导论:
反摄远照相物镜是一类照相物镜的统称,他们的共同特点是有一个负光焦度的前组,和一个正光焦度的后组,至于前组和后组的具体结构,种类繁多。
反摄远物镜能同时实现大视场和大相对孔径,这类系统的长度比较大,系统的后工作距离lF'也比较大。
设计一个反摄远照相物镜,其光学特性要求为系统焦距38mm,视场胶2ω=60°,F数为2.5。
设计流程:
原始系统确定:
我们直接查找一个现有结构作为原始系统:
r | d | 玻璃 |
104 | 5 | ZK11 |
INFINITY | 0.1 | |
51.5 | 4 | K9 |
18 | 11.5 | |
35 | 8.5 | ZBAF20 |
-56.5 | 10.8 | BAK7 |
39 | 3 | |
INFINITY(光阑) | 3 | |
-20.5 | 1.5 | ZF3 |
40 | 7.5 | ZBAF3 |
-23.5 | 0.1 | |
-94 | 3.5 | ZK11 |
-33 | 0.1 | |
116.5 | 3.6 | ZK11 |
-71 |
zemax设计与优化
系统建模
首先输入系统特性参数,如下:
由F数为2.5,则入瞳直径为38/2.5=15.2,在孔径类型中选择入瞳直径,并根据设计要求输入15.2;
在视场设定对话框中设置3个视场(0 0.7 1视场),要选择角度,如下图:
在波长设定对话框中,选择F,d,C自动加入三个波长。如下图:
然后在镜头数据编辑器中输入查找出来的初始结构,如下图:
观察系统的二维结构图:
初始结构的点列图,如下图:
系统优化
首先建立评价函数。
打开评价函数编辑器,选择优化导向,选择默认的评价函数构成“波前+RMS+质心”。设置如下图:
点击应用后,系统已经根据上述设置自动生成了一系列控制像差的操作数 。
增加EFFL操作数,控制系统焦距为38mm,权重为1。
如下图所示:
返回镜头数据编辑器,为系统设置变量,将10个球面的曲率(除两个平面以外)都设置为变量,如下图所示:
点击优化按钮执行优化。
优化后系统的二维结构图,如下图:
查看优化后的点列图,如下图:
查看优化后的MTF,如下图: