光学与节能设计
光学与节能设计
我们现实生活中大部分建筑都要消耗能源,其中照明是主要耗能之一,所以建筑节能设计必须作为考虑的重点。采光节能通常注重于自然采光,根据不同地方采取不同的设计方法。在这基础之上,采光节能设计需要整体规划布局来达到采光节能的最佳效果。
人是大自然的一部分，亿万年的进化，人已经习惯于大自然千变万化的自然光线。自然光除了给人以明暗等物理的视觉感受，还提示人们时间的变化和季节更替，更能引起人们强烈的思想感情。此外，光线和视觉的持续变化可刺激视神经系统，使我们更加机敏、更富有创造力。但人工光源的光谱成分比较单一，而且了无变化，而自然光是一种全光谱的光，其光线无论从光色、光度等方面来讲都是异常丰富的。因此，与人工光相比，自然光超越了纯粹的物理性，具有超凡的表现力。一般而言，只有在自然光照不能满足室内应有的照明条件或需要运用特殊的照明来强化某种艺术气氛的情况下，才考虑增加适当的人工照明。
与自然光相比，人工光尽管存在着种种不足，但在满足不同光环境要求，以及在光源和灯具品种的多样性、场景设计的多变性、布光的灵活性、透光的精确性等方面有着不可替代的优势。特别是在文物、艺术品照明方面，由于需要严格限制光线中红外线和紫外线的含量，全光谱的自然光无法满足这一要求，此时，人工光源就可以很好地解决这一问题。
总的来讲，在博物馆、舞台设计、娱乐空间以及一些酒店丶餐饮空间等特定场景中，人工光更能准确的传达出设计者所要追求的艺术效果，同时也更能合理的表达出人们所需的空间氛围。
综上所述自然光与人工光的结合是室内光环境设计的未来发展方向，也是配合室内环境营造室内氛围不可或缺的技术手段。
1.采光节能设计需要考虑的重要因素
⑴注重天然采光。采光节能设计必须要考虑天然采光,而不能一直依赖人工光源。人工光源会影响人们的感受。而自然光源在不同的季节丶时刻丶环境通过合理的设计可以对室内照明产生很好的效果,舒适度也超过于人工光源,这样不仅可以使昏暗的房间变得明亮,还可以塑造室内的艺术空间丶营照良好的氛围。天然光源如得到充分利用可以节约电能的消耗。据统计,建筑消耗中照明占了将近33﹪,而天然采光具有取之不尽用之不竭的特点,也人工光源相比更安全可靠。只有最大限度的降低照明消耗,才能更好的设计。合理的利用太阳能,不仅是城市规划范畴问题,是对一个地区的整体规划设计都必须考虑天然采光,更是设计师必须考虑
的
问题。建筑设计师需要对建筑的采光如侧窗丶天长丶中庭采光进行整体的把握,
然后就需要对采光口进行合理的设计及,如采光口的位置丶朝向等以及玻璃的颜色丶折射度丶反射度等。
(2)协调光、热建筑节能设计的矛盾。阳光的辐射是建筑设计中光、热的主要影响因素，因此在节能设计中对太阳能辐射的利用应当谨慎，要协调处理其在分区标准和设计要求两方面的矛盾。中国光气候分区图将中国的建筑设计划分为5个光气候分区，以此来指导天然采光设计；而在热能设计上，去过建筑热工设计分布图将中国划分为5个热工分区。光气候的分区指标是照度，而热工分区的主要指标则是温度。同一地区可能分属不同的光气候区与热工区，节能设计要求也就自然不同。因此建筑设计要想达到采光节能的目的，必须协调光、热在建筑设计中的矛盾，以制定完善的光气候区分标准和物理环境参数。
(3)根据不同地区环境特点、建筑情况采光节能设计我国幅员辽阔，不同地区的光照条件与环境特点有很大不同，而每一个地区的建筑群的特点更是千差万别。因此采光节能设计需要根据不同地区的环境特点、建筑情况来整体规划布局具体的采光设计。首先要根据该地区的整体环境特点进行设计规划，只有合理的朝向布局才能最佳的协调建筑设计中的光、热矛盾。在建筑设计中应当保证向南布局，这首先是因为我国处于北半球，南向布局可以保证冬季日照最多而夏季辐射最低，如此布局方可以获得最大的日照。其次，我国大部分地区夏季多为东南风，因此坐北朝南可以很好的保证通风需求得到满足。为节约采光耗能还可以在南向墙面设置镜面材料引入光线，以改善北面房间的光照度。此外，为了保证建筑物内日照时间的长度，还需要考虑植被对光照的影响。绿树枝被对于改善热环境大有裨益，但是在对其设计时一定要考虑采光需求。其次，采光节能设计还要根据该地区的建筑群的特点来进行合理的规划。建筑室内采光的方案一是地窗，因为地窗的面积越大对采光越有利。而天窗采光的均匀性比较好，但是由于屋顶是吸热最多的部分，因此天窗对于热工节能十分不利。因此开窗设计应根据不同的地域气候环境来设计。一般来说，建筑物的长宽比与热量获得成正比，因此在炎热的南方采用长宽比小的建筑形状有利于节能工作，而寒冷的北方采用长宽比大的建筑体型则可以满足其冬季保温的需求。但是从采光方面考虑，建筑物进深与光线成反比，即进深越大光线越弱，因此在建筑设计中进深应当兼顾光热节能的要求，
在保证光照时间和光照均匀度的基础
上设计出最佳的长宽比值。
2.具体的采光节能设计（形状与材料）
目前多用的材料都是用玻璃来做采光,通常用方形来做采光口,还有就是要考虑照明的强度三大方面进行设计。如上海金茂大厦它的采光材料都是玻璃幕墙,有二十多种技能设计,主要都利用了太阳能的转化。这样既环保又安全。
采光口朝向的选择必须根据各地区的日照方向设计。采光口的大小决定于采光强度,随着采光口的增大,照度越好,人工照明减小,消耗的能源越小。
随着生产的发展，车间面积增大，用单一的侧窗已不能满足生产需要，故在单层房屋中出现顶部采光形式，通称天窗。由于使用要求不同，形成各种不同的天窗形式。
矩形天窗
矩形天窗是一种常见的天窗形式。它是由装在屋架上的天窗架上的窗扇组成。窗
扇一般可以开启，也有通风的作用。实质上，矩形天窗相当于提高位置（安装在屋顶上）的高侧窗，它的采光特性也与高侧窗相似。
横向天窗
它是将部分屋面板放在屋架下弦，利用露出的屋架安装窗扇采光，与矩形天窗相比，横向天窗省去了天窗架，降低了建筑高度，简化结构，节约材料。根据有关资料介绍，横向天窗的造价仅为矩形天窗的62%，而采光效果则和矩形天窗差不多。
锯齿形天窗
锯齿形天窗属单面顶部采光。这种天窗由于倾斜顶棚的反光，反光效率比纵向矩形天窗高，当采光系数相同时，锯齿形天窗的玻璃面积比纵向矩形天窗少15%～20%。他的玻璃也可作成倾斜面，以提高采光效率，但实际很少用。锯齿形天窗的窗口朝向北面的天空时，可避免直射的阳光射入车间，因而不致影响车间的温湿度调节，故常用于一些需要调节温湿度的车间，如纺织厂的纺纱、织布、印染等车间。
平天窗
这种天窗是在屋面直接开洞，铺上透光材料（如钢化玻璃、夹丝平板玻璃玻、璃钢塑料等）。由于不需安装天窗架，降低了建筑高度，简化结构，施工方便。它的造价仅为矩形天窗的21%～31%。平天窗不但采光效率高，而且布置时没有天窗架的限制，可以根据需要，灵活地布置，因而更易获得均匀照度。
