基于zemax的照相物鏡的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-12 22:34 本頁(yè)面
【正文】 1 摘要 人們?cè)缇陀虚L(zhǎng)期保存各種影像的愿望。在攝影技術(shù)尚未發(fā)明前的公元四世紀(jì)時(shí)，人們按投影來(lái)描畫(huà)人物輪廓像的方法達(dá)到了全盛時(shí)代，至今這種方法仍然作為剪紙藝術(shù)流傳著。后來(lái)，人們讓光線通過(guò)小孔形成倒立像，進(jìn)而將小孔改為鏡片，并加裝一只暗箱。只要在暗箱底板上放一張紙，不僅可以畫(huà)出輪廓，還 可以畫(huà)出像上的各個(gè)部分。這就形成了照相機(jī)的機(jī)構(gòu)雛形。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照相機(jī)的發(fā)展日益迅速，有著顯著的飛躍。照相物鏡是照相機(jī)的眼睛，它的精度和分辨率直接影響到照相機(jī)的精度與成像質(zhì)量。要保證所設(shè)計(jì)的照相物鏡達(dá)到較高的技術(shù)要求，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須達(dá)到更高的精度與分辨率。 本文所討論的照相物鏡，它主要 采用 后置光闌三片物鏡結(jié)構(gòu)，其中第六面采用非球面塑料，其余面采用標(biāo)準(zhǔn)球面玻璃 ， 應(yīng)用 ZEMAX 軟件 設(shè)計(jì)了一組焦距 f 39。= 15mm 的照相物鏡 ,相對(duì)孔徑 D/ f’ =2. 8,鏡頭總長(zhǎng)為 ， 整個(gè)系統(tǒng)球差，慧差 ，像散 。完全滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵字： 照相物鏡 ZEMAX 設(shè)計(jì) 光學(xué)課程設(shè)計(jì) 2 第一章 簡(jiǎn)述照相物鏡的設(shè)計(jì)原理和類型 照相物鏡的基本光學(xué)性能主要由三個(gè)參數(shù)表征。即焦距 f’、相對(duì)孔徑 D/f’和視場(chǎng)角 2w。照相物鏡的焦距決定所成像的大小 Ⅰ）當(dāng)物體處于有限遠(yuǎn)時(shí)，像高為 y’ =(1 ?? tan39。)f (11) 式中， ? 為垂軸放大率，llyy 39。39。 ???。對(duì)一般的照相機(jī)來(lái)說(shuō)，物距 l都比較大，一般 l 1 米， f’為幾十毫米，因此像平面靠近焦面， 39。39。 fl? ，所以 lf39。?? Ⅱ）當(dāng)物體處于無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)， ? →∞像高為 y’ = ?tan39。f （ 12） 因此半視場(chǎng)角 ? =atan39。39。fy （ 13） 表 11中列出了照相物鏡的焦距標(biāo)準(zhǔn)： 表 11 物鏡類型 魚(yú)眼 超廣角 廣角 標(biāo)準(zhǔn) 短望遠(yuǎn) 望遠(yuǎn) 超望遠(yuǎn) 物鏡焦距 f’/mm ~15 17~20 24 ~28 ~35 50 85~ 100 135 ~200 ~300 400 ~500~600 ~800 相對(duì)孔徑?jīng)Q定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度，在此的分辨率亦即通常所說(shuō)的截止頻 N ?? ufDN ?? （ 14） 光學(xué)課程設(shè)計(jì) 3 照相物鏡中只有很少幾種如微縮物鏡和制版物鏡追求高分辨率，多數(shù)照相物鏡因其本身的分辨率不高，相對(duì)孔徑的作用是為了提高像面光照度 E’ =1/4π Lτ (D/f’ )2 (15) 照相物鏡的視場(chǎng)角決定其在接受器上成清晰像的空間范圍 。按視場(chǎng)角的大小，照相物鏡又分為 a）小視場(chǎng)物鏡：視場(chǎng)角在 30176
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