用CODE V设计一个数码相机镜头
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?1用CODE V设计一个数码相机镜头
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o 2.1一个简单的数码相机镜头
o 2.2设计规格
o 2.3定焦数码VGA相机物镜规格
?3新镜头向导
o 3.1开始一个新镜头
o 3.2专利数据库
o 3.3定义系统数据
?4操作表面
o 4.1镜头数据管理表格
o 4.2表面的细节
o 4.3改变并提交数据
o 4.4画图
o 4.5表面操作：缩放镜头
o 4.67．现在更新镜头图片窗口如下：
o 4.7新标题和开始：保存镜头
?5分析起始方案
o 5.1快速像差曲线
o 5.2快速点列图
o 5.3畸变
o 5.4MTF（锐度）
o 5.5渐晕与照明
o 5.6可行性分析
?6总结
?7关于优化
o7.1目的
o7.2方法规则
o7.3默认
o7.4AUTO过程
o7.5局部VS.全局
?8游戏规则
?9变量
o9.1定义变量
o9.2使用LDM
o9.3虚拟玻璃
?10自动设计设置
o10.1一般性约束
?10.1.1一般厚度约束?10.1.2玻璃图约束o10.2特殊约束
o10.3输出控制
o10.4误差函数定义和控制o10.5保存您的设置并执行优化?11理解自动设计的输出
o11.1误差函数o11.2AUTO输出的标题
o11.3AUTO的每次循环的输出o11.4约束贡献
?12分析结果并修改权重
?13最后的优化是注意事项
?14关于真实玻璃
?15关于焦深
用CODE V设计一个数码相机镜头
Doffery 2003-11-24
一个简单的数码相机镜头
数码相机现在已经很普通，最近的百万像素典范有高解析度的CCD阵列和光电子学。但是不要担心，那些都不是您用CODE V的第一任务。相反，你将设计一个还算简单的定焦的数码相机物镜。这仍需要一些光学设计，但是它是一个相对简单的题目，一个两片或三片居中的玻璃或是塑胶折射镜头组件。
这里是你将在本章所学的：
?说明一个简单镜头的一般设计规格
?利用这些信息来确定一个起始点
?修改起始点来达到设计要求
?做一个简单的分析，和规格进行比较确定一个优化指导性方向
在下一节您将利用本节所得到的结果作为起始点来：
?优化镜头
?确定设计中的问题，发掘潜力
设计规格
有时您会接到某人关于一个镜头的规格而且您需要输入到CODE V中，分析它，可能需要优化它。这些都是直截了当的。另外，一个设计问题可能开始于一个规格，或一些说明信息，怎样完成镜头，形成一个指导性的思想，你必需找到一个起始点，建立它，分析它并优化它。
对于这个数码相机镜头，规格是来自于CODE V的消费者产品。问题是：“如果你想做一个低价位，
定焦的VGA数码相机，你将怎样描述它？”
定焦数码VGA相机物镜规格
少数元件（1-3）普通光学玻璃或塑料
图像传感器（基线是Agilent FDCS-2020）
以上规格的意义
首先，这些意味着它将是一个比较小的镜头系统，传感器的大小和焦距的大小均为6mm（大约1/4英寸）。传感器的大小和有效焦距的大小就决定了视场角的大小（FOV），根据无穷远物距关系：h =
f tan θ或像高=EFL*tan(semi-FOV)
在这个案子中，像高为3mm(为传感器对角线的一半)，并且EFL=6mm，所以可以解出Semi-FOV为
26.5°，假设你想用少量的组件，这就是所有的起始点所需要的信息。
CODE V拥有分析组件允许对其它规格进行评价（畸变、MTF、相对照度、透过率）。我们将在稍后介绍这些功能，当它们需要时，但是认为锐度是一瞬间的。锐度通常用MTF来表示，它将镜头对空间频率的成像量化成函数。最大的锐度用MTF表示则其值为1.0。最小锐度出现时，其MTF为0。高的空间频率代表了细节用每毫米有多少线对来度量。我们将在稍后对MTF和其它的评价方法作更进
