放縮法攝影物鏡光學(xué)設(shè)計

1、第四章 物鏡原始數(shù)據(jù)4.1 原始數(shù)據(jù)一經(jīng)過查詢光學(xué)鏡頭手冊得到如下數(shù)據(jù)，將其填入ZEMAX制成如下表格。表4.1.1是第一組鏡頭的原始數(shù)據(jù)，是由五片玻璃所組成，其中含有一個雙膠合，其材質(zhì)分別為：LaC12 NbF1 FD11 FD11 TaC4。表4.1 .1原始鏡頭數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后得到一系列系統(tǒng)圖和像質(zhì)圖供分析數(shù)據(jù)圖4.1.1 光學(xué)系統(tǒng)圖圖4.1.2 點列圖圖4.1.3 光學(xué)傳遞函數(shù)圖4.2 原始數(shù)據(jù)二經(jīng)過查詢光學(xué)鏡頭手冊得到如下數(shù)據(jù)，將其填入ZEMAX制成如下表格。表4.2.1是第二組鏡頭的原始數(shù)據(jù)，是由五片玻璃所組成，其中含有一個雙膠合，其材質(zhì)分別為：LaC13 LaC10 FD13 FD

2、14 LaC12。表4.2 .1原始鏡頭數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后得到一系列系統(tǒng)圖和像質(zhì)圖供分析數(shù)據(jù)圖4.2.1 光學(xué)系統(tǒng)圖圖4.2.2點列圖圖4.2.3光學(xué)傳遞函數(shù)圖4.3 原始數(shù)據(jù)三經(jīng)過查詢光學(xué)鏡頭手冊得到如下數(shù)據(jù)，將其填入ZEMAX制成如下表格。表4.3.1是第三組鏡頭的原始數(shù)據(jù)，是由五片透鏡所組成，其材質(zhì)分別為：BaCD15 LaC10 FD15 LaC10 K8。表4.3.1原始鏡頭數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后得到一系列系統(tǒng)圖和像質(zhì)圖供分析數(shù)據(jù)圖4.3.1 光學(xué)系統(tǒng)圖圖4.3.2點列圖圖4.3.3 光學(xué)傳遞函數(shù)圖比較以上三種原始的結(jié)構(gòu)，從上可以知道第一種與第二種結(jié)構(gòu)是含有一個雙膠合透鏡由五片玻璃所組成的，第三

3、種結(jié)構(gòu)是五片透鏡的形式。但是，經(jīng)過分析，對于第一種結(jié)構(gòu)形成了全反射現(xiàn)象，并且由于像質(zhì)校正起來比較的困難，而且結(jié)構(gòu)不能滿足設(shè)計的要求。第二種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)比較好，像差比較容易校正，而且加工起來比較容易且像質(zhì)比較好，系統(tǒng)的工作距離也比較適當(dāng)，點列圖比較小，較其他結(jié)構(gòu)更容易達(dá)到設(shè)計的要求。而第三種結(jié)構(gòu)采用的是分離的五片透鏡的形式，不但加工起來比較的容易，而且工藝性比較的好，性價比高，像質(zhì)比較的好，所以選擇第二種與第三種作為中間的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化得到最終的數(shù)據(jù)結(jié)果。第五章 照相物鏡中間數(shù)據(jù)及設(shè)計過程5.1 設(shè)計過程用一至兩周的時間把以前學(xué)過的理論知識重新認(rèn)真的學(xué)習(xí)一遍，理解并掌握其中的關(guān)于本次設(shè)計的相關(guān)知識，