井式天窗
井式天窗是利用屋架上下弦之间的空间，将一些屋面板放在下弦杆件上形成井口。井式天窗主要用于热车间。为了通风顺畅，开口处常不装设玻璃窗扇。为了防止飘雨，除屋面作挑檐外，开口高度大时还在开口中间加几排挡雨板。
3. 玻璃材料的选择和使用
(1).玻璃材料的特点玻璃材料是家庭装修中常用的装饰材料之一,是家庭生活中必不可少的材料。随着科技进步和
人民对生活质量追求的不断提高,玻璃
制品在装修中的应用范围也日益广泛。玻璃具有透光、透视、隔音、隔热的特殊性能,因此,不仅在门、窗中得到广泛应用,同时,在需要提高采光度和装饰效果的墙体、墙面装饰项目中也常被选用。
(2).玻璃材料的分类玻璃材料从形态上可分为两类。第一类是玻璃板材,主要用于装饰中需要采光的部分,有平板玻璃、压花玻璃、磨砂玻璃、镀膜玻璃、刻花玻璃、钢化玻璃等品种,可以根据不同部位、不同装饰效果的要求选用。另一类是玻璃砖块,主要用于玻璃隔断、玻璃墙体等工程,主要为中空玻璃砖。它可分为单腔及双腔两种,又有方砖及长方砖等多种规格,其表面造型也非常丰富,可以根据装修需要选择使用。
为了适合现代建筑物的配套，加强安全防范措施，采用全能防盗卷帘窗装置在窗户，能节省空间，又能起到安全防范作用。这种新颖卷帘窗采用无线电遥控操纵，在30米距离内任意控制；窗框用U字型导轨，滑动时不会卡住，轻便无噪声；卷帘片采用铝合金和钢板制成双层圆弧形，有弹性、不反翘；中间空隙处内填充高密度泡沫聚胺脂隔音材料，可以防止阳光照射，兼有高效隔热、储热、节能、
防晒、隔音、耐冷、耐热、耐撞击等效果。并且还有两种功能，第一，有通风孔，当卷帘窗设到底部关闭，需要通风时不须将窗帘打开，只须将窗帘向上提升数厘米，有通风性能良好的通风。
通过对光学与节能阐述,这将会是很多人关注的重点,因为节能的确是我们应该重视的,勤俭节约是大多数人所希望的,所我们要绿色建筑。
摘要 摘要：设计三片库克照相物镜，给出三片镜子的结构参数按照设计要求合理设计。近轴光路追迹求出设计系统的焦距和后焦距。然后利用zemax光学设计软件仿真验证设计结果。 关键词：照相物镜；光学设计 设计要求： 设计要求：采用三片库克（cookie）结构，D/f=1/5，半像面尺寸：18mm 半视场角：20°设计波长：0.486um、0.587um、0.656um，口径D：10mm 计算：系统焦距f，，后焦距（BFL） 第一章绪论 我们设计光学系统采用光线模型方法，即利用几何光学和光学工程中涉及到的基本方法、基本公式设计三片库克照相物镜。利用光线模型设计光学系统是非常重要的方法。曾经有位美国学者在回答有关光线和波动理论应用问题时，睿智的说;“你用光线理论设计照相机镜头，尽管是近视理论，但你用一个星期可以完成；然而你若用衍射理论设计照相机镜头，虽然你用的理论很严格，也去你一辈子才能设计出一个镜头。”可见用几何光学和工程光学中的光线模型设计光学系统是多么的重要。而近轴光线的追迹公式又是利用光线理论设计光学系统的基础。 根据近轴光学公式的性质，它只能适用于近轴区域，但是实际使用的光学仪器，无论是成像物体的大小，或者由一物点发出的成像光束都要超出近轴区域。 这样看来，研究近轴光学似乎没有很大的实际意义。但是事实上近轴光学的应用并不仅限于近轴区域内，对于超出近轴区域的物体，仍然可以使用近轴光学公式来计算平面的位置和像的大小。也就是说把近轴光学公式扩大应用到任意空间。对于近轴区域以外的物体，应用近轴光学公式计算出来的像也是很有意义的： 第一，作为衡量实际光学系统成像质量的标准。根据共轴理想光学系统的成像性质：一个物点对应一个像点；垂直于光轴的共轭面上放大率相同。如果实际共轴球面系统的成像符合理想则该理想像的位置和大小必然和用近轴光学公式计算所得结果相同。因为它们代表了实际近轴光线的像面位置和放大率。如果光学系统成像不符合理想，当然就不会和近轴光学公式计算出的结果一致。二者间的差异显然就是该实际光学系统的成像性质和理想像间的误差。也就是说，可以用它作为衡量该实际光学系统成像质量的指标。因此，通常我们把用近轴光学公式计算出来的像，称为实际光学系统的理想像。 第二，用它近似地表示实际光学系统所成像的位置和大小。在设计光学系统或者分析光学系统的工作原理时，往往首先需要近似地确定像的位置的大小。能够满足实际使用要求的光学系统，它所成的像应该近似地符合理想。也就是说，它所成的像应该是比较清晰的，并且物像大体是相似的。所以，可以用近轴光学公式计算出来的理想像的位置和大小，近似地代表实际光学系统所成像的位置和大小。由此可见近轴光学系统具有重要的实际意义，它在今后的研究光学系统的成像原理时经常用到。
光学设计软件介绍 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential），是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外，软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates（ORA?）公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起，该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件，为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年，ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比，CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面： 1．CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件；各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地
