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113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司1ZEMAX培训教程---双胶镜头设计练习吴新民Support@infotek.com.tw113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司2例子：双胶镜头设计双胶镜头是个比较好的练习：•几乎所有光学设计都有双胶合透镜，其中一块正透镜常用冕玻璃，负透镜用火石玻璃，•通过正确选择玻璃，可以校正球差、彗差和轴向色差，•有些设计，可以通过将单透镜分裂为双胶合透镜得到改进。双胶合透镜包含的结构参数有：•3个曲率半径，•3个厚度值，•2种玻璃的折射率和V-number，•光栏的位置。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司3设计要求•用F，d,C光•EPD=50mm•F/8•FOV=10度•最小的边缘/中心厚度为4mm，最大中心厚度为18mm•使用合适的标准•选择合适的玻璃113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司4设计过程•定义系统的孔径•定义视场和波长(各3个)•定义正确的面数•增加F/#solve•假定初始玻璃为常用的冕玻璃和火石玻璃：BK7和F2•建立优化函数，用RMSspotradius优化•增加边界约束条件•优化玻璃113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司5第一步：系统Generaldata设置•选择“Gen”按钮，在aperturetype中选择Entrancepupildiameter，Aperturevalue为50。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司6第二步：视场和波长的设置•点“Fie”和“Wav”按钮，•视场角为0，7，10三个，•波长直接选择可见光。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司7第三步：建立surfacedata•建立6个面，包括Obj,Stop,3lens和imagesurface。•输入玻璃牌号，前面为BK7,后面为火石F2。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司8第四步：为F/#添加Solve在光学面4的curvature上，增加solve：•将surface4的radius栏上点右键，•选择F/#的solvetype，输入其值为8，•ZEMAX会自动调整这个面的曲率半径的值。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司9第五步：建立优化函数•打开Editor>>MeritFunction，•打开Defaultmeritfunction对话框，选择RMSspotradius作为优化数据，加入边界约束条件。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司10第六步：设置变量并优化•将2个曲率半径和4个厚度都设置为变量，•优化计算。•结果的2Dlayout和rayfan如下：113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司11第七步：分析•哪些像差已经校正了？哪些没有校正？哪个是主要的像差？光栏的位置如何？•本设计中：•(1)不需要专门指定色差的目标值•(2)缺省优化函数对轴上色差有比较好的校正•(3)将光栏向离开透镜的方向移动，会引入横向色差•(4)边界条件基本满足•(5)可以将stop向透镜的方向移动，以减小横向色差。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司12第八步：修改设计•将光栏向透镜移动，可以将横向色差降低，但引入了象散、彗差、离焦和spotradius的扩大。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司13改进设计•分析：•(1)一个半径是控制EFL的，另外二个是控制色差的，•(2)光栏的位置对控制象散和彗差的效果不是太理想，•(3)改变厚度的影响不是太大，特别是有边界条件约束的情况下，•(4)主要要校正像差是：球差、横向色差和轴向色差。•校正球差的可能办法：(1)增加conicconstant；(2)增加透镜•校正色差的可能办法：(1)移动光栏，但在这里帮助不大；(2)用新的玻璃。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司14进行玻璃优化•尝试下列玻璃组合：•BK7&SF1•BK7&SF2•BK7&SF5•或者直接对玻璃进行优化。有几种办法：•(1)直接输入几种组合，进行优化，•(2)对拟合玻璃的方程的参数进行优化---“model”glass，一般不推荐使用，•(3)采用“substitute”的方法优化。容易、速度快，推荐使用。113/10/192003()版权所有讯技光电上海股份有限公司15ModelGlass方法•根据折射率、阿贝数和部分相对色散项，估计二个玻璃之间距离。•用RGLA优化操作数，使ZEMAX在目录中选择一个在实际玻璃附近的modelglass。它限定目录中与实际玻璃的折射率、阿贝数和部分相对色散的偏差。•步聚...