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1、.三片分离式照相物镜的优化设计(1)光学特性：f’=12mm,D/f’=1/3.5,2w=40°（2）像质主要以调制传递函数MTF衡量，具体要：全视场在50lp/mm处，MTF>0.4。任务：1、简述照相物镜的设计原理和类型；2．确定照相物镜的基本性能要求，并确定恰当的初始结构；3．输入镜头组数据，设置评价函数操作数，进行优化设计和像差结果分析；4．给出像质评价报告，撰写课程设计论文照相物镜的简介照相物镜的基本光学性能主要由三个参数表征。即焦距f’、相对孔径D/f’和视场角2w。照相物镜的焦距决定所
2、成像的大小Ⅰ）当物体处于有限远时，像高为..y’=(1-式中，为垂轴放大率，。对一般的照相机来说，物距l都比较大，一般>1米，f’为几十毫米，因此像平面靠近焦面，，所以Ⅱ）当物体处于无限远时，→∞像高为y’=因此半视场角=actan下表中列出了照相物镜的焦距标准：物镜类型鱼眼超广角广角标准短望远望远超望远物镜焦距f’/mm7.5~1517~2024~28~355085~100135~200~300400~500~600~800相对孔径决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说
3、的截止频N..照相物镜中只有很少几种如微缩物镜和制版物镜追求高分辨率，多数照相物镜因其本身的分辨率不高，相对孔径的作用是为了提高像面光照度E’=1/4πLτ(D/f’)2照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间围。按视场角的大小，照相物镜又分为a）小视场物镜：视场角在30°以下；b）中视场物镜：视场角在30°~60°之间；c）广角物镜：视场角在60°~90°之间；d）超广角物镜：视场角在90°以上。照相物镜按其相对孔径的大小，大致分为a）弱光物镜：相对孔径小于1：9；b）普通物镜：相对孔径为1
4、：9~1：3.5；c）强光物镜：相对孔径为1：3.5~1：1.4；d）超强光物镜：相对孔径大于1：1.4；照相物镜没有专门的视场光阑，视场大小被接受器本身的有效接受面积所限制，即以接收器本身的边框作为视场光阑。照相物镜上述三个光学性能参数是相互关联，相互制约的。这三个参数决定了物镜的光学性能。企图同时提高这三个参数的指标则是困难的，甚至是不可能的。只能根据不同的使用要求，在侧重提高一个参数的同时，相应地降低其余两个参数的指标。..早期的照相物镜是单片的正弯月形透镜，其前置一孔径光阑，之后演变为双胶合
5、弯月透镜以及正负分离透镜，这些简单的物镜相对孔径很小只能在室外照明条件良好时拍摄，又称为风景物镜。最早出现的对称型物镜，属于简单的风景物镜对称于光阑的组合，相对孔径仍然很小，如Hypogon物镜。之后又出现Protar物镜，Dagor物镜等一系列逐渐演变出来的物镜，之后出现的三片物镜是很多复杂透镜的基础，它由三片分离的薄透镜组成，在视场角为55°时，相对孔径可以达到1：3.5~1;2.8,在视场角适当降低时，相对孔径可提高到1：2.4以上。其他还有双高斯物镜、远距物镜、反远距物镜等等复杂物镜。本次涉
6、及所使用的三片物镜是具有中等光学特性的照相物镜中结构最简单，像质最好的一种，被广泛使用在比较廉价的135#和120#相机中，例如国产的海鸥—4、海鸥—9、天鹅相机等。这种照相物镜进一步复杂化的目的，大多是为了增大相对孔径，或提高视场边缘成像质量。初始结构的选择照相物镜属于大视场大孔径系统,因此需要校正的像差也大大增加,结构也比较复杂,所以照相物镜设计的初始结构一般都不采用初级像差求解的方法来确定,而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为原始系统。在选择初始结构时,不必
7、一定找到和要求相近的焦距,..一般在相对孔径和视场角达到要求时,我们就可以将此初始结构进行整体缩放得到要求的焦距值。原设计要求：三片分离式照相物镜的优化设计(1)光学特性：f’=12mm,D/f’=1/3.5,2w=40°（2）像质主要以调制传递函数MTF衡量，具体要：全视场在50lp/mm处，MTF>0.4。照相物镜的视场角和有效焦距决定了摄入底片或图像传感器的空间围,镜头所成的半像高y可用公式y=-ftanw计算,其中f为有效焦距,2w为视场角。半像高y应稍大于图像传感器CCD或CMOS的有效成
8、像面对角线半径,防止CMOS装调偏离光轴而形成暗角。根据技术要求，从ZEMAX自带的资料库Zebase中选取了一个三片分离式照相物镜作为初始结构，参数见下表。..序号R/mmd/mm玻璃128.114.2LAFN212206.614.653-36.622.2436.622SF535infinity4.326189.367-28.113.12LAFN21输入参数和缩放将参数输入zemax：其中第七面设为光阑面，厚度设为marginalrayheight。在LDE曲率半径