1.2光学系统有哪些特性参数和结构参数？ 特性参数：（1）物距L（2）物高y或视场角ω（3）物方孔径角正弦sinU或光速孔径角h（4）孔径光阑或入瞳位置（5）渐晕系数或系统中每一个的通光半径 结构参数：每个曲面的面行参数（r，K，a4，a6，a8，a10）、各面顶点间距（d）、每种介质对指定波长的折射率（n）、入射光线的位置和方向 1.3轴上像点有哪几种几何像差？ 轴向色差和球差 1.4列举几种主要的轴外子午单色像差。 子午场曲、子午慧差、轴外子午球差 1.5什么是波像差？什么是点列图？它们分别适用于评价何种光学系统的成像质量？ 波像差：实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该像点质量的指标。适用单色像点的成像。 点列图：对于实际的光学系统，由于存在像差，一个物点发出的所有光线通过这个光学系统以后，其像面交点是一弥散的散斑。适用大像差系统 2.1叙述光学自动设计的数学模型。 把函数表示成自变量的幂级数，根据需要和可能，选到一定的幂次，然后通过实验或数值计算的方法，求出若干抽样点的函数值，列出足够数量的方程式，求解出幂级数的系数，这样，函数的幂级数形式即可确定。像差自动校正过程，给出一个原始系统，线性近似，逐次渐进。 2.2适应法和阻尼最小二乘法光学自动设计方法各有什么特点，它们之间有什么区别？ 适应法：参加校正的像差个数m必须小于或等于自变量个数n，参加校正的像差不能相关，可以控制单个独立的几何像差，对设计者要求较高，需要掌握像差理论 阻尼最小二乘法：不直接求解像差线性方程组，把各种像差残量的平方和构成一个评价函数Φ。通过求评价函数的极小值解，使像差残量逐步减小，达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数m没有限制。 区别：适应法求出的解严格满足像差线性方程组的每个方程式；如果m>n或者两者像差相关，像差线性方程组就无法求解，校正就要中断。 3.1序列和非序列光线追迹各有什么特点？ 序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计。以面作为对象，光线从物平面开始，按照表面的先后顺序进行追迹，对每个面只计算一次。光线追迹速度很快。 非序列光线追迹主要用于需考虑散射和杂散光情况下，非成像系统或复杂形状的物体。 以物体作为对象，光线按照物理规则，沿着自然可实现的路径进行追迹。计算时每一物体的位置由全局坐标确定。非序列光线追迹对光线传播进行更为细节的分析，计算速度较慢。 3.2叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。 （1）建立光学系统模型： 系统特性参输入：孔径、视场的设定、波长的设定 初始结构输入：表面数量及序号、面行、表面结构参数输入 （2）像质评价 （3）优化：设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化 （4）公差分析：公差数据设置、执行公差分析 3.3Zemax软件采用了什么优化算法？ 构造评价函数：最小二乘法、正交下降法（非序列光学系统）4.1什么叫做第一辅助光线？什么叫做第二辅助光线？ 第一辅助光线：由轴上物点A发出，经过孔径边缘的光线AQ 第二辅助光线：由视场边缘的轴外点B发出经过孔径光阑中心O的光线BP 4.2薄透镜组有哪些像差特性？ 一个薄透镜组只能校正两种出击单色像差。光瞳位置对像差影响：球差与光瞳位置无关；慧差、像散与光瞳位置有关；光瞳与薄透镜组重合时，像散为一个与透镜组结构无关的常数，此时畸变等于零；薄透镜组的Petzval场曲近似为一与结构无关的常量。 4.3单透镜的像差特性参数与结构参数有什么关系? 与玻璃的折射率n，单透镜的形状Q有关。不能消色差 4.4如何进行双胶合透镜组结构参数的求解？ 4.5举例说明满足光学系统消除场曲条件（Petzval）的几种结构形式。 正、负光焦度远离的薄透镜系统和弯月形厚透镜 5.1望远物镜有什么光学特性和像差特性？ 相对孔径不大，视场较小。 轴向边缘球差，轴向色差和边缘孔径的正弦差不用校正到零而是等于指定值。 6.1显微物镜有什么光学特性和像差特性？ 焦距短，视场小。相对孔径大。 球差、轴向色差、正弦差，以及孔径高级像差。 6.2显微物镜有哪些主要类型？各有什么特点？ 消色差物镜：只校正轴上点的球差和轴向色差、正弦差，不校正二级光谱色差。 复消色差物镜：要求校正二级光谱色差。 平像场物镜：要求校正场曲、像散、垂轴色差等各种轴外像差。 平面场复消色差物镜：和平像场物镜相似，还要校正二级光谱色差。 7.1目镜设计有什么特点？ 焦距短、相对孔径比较小、视场角大、入瞳和出瞳远离透镜组 目镜的结构一般比较复杂；像差校正以轴外像差为主；场曲一般不进行校正；最重要的是校正像散、垂轴色差；在目镜和物镜尽可能独立校正像差的前提下，进一步考虑它们之间的像差补偿关系；采
1、目的： 为更好地管控本公司之产品在设计时有规可循，特对设计作出此《产品设计规范》。 2、适用范围： 本公司内与产品相关之图纸均适之。 3、定义说明： 3.1成品图:指的是整个项目的所有部材的合成图纸,是产品出货前的标准图 纸。它反应了客户的最终需求（包括结构、电气或技术要求） 。3.2部材图：由成品拆分出来的每个零部件的结构及技术性能要求图。它是 本公司采购物料的依据。 4、设计规范内容： 4.1 成品图的设计规范如下: 4.1.1 产品在功能、外观、结构尺寸方面都必须先满足客户的需求。对于客 户需求于各因素状况下不能达到的，设计人员应首先提出来，并对它 作出相应的修正后用红色或手指符号明示出来， 并注明是什么原因修 改，以供客人重点审核和确认。 4.1.2 重点尺寸:长.宽.高要用“*”明示出来,参考尺寸要用“()”明示出 来.做参考不用量测.如图面有修改需用△表示出来修得次数 ,并用红色标明. 4.1.3 产品挡墙设计： a.非胶一体化产品：档墙高度高于1.4mm 时,档墙厚度要求大于0.45mm 如小于此值要与客人商讨看看能否加宽到此数值以上.(如图一) b.胶铁一体化产品：当挡墙厚度小于0.2mm 时，需与客户商讨将胶框料 去掉以铁框做为产品的挡墙。 4.1.4 为防止产品漏光,V.A 区视区到挡墙的距离： a.正常背光产品：V.A 视区到挡墙的距离必须要＞ 1.35mm,小于此尺寸时 图一四面档墙宽度大于0.45， 则小于需要与客人沟通
要与客人商讨挖挡墙来补足宽度。（如图二） b.窄边框背光产品：因为窄边框无挡墙故V.A视区到边框距离必须＞ 1.1mm，小于此尺寸时要与客户商讨将V.A视区尺寸做小来补足宽度。 4.1.5 FPC的定位尺寸因为是贴装与FPC本身的尺寸误差的积累,比较难控制,所以通常公差定义为:+/-0.3mm。（如图三） 通常标准 图三 4.1.6 客户没有要求时,基板上金手指露铜部位正反两面必须错开0.3mm以上,而其上的导电孔也必须错开0.5mm以上。如果客人有要求的,则按客户的要求来做。当导电孔距离露铜边线少于0.1时要做圆环。 4.1.7 卡LCD的四个角如客人没有要求时,我们要做方形的避空位。 4.1.8 LED间距以中间暗区小于等于两侧边暗区为最佳，原则H小于等于L，E大于等于 3.0mm，F小于13mm。（如图四）
