递函数减小。局部优化 全局优化 部分优化和全局优化的艾里斑范围基本没有区别，大视场处不同色光与参考色光像高偏差较大。局部优化 全局优化 全局优化后系统尺寸减小，透镜尺寸减小。回答问题1、35mm相机胶片的图像感光面积是多少？相对应的Zemax中最大视场像高是多少？提示：Zemax中一般使用圆形像面，矩形像面的外接圆即为圆形像面。答：35mm相机胶片的尺寸

5、为36mm*24mm，因此图像感光面积即为对应的长方形面积，但是由于还包含了齿孔面积，因此感光面积比长方形面积更小一点。 由上图可知，该矩形胶片对应的视场为圆形像面，最大视场像高即为该圆形的半径长21.7mm。所给出的透镜材料对应的中国玻璃牌号分别是什么？各属于哪种类型的玻璃材质？其主折射率分别是多少？ SK43. 使用局部优化以及全局优化分别对该光学镜头进行优化，并比较优化结果。全局优化后系统的球差比部分优化所得的球差更大，并且出现了高级球差，弧矢场曲变大，子午垂轴色差大。全局优化后各色光球差均增大，各色光轴向色差依然存在。全局优化后系统场曲和畸变均有改善，但是像散仍比较明显。各色光球差均有

6、所减小，但是全局优化后垂轴色差和彗差较大。全局优化后系统传递函数减小。 部分优化和全局优化的艾里斑范围基本没有区别，大视场处不同色光与参考色光像高偏差较大。古今名言敏而好学，不耻下问孔子业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随韩愈兴于诗，立于礼，成于乐孔子己所不欲，勿施于人孔子读书破万卷，下笔如有神杜甫读书有三到，谓心到，眼到，口到朱熹立身以立学为先，立学以读书为本欧阳修读万卷书，行万里路刘彝黑发不知勤学早，白首方悔读书迟颜真卿书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲于谦书犹药也，善读之可以医愚刘向莫等闲，白了少年头，空悲切岳飞发奋识遍天下字，立志读尽人间书苏轼鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书李苦禅立志宜思真品格，读书须尽苦功夫阮元非淡泊无以明志，非宁静无以致远诸葛亮熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟孙洙唐诗三百首序书到用时方恨少，事非经过不知难陆游问渠那得清如许，为有源头活水来朱熹旧书不厌百回读，熟读精思子自知苏轼书痴者文必工