4、而后由圖書館借來照相物鏡、數(shù)碼相機、鏡頭設(shè)計手冊等相關(guān)的書籍，最后通過因特網(wǎng)查詢相關(guān)的資料，從而準(zhǔn)備工作宣布結(jié)束。根據(jù)所給焦距的值、相對孔徑的值，從而計算出視場角的值和入瞳直徑的值，而后根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)，在鏡頭手冊中查出相應(yīng)形式的鏡頭，把鏡頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)值記錄下來，而后在設(shè)計軟件中進(jìn)行優(yōu)化。在鏡頭的選型時，至少要選3組鏡頭，因此從不同的選形中可以有不同的數(shù)據(jù)，而后進(jìn)行優(yōu)化。盡量選擇參數(shù)值與實際參數(shù)相同或是稍大的鏡頭，那樣操作優(yōu)化起來會比較容易，把相應(yīng)的鏡頭數(shù)據(jù)輸入到光學(xué)設(shè)計軟件中，把半徑值全部設(shè)成變量而后找出全局的優(yōu)化結(jié)果。但是，往往得到的結(jié)果不盡如人意，所以把半徑逐個的設(shè)成變量，而后進(jìn)行優(yōu)化，找

5、出其中半徑的變化對像差影響較大的，便可以知道其值是敏感值。首先把它規(guī)劃到最優(yōu)化的值，而后再把其它半徑值進(jìn)行局部的優(yōu)化，這樣半徑的調(diào)整可以暫時放置一邊，等待再次調(diào)整。再調(diào)整面與面之間的間隔，所經(jīng)過的調(diào)整的過程與前面的半徑的優(yōu)化過程是一樣的，從而得到更進(jìn)一步的較好的優(yōu)化結(jié)果，最后將半徑和面與面之間的間隔局部設(shè)成變量進(jìn)行最后優(yōu)化直至達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果。在此調(diào)整的時候必須要滿足正透鏡的邊緣的最小厚度、負(fù)透鏡的最小中心厚度隨透鏡直徑的變化要滿足國標(biāo)值，最后調(diào)整光闌的位置。因為光闌對軸外像差的校正是非常重要的，它的位置直接影響到軸外像差的大小。還有，如果在不加漸暈的情況下像差的調(diào)整達(dá)不到要求時，由于照相機都

6、存在漸暈，我們可 9以適當(dāng)?shù)妮^入漸暈來協(xié)助調(diào)整，直至達(dá)到理想的效果。所有的數(shù)據(jù)調(diào)整完以后，再看像差特性曲線與像差容限可否滿足設(shè)計的要求，如果滿足就可以。三組數(shù)據(jù)并不是都這樣調(diào)整的，我們從三組原始數(shù)據(jù)中找出兩組相對來講比較好的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，來減少工作量和不必要的時間支出。這樣既省時又省力還可以積累一定的經(jīng)驗，為日后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。從而達(dá)到這次畢業(yè)設(shè)計的真正意義。5.2 中間數(shù)據(jù)表5.2 .1.1原始鏡頭數(shù)據(jù)圖5.2.1.1 中間數(shù)據(jù)光學(xué)系統(tǒng)圖圖5.2.1.2 中間數(shù)據(jù)點列圖圖5.2.1.3 中間數(shù)據(jù)光學(xué)傳遞函數(shù)圖表5.2.2.1原始鏡頭數(shù)據(jù)圖5.2.2.1中間數(shù)據(jù)光學(xué)系統(tǒng)圖圖5.2.2.2中間數(shù)據(jù)點列圖圖5.2.2.3中間數(shù)據(jù)光學(xué)傳遞函數(shù)圖比較以上的兩種中間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我認(rèn)為第二組結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)不是很好，其中，它的系統(tǒng)長度太長不實用，點列圖偏大，像質(zhì)不清晰，工藝復(fù)雜，從它的數(shù)據(jù)中可以看出，那些鏡頭不易加工 ，不滿足加工、設(shè)計的要求；第一組結(jié)構(gòu)加工起來或許工藝性不是很好、經(jīng)濟性不是很高，但是，我們的畢業(yè)設(shè)計是理論性的設(shè)計，要求有好的像質(zhì)、能夠滿足設(shè)計的要求。綜上，我選擇第一組進(jìn)行優(yōu)化，從而得到最后的、符合設(shè)