课程设计说明书题目：MATLAB应用下的光学设计所属课程：应用光学 姓名： 学号： 班级： 指导教师：
中文摘要：本论文是在现有光学理论分析的基础上，利用MATLAB编程语言进行常见的光学仿真实验，旨在以一种更加直观的形式对现有理论和现象进行对比分析与研究。具体内容如下： （1）利用MATLAB绘制一个球面； （2）根据应用光学近轴光路计算公式，编写一个从轴上点光源发出的11条特征光线(u=±1.0, ±0.85, ±0.707, ±0.5, ±0.3,0)的近轴成像光线追迹；（3）利用过渡公式，设计一个透镜（由两个单球面组成），并画出其光线追迹图； （4）在2-3的基础上，编写实际光线的追迹，分析轴上物点的球差； （5）利用MATLAB的GUI(图形用户界面），设计一个可实时改变光路参数的GUI界面； （6）画出理想焦点附近的星点图，理解球差的存在； （7）用uitable函数以列表的形式给出参数和结果说明。 关键词：MATLAB；光线追迹；球差；GUI界面；unitable函数 Abstract：This thesis is based on the analysis of the existing theory of optical, using MATLAB programming language to simulate several kinds of familiar optical experiments. The purpose of it is to make comparative study and analysis of existing theory and phenomenon by a more intuitive form. Specific content as follows: (1) Using MATLAB to draw a spherical surface; (2) According to paraxial optical path calculation formula, write a program to draw 11 special paraxial light ray tracing from epaxial point light(u=±1.0, ±0.85, ±0.707, ±0.5, ±0.3,0 ). (3) Depend on transition formula, design a optical lens(include two single spherical surface) and drawing light ray tracing; (4) Based on 2 and 3, write a program about actual light ray tracing, and analyzing epaxial point’s spherical aberration; (5) According to MATLAB, design a GUI (Graphical User Interface) can change the parameters of optical path; (6) Understand the exist of spherical aberration by drawing comet around ideal focus; (7) Give the results and parameters in a list by uitable function. Key words：MATLAB; light ray tracing;spherical aberration; GUI; unitable function
实验一：单镜头设计(Singlet) 实验目的： 1、学习如何启用Zemax 2、学习如何输入波长（wavelength）、镜头数据（lens data） 3、学习如何察看系统性能（optical performance），如ray fan，OPD，点列图（spot diagrams）， MTF等。 4、学习如何定义thickness solve以及变量（variables） 5、学习如何进行优化设计（optimization） 实验仪器：微机、zemax光学设计软件 实验步骤： 1、设计一个孔径为F/4的单镜头，物在光轴上，其焦距（focal length）为100mm，波长为可见光， 用BK7玻璃为材料。 2、首先运行ZEMAX，将出现ZEMAX的主页，然后点击lens data editor(LDE)。什么是LDE呢？它 是你要的工作场所，在LDE的扩展页上，可以输入选用的玻璃，镜片的radius，thickness，大小，位置等。 3、然后输入波长，在主菜单的system下，点击wavelengths，弹出波长数据对话框wavelength data， 键入你要的波长，在第一行输入0.486，它是以microns为单位，此为氢原子的F-line光谱。在第 二、三行键入0.587及0.656，然后在primary wavelength上点在0.587的位置，primary wavelength 主要是用来计算光学系统在近轴光学近似(paraxial optics，即first-order optics)下的几个主要参数，如focal length，magnification，pupil sizes等。 4、确定透镜的孔径大小。既然指定要F/4的透镜，所谓的F/#是什么呢？F/#就是光由无限远入射所形 成的effective focal length F跟paraxial entrance pupil的直径的比值。所以现在我们需要的aperture 就是100/4=25(mm)。于是从system menu上选general data，aperture type里选择entrance pupil，在apervalue上键入25，然后点击ok。 5、回到LDE，可以看到3个不同的surface，依序为OBJ，STO及IMA。OBJ就是发光物，即光源， STO即孔径光阑aperture stop的意思，STO不一定就是光照过来所遇到的第一个透镜，你在设计一组光学系统时，STO可选在任一透镜上，通常第一面镜就是STO，若不是如此，则可在STO这一栏上按鼠标，可前后加入你要的镜片，于是STO就不是落在第一个透镜上了。而IMA就是imagine plane，即成像平面。回到我们的singlet，我们需要4个面(surface)，于是点击IMA栏，选取insert，就在STO后面再插入一个镜片，编号为2，通常OBJ为0，STO为1，而IMA为3。 6、输入镜片的材质为BK7。在STO行中的glass栏上，直接键入BK7即可。 7、孔径的大小为25mm，则第一镜面合理的thickness为4，在STO行中的thickness栏上直接键入4。 Zemax的默认单位是mm 8、确定第1及第2镜面的曲率半径，在此分别选为100及-100，凡是圆心在镜面之右边为正值，反之为 负值。再令第2面镜的thickness为100。
光学系统设计 （一） 一、单项选择题（本大题共20小题。每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、 多选或未选均无分。 1 .主光线与光轴所确定的平面叫做 （ B ）。 A.弧矢平面B.子午平面C.焦平面D.像平面 2.共轴球面系统中，轴上点像差有 （ C ）。 A.球差和彗差 B.球差和倍率色差 C.球差和位置色差 D.彗差和倍率色差 3?通常情况下观察像差时，除 0视场和边缘视场外，还应注意的一个视场为 A.0.707 视场 B. 0.5 视场 C. 0.3 视场 D. 0.85 4. F 光边缘光球差与 C 光边缘光球差之差也等于 （A A.边缘光和近轴光色差之差 C.F 光和C 光近轴光球差之差 5. 望远镜的放大率是指 （D ）。 A.垂轴放大率 B.轴向放大率 C.角放大率 D. 视觉放大率 6. 下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有 A.球差 B. 场曲C.畸变 D. 倍率色差 7. 不会影响成像清晰度的像差是 （C ）。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 &下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 A.显微物镜B.望远物镜 C.目镜D.照相物镜 9. 正弦差属于小视场的 （ A.球差 B. 彗差 C.畸变 D. 色差 10. 初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 A.3 : 1 B.4 : 1 C.5 : 1 D.2 : 1 11. 下列光学元件中，任何情况下都不会产生场曲的是 A.厚凸透镜B.平行平板 C.球面反射镜 D. 12. 下面光学元件中不产生色差的是 （ A A.球面反射镜 B. 薄凸透镜 C.薄场镜 D. 13 .薄双胶合物镜置于球面反射镜球心，光阑与球心重合， （D A. 0.4 B. 0.25 C. 0.1 14.场景置于系统中，除产生场曲外， 像散 C 视场 （A ）。 B. 边缘光和近轴光球差之差 D. F 光和C 光近轴光色差之差 （ 不晕透镜 薄双胶合物镜 则系统彗差最小可以为 A.球差 B.彗差 C. 15. 厚透镜的场曲公式为 A. S |v J 2—（丄 n -1 r 1 C. S iv 心』 n 「1 D. 0 还可产生 D.畸变 ( 丄) 「2 丄) r 2 B. D. S |V S |V 16. 波像差就是实际波面与理想波面之间的 A.光程差 B.几何像差 C. 离焦量 17. 在进行目镜光学系统设计时，应 （D J 2T 丄 n 「2 J 2亠(丄 n -1 r 2 (A )。 D.距离差 )。 丄) r i 丄) r i
第1章ZEMAX入门 ZEMAX是一款使用光线追迹的方法来模拟折射、反射、衍射、偏振的各种序列和非序列光学系统的光学设计和仿真软件。ZEMAX有3种版本：ZEMAX-SE（标准版）、ZEMAX-XE（扩展版）、ZEMAX-EE（工程版），其中ZEMAX-EE的功能最为全面。 ZEMAX的界面设计得比较简洁方便，稍加练习就能很快地进行交互设计使用。ZEMAX的大部分功能通过都能选择弹出或下拉式菜单来实现，键盘快捷键可以用来引导或略过菜单，直接运行。本章将要讲述ZEMAX中的有关约定的解释，界面功能的习惯用法，以及一些常用窗口操作的快捷键。一旦学会了在整个软件中通用的、简单的习惯用法，ZEMAX用起来就很容易了。 学习目标： （1）了解界面主窗口菜单的各项功能。 （2）熟练运用快捷工具栏。 （3）熟练掌握大量光学行业中约定的解释，如优化、公差分析等。 （4）熟练掌握各对话窗口的操作，如镜头数据、波长数据等。 1.1 ZEMAX的启动与退出 安装ZEMAX软件后，系统自动在桌面上产生了ZEMAX快捷图标。同时，“开始”菜单中也自动添加了ZEMAX命令。下面讲解ZEMAX的启动与退出。 1．ZEMAX安装成功后，需要启动ZEMAX，才能使用该软件进行设计工作。ZEMAX 的启动有4种方式。 （1）选择“开始”菜单命令启动。 选择“开始→ZEMAX”命令，启动ZEMAX，如图1-1所示。 （2）选择桌面快捷方式图标。 安装完成，系统会在桌面上自动创建ZEMAX的快捷方式图标，双击图标便可启动ZEMAX，如图1-2所示；右键单击快捷方式图标后单击“打开”也可以启动，如图1-3所示。 如果桌面上没有快捷方式图标，可以从“开始”菜单中找到相应的程序命令发送到桌面快捷方式，如图1-4所示。
光学设计岗位规范 1 范围 本规范规定了光学设计岗位职责和岗位标准。。 本规范适用于光学设计岗位的初级、中级、高级职务人员。 2 引用标准 Q/AG L07 1.1－2003职工政治思想和职业道德通用标准 3 岗位职责（概括和列举该岗位的工作职责） 3.1 负责光学系统研究、设计的全部技术工作，试验、试制的配合工作。 3.2 严格贯彻执行国标、部标、企标及有关科研技术、质量管理和安全技术的法规。 3.3 负责项目预研、技术论证、可行性研究论证、技术经济分析和项目的申报工作。 3.4 根据研制合同，制定阶段和年度工作计划，并组织实施。 3.5 参加本专业及有关专业的技术会议，评审本专业范围内的科研成果。 3.6 贯彻全面质量管理，负责对试验中出现的各种技术问题进行分析、论证，改进设计。 3.7 根据使用部门的要求和市场需求，采用适合的光学系统的结构，满足性能指标。研究新技术，加速光电系统的更新换代。 3.8 根据项目进展情况，适时编写专题技术总结、专题研究报告、鉴定申请报告等。 3.9 负责技术转让、技术咨询、技术服务以及完成技术资料的归档工作。 4 岗位标准 4.1 政治思想与职业道德 执行Q/AG L07 1.1－2003职工政治思想与职业道德通用规范 4.2 文化程度
执行Q/AYGF 1.1 4.3 专业理论知识 4.3.1 初级职务 4.3.1.1 具有高等数学、普通物理等基础理论知识。 4.3.1.2 具有应用光学、光学仪器制图等专业理论知识。 4.3.1.3 了解光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.1.4 了解光学系统设计和研制过程，及有关技术标准。 4.3.1.5 初步掌握一门外语，并能查阅本专业书刊、资料。 4.3.2 中级职务 4.3.2.1 具有光学、计算机CAD设计、光学仪器制图原理等基础理论知识。了解红外、激光、电视、可见光系统等有关知识。 4.3.2.2 熟悉光学系统性能和集成、试验、应用、储存中的有关安全规程。 4.3.2.3 熟悉光学系统国内外研制状况和发展趋势。 4.3.2.4 熟悉国内外光电系统光学设计研制技术及技术标准。 4.3.2.5 掌握一门外语，并能较熟练地查阅本专业书刊、资料。 4.3.3 高级职务 4.3.3.1 熟练掌握光学系统涉及的红外、激光、电视、微光、可见光学等专业理论知识。 4.3.3.2 精通光学系统研究的技术理论、熟悉典型的、同类型光学系统的性能指标及研究的技术难点。 4.3.3.3 精通光电系统集成与实验理论。 4.3.3.4 熟悉光电系统研制程序、典型技术和有关标准。 4.3.3.5 掌握国内外光电系统发展状况和发展趋势。 4.3.3.6 掌握光电系统应用的有关技术和知识。 4.3.3.7 掌握一门外语，并能熟练地查阅和笔译本专业的书刊、资料。 4.4 实际工作能力 4.4.1 初级职务 4.4.1.1 能完成光电系统的一般实验，参与试验方案的讨论与制定。
光学系统设计(三) 一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．系统的像散为零，则系统的子午场曲值( )。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 2．双胶合薄透镜组，如果位置色差校正为零，则倍率色差值为 ( )。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 3．下列像差中，对孔径光阑的大小和位置均有影响的是( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散和场曲 D.畸变 4．除球心和顶点外，第三对无球差点的物方截距为 ( ) 。 A.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ''-= 5．下列像差中，属于轴外点细光束像差的是( )。 A.球差 B.子午彗差 C.子午场曲 D.畸变 6．瑞利判据表明，焦深是实际像点在高斯像点前后一定范围内时，波像差不会超过 ( )。 A.λ21 B. λ31 C. λ41 D. λ51 7．对于目视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为 ( )。 A.C F D D n n 1n --=ν B. C F D D n n 1n ++=ν C. C F D D n n 1n -+=ν D. C F D D n n 1n +-=ν 8．9K 玻璃和6ZF 玻璃属于 ( )。 A.冕牌玻璃和火石玻璃 B.火石玻璃和冕牌玻璃 C.均属火石玻璃 D.均属冕牌玻璃 9．在ZEMAX 软件中进行显微物镜镜设计，输入视场数据时，应选择 ( )。
燕山大学 课程设计说明书题目：摄远物镜设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：光学仪器基础课程设计
目录 第1章摘要 (3) 第2章 ZEMAX软件和设计方法 (4) 2.1 ZEMAX软件介绍 (4) 2.2 设计方法 (5) 第3章设计过程 (6) 3.1初始结构的选择 (6) 3.2 ZEMAX的设计 (8) 3.3 ZEMAX软件优化 (8) 第4章心得体会 (14) 参考文献 (15)
第一章摘要 本课程的任务是在学习工程光学基础、光学测试技术等技术基础课程的基础上，进行光学仪器的设计，目的是了解光学设计中主要的环节，掌握光学仪器设计、开发的基本方法，以便今后能从事光学仪器的设计、研发工作。本课程主要研究光学仪器设计中的基本部分，如：光源、目镜、物镜、分化板等，以及光学仪器设计中考虑的基本问题，如：物象位置关系、5系统放大倍数、系统分辨率、相差等。课程涉光学基础、光学测试技术、误差理论及数据处理、精密仪器设计等多方面。了解光学系统的光学特性、光学系统的设计过程。初级像差理论与像差的校正和平衡方法，像质评价与像差公差，光学系统结构参数的求解方法。望远物镜设计的特点、双胶合物镜结构参数的求解和光学特性。目镜设计的特点、常用目镜的型式和像差分析。 关键词：光学系统成像质量像差像距摄远物镜
第二章ZEMAX软件和设计方法 2.1 ZEMAX软件介绍 ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。 ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。ZEMAX 不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是 ZEMAX 的 CAD 转文件程序都是双向的，如 IGES 、 STEP 、 SAT 等格式都可转入及转出。而且 ZEMAX 可仿真 Sequential 和 Non-Sequential 的成像系统和非成像系统，ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。 ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。 ZEMAX 能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。ZEMAX 的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。ZEMAX 中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。手册中对使 ZEMAX 时的一些惯用方法进行了解释，对设计过程和各种功能进行了描述。 ZEMAX目前已经是被光电子领域熟知的光学设计的首选软件。该软件拥有两大特点，就是可以实现序列和非序列分析。在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系统，照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面。 ZEMAX 有三种不同的版本：ZEMAX-SE（标准版）；ZEMAX-XE（扩展版）；ZEMAX-EE（工程版）。
《现代光学CAD技术》实验指导书 指导老师：汪胜辉 湖南文理物电学院
单透镜的设计(A Singlet) 一、实验目的： （1）熟悉光学设计软件Zemax操作界面； （2）将知道如何键入光学系统的波长（wavelength)、镜头数据(Lens Data)、光线像差(Ray Aberration)、fan，光程差（OPD)，点列图（spot diagrams )等等。 （3）确定厚度求解方法（thickness solve)和变量（variables)，执行简单光学设计优化。 二、实验环境： （1）、硬件环境：普通PC机 （2）、软件环境：ZEMAX软件平台 三、实验内容： 设计一个相对孔径F/4单镜片，在光轴上可见光谱范围内使用，其焦距（focal length）为100mm，全视场2ω为8o用冕牌BK7来作镜片。 四、实验步骤： 首先，运行ZEMAX。ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑(LDE)，可以对LDE窗口进行移动或重新调整尺寸，以适应你自己的喜好。LDE有多行和多列组成，类似于电子表格，曲率半径(radius)、厚度(thickness)、玻璃(class)和半径口径(Aperture)等列使用最多，其他的则在特定类型的光学系统中才会用到。 LDE中的小格会以“反白”方式高亮显示，即以与其它格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。这个反白条表示的是光标，可以用鼠标在格子上点击来操作。 然后，系统参数设置。开始，输入系统波长，这个不一定先完成，只不过现在我们选定了这一步。在主屏幕菜单条上，选择“系统(system)”菜单下的“波长（Wavelength)”。 屏幕中间会弹出一个“波长（Wavelength Data)”对话框。ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供选择。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个输入波长使总数成为三。现在，第一个“波长”行中输入486，这是氢F谱线的波长，单位为微米。ZEMAX全部使用微米作为波长的单位。现在，第二行波长列中输入0.587，最后在第三行输入0.656，这就是ZEMAX中所有有关输入数据的操作。这个指示器指出了主要的波长（primary wavelength），当前为0.486微米。在主波长的第二行上单击，指示器
光学系统设计(二) 一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．当入瞳在单个折射球面（0>r ）的球心右侧时，产生子午彗差是 ( )。 A.正值 B .负值 C.零 D.无法判断 2．假定物位于有限距离处，大小为-y ，当入瞳在单正透镜的左侧时，产生畸变的是 ( )。 A.正值 B .负值 C.零 D.无法判断 3．下列各条件中，描述垂轴小线段完善成像的条件是 ( )。 A.正弦条件 B. 余弦条件 C. 等晕条件 D. 赫歇尔条件 4．边缘光和近轴光色差之差称为 ( ) 。 A.球差 B. 位置色差 C. 二级光谱 D. 色球差 5．下列像差中需要校正二级光谱的是 ( )。 A.低倍显微物镜 B.长焦距平行光管物镜 C.望远物镜 D.照相物镜 6．对于密接双薄透镜系统，要消除二级光谱，两透镜介质应满足 ( )。 A.相对色散相同，阿贝常数相差较小 B.相对色散相同，阿贝常数相差较大 C.相对色散相差较大，阿贝常数相同 D.相对色散相差较小，阿贝常数相同 7．对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。 A.?δ2h 81L =' B. ?δ2h 81L -=' C. ?δ2h 41L =' D. ?δ2h 4 1L -=' 8．下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 9．场曲之差称为 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散 D. 色差 10．初级球差与视场无关，与孔径的平方成 ( )。 A.正比关系 B.反比关系 C.倒数关系 D.相反数关系 11．场镜除产生场曲外，还会产生 ( )。 A.球差 B.彗差 C.像散 D.畸变 12．普通的正透镜产生的场曲值为 ( )。 A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断 13．弯月形厚透镜的介质折射率为1.5，若要自身消除色差，1r 与2r 的差值应满足 ( )。 A. 76d .0r r 21=- B. 56d .0r r 21=- C. 38d .0r r 21=- D. 47d .0r r 21=- 14．求得波像差的参考点是 ( )。 A.折射面球心 B.折射面顶点 C.高斯像点 D.最佳离焦像点 15．对仅包含初级和二级球差的光学系统校正了边缘光球差后，其最佳焦点位置( )。 A. 在高斯像点7h .0L 41'δ处 B. 在高斯像点7h .0L 43'δ处 C. 在高斯像点7h .0L 41'-δ处 D. 在高斯像点7h .0L 4 3'-δ处 16．与子午平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A.弧矢平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面 17．在五种初级单色像差中，与孔径和视场均有关系的像差为 ( )。
第一章前言 随着光学设计的发展，光学仪器已经普遍应用在社会的各个领域。光学仪器的核心部分是光学系统。光学系统成像质量的好坏决定着光学仪器整体质量的好坏。然而，一个高质量的成像光学系统要靠良好的光学设计去完成。 光学设计的理论和方法也在发生着日新月异的变化。光学是研究光的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。光的本性也是光学研究的重要课题。微粒说把光看成是由微粒组成，认为这些微粒按力学规律沿直线飞行，因此光具有直线传播的性质。我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。 所谓光学系统设计即设计出系统的性能参数、外形尺寸、和各光组的结构等，大体上分为两个阶段，第一阶段为“初步设计”或者“外形尺寸设计”，即根据仪器总体的设计要求，从仪器总体出发，拟定出光学系统的原理图，
并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性。第二阶段称为“像差设计”，一般称为“光学设计”，即根据初步设计的结果，确定每个透镜的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成型质量成像质量的要求。 一个光学仪器工作性能的优劣，初步设计是关键，当然在初步设计合理的条件下，如果像差设计不当，同样也可能造成不良后果。一个好的设计应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。 光学设计是20世纪发展起来的一门学科，至今已经经历了一个漫长的过程。光学系统设计的具体过程：制定合理的技术参数，光学系统总体设计和布局，光组的设计（包括选型，初始结构的计算，像差校正、平衡与像质评价），长光路的拼接与统算，绘制光学系统图、部件图和零件图，编写设计说明书，进行技术答辩。 光学设计的设计步骤为选择系统的类型，分配元件的光焦度，校正初始像差，减小残余像差（高级像差）。重复以上步骤，最终会找到一个满意结果。
大连民族学院 工程光学课程设计（论文）平行光管物镜设计 学院（系）：物理与材料工程学院 专业：光电子技术科学 学生姓名：任增鑫 学号：2010053216 指导教师：芦永军 完成日期：2013-11-18 大连民族学院
摘要 平行光管是通过它取得来自无限远的光束，此光束谓之平行光。是装校调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距，鉴别率，及其他成像质量。将附配的调整式平面反光镜固定于被检运动直的工件上，用附配于光管的高斯自准目镜头，通过光管上的高斯目镜观察，可以进行运动工件的直线性检验。在实际成像过程中，物体成的像应该与设计的光学系统一致，达到设计要求的放大倍数。所以，可以通过近轴光学公式计算出理想成像的位置和大小，近似地代表实际光学系统中所要求成的像的位置和大小。近轴光学公式对于工程光学设计有着重要的意义和作用，根据近轴光学公式的性质，它只能适用于近轴区域，但是实际使用的光学仪器，无论是成像物体的大小，或者由一物点发出的成像光束都要超出近轴区域。平行光管物镜物镜采用双胶合结构。双胶合结构能够很好的校正几种初级像差，而且结构简单，所以大多用此结构进行设计。 关键词：平行光管物镜；微小角度；近轴光学公式；双胶合结构
目录 摘要...........................................................................................I 设计要求： (2) 第一章绪论 (2) 第二章Zmeax光学设计软件简介 (3) 第三章平行光管物镜参数的手工计算 (5) 第四章课程设计结果Zmeax验证 (7) 致谢 (9)
程序名称：背光源部材选用参考标准 文件编号：WI-48B4006 生效日期：2006/09/29 编写人： 日期： 审批人： 日期： 如此印章并非红色<受控文件>， 代表此文件不会受到控制及更 新，请使用受控制之文件
1.0目的 规范产品设计选材的标准。 2.0范围 适用于光技术事业部开发的的背光产品。 3.0定义 不适用 4.0资历及训练要求 执行该程序无特殊要求 5.0内容 常用的功能性材料按其功用大致划分如下: 1.胶框 2.导光板 3.PCB及FPC 4.膜片类 3.1胶框的特点、分类、材质及应用范围 3.1.1胶框的特点：其它功能性材料起支撑或封装作用的部材，同时也是与客户模块组装及定位客 户LCD的主要部材，并兼有封闭光线的作用。它是背光源的主要部材之一。广泛应用于白 光产品及非白光产品上。 3.1.2分类：胶框按其功用分为REF及Housing。 3.1.2.1REF (1)定义：组成上无反射片，主要靠胶框来反射光线的胶框称为REF。 3.1.2.2HOUSING ①-定义：组成上有反射片，只起侧面反射封装光线作用的胶框或根本不起反射光线作用 的胶框。 3.2导光板的特点，材质及应用范围 3.2.1导光板(L/G)的特点：主要具有传播及扩散光线的作用的部材，对其它功能性材料起支撑作 用，有些也是与客户模块组装及定位客户LCD的主要部材，是背光源的主要部材。 3.2.2材质及应用范围见下表：
3.3PCB的材质，特点及应用范围 6.3.1材质及特点：构成----玻纤，铜，硅胶等。 材料：FR-4，厚度系列：0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6等 FR-4强度及韧性好, 薄厚均有, 广泛应用于有光源的普通底背光、普通侧背光上。 PCB类的特点：因材质较硬，所以可连接各种电子组件如：LED、CHIP、LAMP、电阻、导线、连接头等等，此外还可连接PIN等。 6.3.2与主体(胶框或导光板)的连接方式： 多以结构固定,很少用双面胶来粘接固定。用于导光板类时表面大多刷白漆，用于感知器类表面大多刷绿漆。 6.4FPC的材质，特点及应用范围 6.4.1材质组成: ①.Polyimide ( FEP、Polyester、Epoxy) Film ②.copper ③.adhesive 6.4.2特点：厚度薄，最薄可达0.078+/-0.03 (单面)。 因为材质较薄，所以FPC上焊接的电子组件也有限，,它不能焊接PIN，连接头及LAMP等。 6.4.3应用： 用于彩屏背光产品上,特别是对厚度要求严格的产品。 6.4.4与主体(框盖或导光板)的连接方式： 由于厚度较薄，所以可用双面胶固定在导光板或胶框上。 6.4.5使用FPC比使用PCB更能简化导光板或胶框的结构，且有效降低厚度，但较PCB单价高。 6.5膜片类的分类及常用材质,特点及应用范围 6.5.1分类： 膜片类的部材种类繁多，性能也各异，经常用到的膜片规格按其功用大致分为以下五大类： 1.反射片 2.扩散膜 3.增光膜 4.遮光片 5.双面粘胶带 6.5.2反射贴布的特点,常用材质及使用范围 6.5.2.1反射贴布的特点：具有反射光线的作用，本身不含背胶。从外观上看有白色及银色两 种。 6.5.2.2常用材质及使用范围见下表: