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工程光学课程设计
题目:摄影物镜镜头设计和像差分析
院(系)名称 信 息 工 程 学 院
专 业 班 级 光电信息科学和工程
学 号 X
学 生 姓 名 T X Y
指 导 教 师
20XX年1月10日
目录
TOC \o "1-3" \h \z \u 1摄影物镜发展历程 1
1.1风情摄影物镜 1
1.2匹兹堡人物物镜 1
1.3对称型物镜 1
1.4三片式物镜 1
1.5双高斯物镜 2
1.6摄远物镜 2
1.7反摄远物镜 2
1.8广角物镜 2
1.9变焦距物镜 2
2摄影物镜光学性能 3
2.1相对孔径 3
2.2视场角2w 3
2.3焦距f’ 3
3设计过程 5
3.1初始结构选择 5
3.2输入参数和缩放 6
3.3在ZEMAX中进行优化 8
总结 14
致 谢 15
参考文件 16
摄影物镜镜头设计和像差分析
摘 要
伴随信息化时代到来,大家对摄影要求也越来越高,而摄影物镜是摄影机眼睛,它精度和分辨率直接影响到摄影机精度和成像质量。要确保所设计摄影物镜达成较高技术要求,在设计时就必需达成更高精度和分辨率。
完成本课题需要以下多个部分
第一: 知晓物镜发展历程和物镜基础光学性能;
第二: 选择所需器件参数,符合此次课题设计要求;
第三: 应用ZEMAX光学设计软件进行课题设计;
第四: 对各结构元件进行反复优化设计,使之达成要求技术指标并显示快
速傅里叶显示图,赛德尔系数,视场、场曲失真图
第五: 总结了设计过程心得体会。
关键词:ZEMAX;物镜;赛德尔系数;快速傅里叶
1摄影物镜发展历程
物镜发展经历了很多年,经过不停地更新和发展,实际用途越来越广,质量越累越好,物镜经历了以下发展:
1.1风情摄影物镜
最早出现摄影物镜在18是单片正月牙透镜,相对孔径小于1:14,视场50度以内,可用于室外照明良好条件下拍照。
1821年出现了胶合透镜,替换了弯月牙型单透镜,双胶合透镜因色差得到校正成像质量有所提升,但制作成本比较高,正、负透镜分离形式能够得到愈加好成像质量,因为双分离情形下能够愈加好地校正色散。
1.2匹兹堡人物物镜
1840年匹兹堡设计出了一个相对孔径为1:3.4,视场为25度左右物镜,即匹兹堡人像物镜,该物镜可用于室内摄影,是第一个依靠设计而制造出来摄影物镜。
匹兹堡物镜是19以前全部物镜中相对孔径最大,它在近轴部分成像优良,至今仍在用作电影放映物镜等须要大孔径小视场场所,
匹兹堡物镜改善形式很多,是现在五大类物镜中一类。
1.3对称型物镜
最早出现对称型物镜,相对孔径很小,如斯坦赫尔潜望镜头,相对孔径为1:30,视场为70度,只能用做风景摄影。海普岗是这种类型极限结构,是冯虚格在19设计出,两个透镜外表几乎是半球面,含有140度左右视场,相对孔径很小1:30,但它含有大无畸变视场,至今仍用在航测仪器中。数器、输入/输出接口和其它多个功效期间集成在一块芯片上微型计算机。
1.4三片式物镜
1893年,塔克洛尔用分离薄透镜作为对称型二分之一,设计出了柯克三片式物镜,这是能校正全部像差一个最简单结构,在非对称情况下,其独立变数恰能校正七种像差。这种类型现在已含有相对孔径1:4,视场50度光学性能。
假如视场减小时,相对孔径可达1:2.8,现在它依旧是一个比较流行物镜。
19出现天塞物镜可看做三式后面一块正透镜改为二块玻璃胶合结果,它在高级像差方面要比三片式要好。
1.5双高斯物镜
双高斯和达岗等对称物镜不一样,它是用薄透镜加厚透镜结构。因为含有小半径厚透镜处于薄透镜后会聚光中,近于不晕位置,所以它像差和带像差全部有所缩小,相对孔径比较大,它是现在1:2物镜关键结构。
1.6摄远物镜
用正负二透镜组所组成能使摄影物长度减短全部称为摄远物镜。
1.7反摄远物镜
由正负透镜组分离组成,负透镜在正透镜之前,从而使主平面后移至物镜后方,达成像方顶焦距大于焦距目标。
1.8广角物镜
广角物镜是以海里全天摄影物镜出发,其视场很大。
1.9变焦距物镜
物镜能在一定范围内快速改变焦距,从而在投影仪固定不动情况下取得不一样百分比影像,能够替换多个定焦距摄影物镜使用。
( 此次包含所使用三片物镜是含有中等光学特征摄影物镜中结构最单,像片质量最好一个,被广泛使用在比较廉价135#和120#相机中,比如国产海鸥—4、海鸥—9、天鹅相机等。这种摄影物镜深入复杂化目标,大多是为了增大相对孔径
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