一步的讨论。
一个数码相机中使用的CCD阵列是由许多很小的但是大小有限的单元构成的，这些单元称之为像素（每个单元实际上是由三个有色像素构成，但是出于设计考虑，我们认为每个单元是由一个像素构成的）。规格上指出像素的大小为7.4mm2,则阵列的最大的空间频率可以由２倍的像素大小的倒数来计算出来，1/（2*0.0074）=67.6LP/mm。用这块CCD阵列，则任何比这个高的空间频率将不能分辨。不管这些，光学系统在CCD的截止频率时MTF不能为零。这就使合成的MTF与CCD的截止频率形
成对应关系。这就是前面提到的锐度的意义。
新镜头向导
开始一个新镜头
新镜头向导是一个从已存在的设计（例子，专利，或是您自己保存的最爱镜头）建立新光学系统模型或是从草图开始。它帮助您寻找适合的起始点并定义相应的您所需要的规格的参数（如孔径大小，视
场，波长等）。运行CODE V并使用新镜头向导：
选择File->New菜单．
点击欢迎屏幕中的Next按钮．
选择Patent Lens 并按Next按钮．
专利数据库
在用于演示ＣＯＤＥＶ30个例子镜头外，CODE V 还包含一个拥有2400个过期专利的镜头数据库（主要是用于各种不同系统的轴对称的光学系统）。您可以用新镜头向导或是专利搜索功能来访问和搜索这个数据库，并可以使用过滤器指定您所需要的各种属性。在下面的过程中当中，您将继续使用
新镜头向导来选择一个专利镜头：
1．在新镜头向导中点击过滤器（FILTER）按钮。
在过滤器对话框出现，它可以缩小您的搜索起始点的范围。在这个数码相机案例中，您需要一个相对比较快的（小的）Ｆ／＃和一个相对比较大的视场角（26.5为半视场角，它对应3mm的CCD阵列的半对角线高度）。您也需要它比较经济，所以它的元件数不能超过3。您可以在过滤器中填入这些条件开始搜索。适当地扩大范围是一个很好的想法，因为您经常需要进行一些细微的修改和优化以达到您所需要的规格。如果您使搜索的范围太过狭窄，那么您将错过一些有潜力的设计。
2．点击复选框并填入相应的MIN/MAX
· F/#（试着输入1~4），目标为3.5
·视场角（实际上是半视场角，试着输入20~33）,目标为26.5
·元件数目（试着输入1~3）,目标是越少越好，越低成本
3．点击OK。
新镜头向导将返回给您一个专利列表，这12个专利符合了您的需要。
您可以试用几个不同的起始点，但是要注意的是要扩大视场角是比较困难的，所以稍大视场的起始点会比较好。镜头名称为or02248看上去比较有潜力－它具有27.5的ＦＯＶ，小的Ｆ／＃并且比我们期望要高（2.4，通常大一点的F/#会使像质变的更好）。
4．点击专利列表中的名字为or02248的镜头。
5．点击NEXT按钮进入孔径光阑页。
定义系统数据
现在您已经通过新镜头向导完全地进入了镜头。下面的几个屏幕将要问您一些关于如何使用这个镜头的问题，这些属性在CODE V中称之为系统数据（System Data）。注意这里的主要目的是获得一个可以被修改并优化以达到最终规格要求的工作模型。将需要进行更进一步的改变。
1．在新镜头向导中，您应该是在孔径光阑页里。从下拉列表中选取Image F/Number，并输入3.5。
F/Number 是一个比值，当镜头被缩放时它将不会被改变（大多数情况下镜头是需要被缩放的）。
2．点击NEXT按钮进入波长设定页，把绿光(589.0)的权重改为2。
这将使该波长在后面的优化占更主要的地位。
3．点击NEXT按钮进入参考波长页，但是不要改变默认值。
这个波长是用来做近轴光和参考光线追迹，默认值是正好的。
4．点击NEXT按钮进入视场设定页。选中第二视场然后右键菜单点击INSERT插入一个新的视场角度，然后键入0, 11, 19和26.5作为四个视场的Y方向角度。
这个镜头相对来讲是比较广角的，所以在多插入一个中间的视场是一个比较好的想法，这为后来的优化和分析带来了便捷。一般的习惯是最少要有0,0.7和全视场．多加入一个中间的视场对控制视场相
关的带状像差是有帮助的，如像散。
5．点击NEXT进入新镜头向导的最后一页。
6．点击完成（DONE）钮。
操作表面
镜头数据管理表格
CODE V的最基本的操作就是光线追迹-基本上所有的事情都是通过追迹一条或更多条光线并对它们进行一些计算来完成的。在大多数系统中，光线是按顺序地穿过您所定义的一系列光学表面。这些表面的属性决定了光线如何被追迹的。这些和系统数据集成在一起就构成了光学系统的模型。
由于表面是光学模型的核心，所以您得花大部分的时间在LDM表格上。它总是呈现在用户界面中（当您不想看它时，可以改变它的大小或最小化，但是您不能关闭它）。
LDM表格就像其它程序的数据表格一样，您可以改变它的行宽，列宽，选择单元格或是合并单元格并可以在单元格中输入数据。注意一些灰色的单元格不能被输入数据（因为它们所包含的数据是由程序计算出来的不能被直接地改变）。您可以在除了灰色的单元格以外的其它的任何单元格上使用右键单击来调出右键菜单。右键单击是一个很平常的操作，它可以快速地访问一个单元格中可以用到的操作。
小技巧：要看任何显示数值的全部数值可以将鼠标指针停在该数值上不动（不要单击）。要改变界面中数值显示的精度，可以选择Tool>Customize菜单进入用户定制对话框中的Format Cell选项卡（在这本向导中的精度为小数点后五位）。您不能设定独立的单元格的数值精度。
同样我们在下面的讨论也认为LDM窗口是针对旋转对称的光学系统而言的。它可能隐藏了一些空的列（在单元格的表头右键）（如：球面或折射；选择Tools->Preferences菜单进入参数选择对话框中的ＵＩ选项卡可以改变这些）。如果是非旋转对称的系统LDM将为几个X值或Y值增加相应的列。
表面的细节
任何镜头模型都是以物面开始像面（它只是最后一个面，因为并不是很有的镜头模型都会在那里成像）结束。您可能也注意到总是有一个表面被标记了STOP，这个表面就是光阑面。是用来限制轴上光线的。,只要您不加载主光线对准（这个只在少数不平常的情况下使用），那么任何视场的主光线都会
被重复地通过光阑面的中心（x=0,y=0）。
LDM每一行都有一个表面编号（Surface Number）和表面名称(Surface Name)（可以是任意的，但是在比较复杂的系统中是很有用的）。要选择一个实体表面（显示为一行），点击表面编号。下面一个是表面类型，它是一个可以下拉的选单（双击它可以显示出一个表面类型的列表），默认的是球面(Sphere)。Y Radius是曲率半径，是曲率的倒数。球面和其它旋转对称的表面都只有一个曲率，用Y 方向的表示（诸如环形表面具有X，Y两个曲率）。您也可以选择显示Y曲率（半径的倒数，单位是
1/mm）。可以看下面的小技巧。
小技巧：您可以通过在Edit->Use Radius Mode左边打勾或不打勾在用曲率半径或曲率之间切换。
厚度被定义为到下一表面之间的距离。通过当前表面Z方向来测量（是共轴系统的光轴，如本系统）。注意表面6的厚度（空气间隔）是灰色的，并且旁边还有一个小S。这个厚度是通过Paraxial image(PIM) solve得到的，其近轴边缘光线在下一表面的高度为0。它设定了近轴像的位置，这里近似于镜头的焦点位置。这可能不是最佳焦点，因此像面的厚度是用来对PIM求解后进行离焦的（整个像面距离是这两个表面厚度之和）。通常用优化来得到最佳的离焦位置（在大多数的光学系统中，一般推荐PIM
和离焦变量配合使用）。
玻璃（Glass）单元格包含了表面之后的材料的名称，如果为空则表示为空气。玻璃决定了折射率，它是光线追迹的基础。有几种玻璃名字的形式：玻璃制造商提供的名字，只是为自己镜头使用而定义的（私有玻璃），或是虚拟玻璃，它折射率和阿贝数都可以被设成变量并在优化中使用，在例子中我将使用（这里提供了一个宏，glassfit.seq可以帮助您将虚拟玻璃转换成您可以购买的实际玻璃）。折射方式(Refract Mode)决定了表面的最基本的行为，是折射或反射（双击该单元格可看到选择）。
最后一列标记为Y方向半孔径（Y Semi-Aperture）代表该表面的光学有效通光。默认为这是轴对称的，是通过程序计算出所有视场的参考光线和所有的ZOOM位置通过的光线的孔径。您可以通过以下几种方法来自定义通光：最简单的方法就是通过右键选择菜单项中的Change to …选项。您现在可以接受默认的光学孔径，可是后面您将会学到通光、瞳孔大小及渐晕因子之间的关系。
改变并提交数据
在LDM中修改数据是很简单的，只要在非灰色的单元格中单击然后键入新的数值即可。您也可以双击单元格来编辑整个数值（有时会显示一个可以被选择项的列表）。如果您修改错了可以使用Edit->Undo菜单来修复（要确保数据表或命令窗口是处于当前的；如果图形窗口或对话框窗口处于当前时，Undo功能是不可用的）。注意一些单元格的旁边具有一个小的符号或是浮雕状的东西时说明该单元格具有特殊的状态（如：求解、变量或是ZOOM）。
要改变任何单元格的状态（包括灰色的单元格），在其上面右键看菜单选项（如：要把求解状态变为变量状态要先取消求解状态才允许您直接改变数值，确定您确实想要这么做，因为求解放在这里可能
是有原因的）。
在任何表面的数据项的右键菜单中都有一个Surface Properties项。选取该项时将会打开一个大的窗口，它可以直接访问表面的所有的属性，也包括任何没有在LDM数据表格中出现过的。我们将在后
面讨论表面属性。
您也可以通过在CODE V的命令窗口中输入适当的命令来改变LDM中的数据。这需要知道可以使用的命令及它的语法（如：THI S5 2.3将改变表面5的厚度为2.3）。当您按这种方法输入命令并按下回车时，您将看到LDM数据表格中相应数据的变化或表面属性窗口的更新。
不要害怕提交
在CODE V中我们通过提交改变来将我们在用户界面（如数据表或对话框）中的数据传递给CODE V 内部的镜头数据库。通常数据提交是立即进行的-当您键入或是在另外一个单元格、数据区域或窗口中单击时。除了您可以同时看到在命令窗口中的命令显示外，这和其它的程序如EXCEL很相似。
可是，在一些时候如在小数据表中的一行的需要输入几个数据才能构成一个命令（如表面属性对话框中的通光）。这时，只有一行中所有数据都被输入时数据才能被提交。
在处理一个不同类型的窗口时事情将变的一团糟。CODE V中的窗口有两种基本类型，一种是具有OK 和CANCEL的，另一种则没有（典型的例子是表面属性窗口和系统数据窗口）。只要不点OK按钮，带有OK的对话框在返回时不会提交任何数据（包括CODE V中的选项中的对话框如MTF）。如果您
点了CANCEL，那么事实上没有任何东西被改变。而在表面属性和系统数据窗口（和一些别的，都是跟LDM有关系的），当您在其它窗口中操作时，可以保持它们的打开状态或是点击窗口右上角的X 来关闭它们。当这些窗口发生改变时会被立即提交，就像LDM数据表格一样。可是，您可以单击Commit Changes按钮来确保数据是被提交了。您可以在命令窗口中看到什么数据是被提交了，并且显示了由
这一操作所产生的命令。
不要担心太多，万一您做了一个不太在意的改变，您总是可以用Undo功能来把您的改变恢复至早时的状态。当您做了一个有意义的改变时，把您的镜头保存为一个文件是个好办法（File->Save Lens As
菜单）。
画图
现在您已经了解了LDM数据表格，但是正如人们常说的：一幅图片胜过上千个数字。所以您一有可能就画出该镜头的图片是个好的想法。很多问题都可以在镜头图片中比较容易地找到。这里有几个可以画出镜头的方法，包括比较灵活的VIEW选项（Display>View Lens菜单），但是现在有一个比较
快捷的方法。
点击工具栏上标记为Quick 2D的图标：
它是一个中间有镜片和铅笔的顺着铅笔的方向有字母Ｑ和Ｌ（将鼠标停在上面可以看到工具提示信息”Quick 2D-Labeled”）。把获得结果窗口保留作为您的工作窗口。当您做了一些改变时，点击窗口
上最左上角的的执行按钮重新绘出镜头的图片。
在分析这个镜头之前，您最好先把它缩放到需要的焦距（EFL）。
表面操作：缩放镜头
虽然您已经在新镜头向导中设定了您所期望的F/#，和视场角，但是您需要保证这个镜头的有效焦距为6mm。有一个方法可以来确定这些，那就是显示一个一阶（近轴）属性的窗口。
1．选择Display->List Lens Data>First Order Data菜单，并把输出的窗口重新摆放和改变大小以便
观察。
注意在这个窗口当中的EFL值（0.9528mm）。这和我们的应用比是不对的，而缩放镜头数据是一个
常用的方法来修正这个错误。
小技巧：您可以把EFL和其它镜头的各种属性放在CODE V的工作空间最下的状态栏内。这可以让你随时监视这些属性值的变化。选择Tools->Customize 菜单进入用户定制对话框的状态栏选项卡来访
问这些功能。
2．选中LDM数据管理窗口中的表面1至像面（点中表面编号然后拖至像面）。
3．选择Edit>Scale菜单来打开一个对话框（注意表面范围是从１至像面（Image））。
4．点中标记为Scale Effective Focal Length，然后在标记为Scale Value区域输入6.0。
5．点击OK 来缩放镜头。
6．点击重新计算按钮来更新窗口中的First Order Data。
注意现在的EFL为期望的6.0mm,近轴像高（Paraxial image Height）也变成了2.99mm和（跟期望
的3.0mm已经很接近了）。
7．现在更新镜头图片窗口如下：
新标题和开始：保存镜头
到现在为止，一直很好。但是在继续进行之前，你应该为你所有的工作成果做一个标记并保存。注意这是一个过期的专利它将要被优化而改变，您可以给镜头一个新的名字并保存以作为起始点。
v 选择Lens->System Data菜单并点选系统数据窗口中导航树中System Settings。
在系统数据窗口中可以对大部分非表面相关的数据进行察看和修改。最基本的系统数据在新镜头向导中已经定义好了，但是您仍可以通过系统数据对话来察看和修改它们。
v 选取标题区域并把它修改成如：Dig Cam. VGA:start(您最多可以输入80个字符，但是不包括引用或省略字符)。跳到或点在下一个区域把数据提交给CODE V的镜头数据库。
v 选择File->Save Lens As菜单并键入一个像DigCamStart.len的文件名，然后点击保存。
分析起始方案
在CODE V当中有许多分析功能，但是只需要一小部分可以确定是否符合您的规格。这些结果对优化
的设置也有导向作用（如果需要的话）。
?一阶要求（近轴光学）（在做完焦距缩放后，详见表面操作：缩放镜头，缩放后的镜头已经有了正
确的一阶（近轴）焦距和像高）
?畸变（场曲和/或网格畸变）
?锐度（衍射MTF，通过分析不同物距时的MTF也可以确定焦深）
?渐晕/照度（透过率分析）
另外，你也可以配合快速分析功能作为参考（点列图和光线像差曲线）。我们现在将解释一下分析选项。更多的信息和评价功能将在后面的章节中覆盖。这里要针对起始点做有几件事情，起始点没有完
全地符合规格要求，所以要进行可行性分析。
假设某人想最终要加工这个镜头，那么就需要实际输出。那么是不是元件太小或太大以致加工困难？在实际制作时是不是太薄或太厚？它们是不是易于装配组装？玻璃是不是实际的，贵不贵？这些都是一些基本的问题，要根据基本的镜头数据和一些知道的经验来进行比较（您可能要做一些计算或是请
教设计过或是制造过相似光学系统的人）。
还有一些技术上比较复杂的可行性分析。其中之一就是公差分析，我们将在后面介绍。这关系到如何加工制造和装配而保持其品质。另外一个就是热学分析，但不包括在此（尽管CODE V可以帮助我们
观察温度改变时其性能所发生的变化）。
快速像差曲线
观察光线像差曲线对找到光线追迹数据所引起的问题很有帮助。横向的光线像差是以同一视场点发出的特殊光线与参考乐线在像面的交点之间的距离来度量。（对于完美透镜，同一视场点出来的所有光线都将是零）。这些都将作为以瞳孔为座标的函数。
您首先看到的是一个大的偏离，不同波长的光线是分开的（色差）。您也可以看到比较不同的曲线代表了像散与彗差还有其它的基本像差。经验可以告诉您这些像差产生的原因，暗示您如何来校正可能
要加入额外的元件或非球面。
快速像差曲线是一个单击的版本，您只需要点击上面显示的快速像差曲线工具栏（对于一般的应用，可以选择Analysis>Diagnostics>Ray Aberration Curve菜单，选项的名字为RIM，用来对准光线）。快速版本实际上是由宏来实现的并且具有自动决定比例（它也提供一个像差的文本页，是由ANA选项产生的）。注意下面的图形只显示了经过放大变摆放后的最大视场角的快速像差曲线窗口。
起始点不能显示出总的像差的符号，您只能看一下比例多少并知道哪一项比较大。在这里的自动缩放比例为0.023mm，23微米。为了比较，艾利斑的直径（对于完美是衍射的点列图的大小）是2.44*波长*F/#,对于F/3.5来说大约为0.004mm．这个镜头还没有达到衍射极限（也不是希望您能够达到），
但是它的像差是艾利斑大小的六倍．
小技巧：总是用图形工具中的放大和缩小工具来改变图形的显示比例．自动比例虽然可以使镜头看上
去比较好看，但是比例是较大的．
快速点列图
一个点列图并不是规格所需要的一部分，但是它可以快捷并容易地给出该镜头的成像质量的图片．基本地说，就是每个视场点发出许多光线通过系统，在入瞳处形成一个方形的网格．在像面上形成一个散开的光线位置的图形，每个图形代表一个视场，用颜色编码代表各波长，给出了一个理想的彩色像差。而绘图的比例自动适合点列图的大小，所以在做任何分析时都要检查一下比例的大小。
要运行该项，单击快速点列图按钮（一般应用：Analysis>Geometrical>Spot Diagram,选项的名字叫SPOT）。对于这个镜头，所有的视场的点的大小大致相同，但是形状不同。比例条显示为.050mm，
50微米。
小技巧：系统提供的宏spotdet.seq可以在点列图上显示一个具有一定大小的方形或圆形来表现接收器或艾利斑。在选择Tools->Macro菜单下的Sample Macros/Geometrical Analysis中选取。注意您必
需输入一些需要的数据才能运行这个宏。
畸变
近轴像高是和视场角相关联的，h=f*sinθ。如果真实的像高和近轴像高不一致的话，那么就是有畸变。所以畸变是视场相关的像差，并且它经常和另外一种视场相关的像差：像散画在一起。场曲可以通过选择Analysis>Diagnostics>Field Curves菜单或是点击工具栏中的快速视场绘图按钮来显示。
畸变曲线是以视场角度为纵坐标，畸变的百分数为横坐标的。它显示了这个镜头的畸变在规格要求的4%以内。事实上它在整个视场中小于±1%，但是它在中间视场具有带状的残留畸变。
一个畸变网格可能会使观察畸变变的更直观。在这个案例中，您可以看到矩形的网格代表了理想（近轴）像高，而畸变网格则迭加在其之上。由于这个镜头的视场被定义为角度，所以您需要将CCD的水平和垂直的尺寸按公式h=f*tanθ换算成视场角度（我们用3mm的角落定义为最大的视场，但是在这里我们想看一下真正的视场的格式）。从规格中我们回想一下传感器的尺寸是3.55mm*4.74mm。
通过公式我们可以得到最大Y角度和X角度（16.48和21.55）。
1．选择Analysis>Diagnostics>Distortion Grid菜单。
2．在X FOV Semi-field中输入21.55，在Y FOV Semi-field中输入16.48。并选择Fiducial Marks Only
作为参考网格。然后点击执行（Excute）。
这个畸变非常小，所以您需要放大一个区域来察看，基准网格标记代表了近轴光线的位置。因此在畸
变较小的看上去会有一点儿混乱。
MTF（锐度）
对于任何类型的相机，我们所关心的是它的质量如锐度或分辨率。光学设计者把这些质量与MTF或调制传递函数关联。调制能力本质上说是对比度，用1.0代表理想的对比度（完全的黑和白，没有中间灰度）。对于大的特征（低的空间频率），即使一个很差的镜头也具有好的对比度，但是对于高的空间频率（精确的细节），由于像差或衍射等使亮的地方和暗的地方混在一起了。如果您想看一下并绘出对于所有视场及全范围内的空间频率的关系，您就可以用一个非常紧凑的表格来定义一个镜头的
锐度了。
1．选择Analysis>Diffraction>MTF菜单。
注意这里有一个快速MTF按钮，但是我们想要详细的空间频率，而快速版本并不支持。
2．在Frequecy/Calculation（频率/计算）选项卡，输入68作为最大频率（Maximum frequency）和
17作为频率增量（Increment in frequency）。
注意当您改变了选项卡中的一个值时，一个红色的星号*（叫做改变指示器）会出现在该选项卡标题
的旁边。
3．在图形选项卡（Graphics）中输入68作为最大绘图频率（Maximum Plot frequency），然后点
OK。
回想一下CCD阵列具有的最大分辨频率大约为67LP/mm，结合17和68（4*17）可以使这个分析工
作做的更好。
小技巧：您可以用画线或文本工具在任何窗口中添加注释来帮助您读懂或解释图形。添加到图形上的东西会在重绘时消失，但是如果您想将注释的图形保存下来，您可以选择File>Save Windows As菜
单。
它显示了这个起始方案具有一个很好的MTF特性，所有视场的所有方位角的高频的锐度均达到了要求（MTF会随着不同的方向的改变而改变，通常只有两个互相垂直的方向的MTF被计算，就是径向
和切向（TS））。
在MTF0.25处的水平线是通过使用直线工具手工绘上去的。注意我们还没有考核景深，就是需要镜头在物距为750mm时的MTF规格和现在的“INFINITY”时的MTF一样好，我们将在第三章里讨论，
在优化中被覆盖。
渐晕与照明
规格中要求在视场的角落里的相对照度最小为60%（系统数据里的全视场）。这包含了渐晕的影响（离轴光线在通过光学表面时被光阑面以外的其它表的通光所拦掉）和角度的影响（余弦四次方定律是众所周知的相对照度与角度的关系）。本程序将建立瞳孔大小（或F/#），表面通光，还有所谓的
渐晕因子这间的关系。
系统处理这些是比较灵活的，但是稍复杂的将在第十章中更详细的解释。这里是比较简明的。渐晕因子决定了参考的光束，又因此决定了缺省的通光。这些也决定了参与MTF或其它的计算所用的光束。您可以直接改变渐晕因子来扩展或缩小离轴的光束，因而缺省的通光也被随之调整。在这个专利中，Y全视场的上渐晕和下渐晕分别为0.21和0.11。那么是怎样处理相对照度的呢？
这里有两种途径可以查看，其中一个已经做好了。
点击您在上一节里建立的MTF输出窗口的TEXT选项页，滚到输出表中的最后一个视场（0.0,26.5度）。
注意在每个视场的表格排列的MTF数据以外还有另外的附加信息。在这里尤其是相对照度很有用，它是58.4%，只是比规格要求的60%低了一点（注意(cos26.5**4=0.64)。您可以试着摆弄一下渐晕因子（在系统数据窗口的视场/渐晕页）看一看是不是能提高这个值，但是由于这个和规格比较接近了，所以您也可以放下渐晕，看是不是能在优化的过程中提高它。
另外一个可以查看照度的地方是Transmission Analysis选项（Analysis>system 菜单），那里可以提供更详细的照度信息，可以包括镀膜产生的影响或者更多。CODE V假设每个表面都镀了1/4λ的减反
膜，除非您删除这些镀膜或是用自己定义的膜层。
可行性分析
考虑到您只是根据一些要求来找了一个老的专利，然后把它缩放了一下，这个镜头看上去很不错了。您是不是已经完成了呢？考虑一下元件的大小和厚度吧。虽然制作和装配非常小的镜头元件是可能
的，但是这些元件实在是太小了。
原始的专利可能出于专利的目的（它可能是一个比较大的镜头，如35MM相机，对于这个视场角，有43mm的焦距）而被缩放成了焦距单位1mm。在EFL=6时，中间的元间外径为1.5而厚度只有0.126—126微米（在43mm时，这个元件有0.9mm厚）。为了给您一个视觉是的印像下面是大概实
际比例的图形：
为了使其可以被处理加工，您需要合理的中心厚度和边缘厚度，或许中心厚度为0.9mm,边缘厚度为0.8mm。这意味着尽管这个设计看上去不错了，但是您的任务还是没有完成。您需要利用约束优化（自
动设计或AUTO选项）来重新设计这个镜头以使它达到所有的要求。
这里有一个实际性的问题，就是玻璃的选择。在专利中的三个虚拟玻璃都具有高的折射率（1.786，1.717，1.835）。太高或太低的折射率（如>1.65或<1.45）比中间范围折射率玻璃要贵许多。您可以利用glassfit.seq宏来将这些玻璃转换成实际接近的等价玻璃（选择Tools>Macro菜单，然后运行glassfit.seq,可以在Sample Macros/Material Information中找到）。这个宏在命令窗口中运行时是交互的（问答形式）。选择SCHOTT玻璃然后自动替代，您将得到以下结果：
注意只有SF1是首选的（普通）玻璃，而NLASF41是查询的（特种）。LAFN28列出了价格为$315/磅（$693/Kg）,是最普能的玻璃BK7的19倍。这些对于一个低成本的数码相机来说不是最好的选择，尽管这些元件都很小（注意您可以用COST选项来计算玻璃的重量和估价；选择Analysis>Fabrication Support>Cost Analysis菜单）。当然我们可以想到试着约束玻璃使其在低的折射率和便宜的玻璃图区
域。这个在AUTO里面可以做到。
总结
ü 现将本章您所学到的东西罗列如下：
ü 解释了一个数码相机镜头的设计规格
ü 用新镜头向导在过期的专利数据库中找一个合适的起始解
ü 为了应用缩放镜头
ü 通过分析起始解来决定优化的策略
如果您还没有保存您的工作，现在应该做一下。它可以在这个向导的随后的章节中用到。选择File>Save Lens As菜单并给文件起一个名字如DigCamStart.len。在下一章我们将用这个起始解来优
化并使它达到可以接受的光学性能还有可加工性。
变焦镜头设计案例 本案例的公开已征得客户的同意，但关键参数无法公开，且约为90%的设计进程。 一、设计应用 单透镜反射式照相机,全画幅（像面对角线为43mm）。 二、设计要求 适用波长：可见光 EFL：75~150mm 镜片数量：不超过12片 镜片面型：全部球面 镜片材料：光学玻璃 总长度：小于254mm 最大光圈：2 后截距：大于40mm 分辨率：大于80lp/mm@0.3 调焦方式：内调焦
可加入可变光圈 三、设计特点 采用机械补偿的变焦方式，这样做与光学补偿相比，可以使系统长度更短。而且，像面可以保持不变。然而，机械补偿方式的弊端就是给机械设计带来更多难度，因每个变焦组的移动量不成线性关系，必须加入空间凸轮。 四、设计结果
上海荧沃光电科技有限公司依托北京航天大学和杭州电子科技大学，设计团队由光学工程，电子专业硕、博士和教授组成，有近十年的多领域的光学设计经验，可根据客户订制要求设计各种镜头设计，激光光路设计，望远系统，扫描光路设计和LED透镜，手电筒反光碗，路灯透镜设计加工等。我们主要运用ZEMAX、Code V 、TracePro、Lighttool等国外优秀光学设计软计，为客户提供精准、高效、低成本的光学及机械设计方案和技术支持。 照明光学业务: 订制远、近红外透镜，玻璃透镜，安防透镜，车灯透镜，LED透镜光学设计，透镜LED，直下式LED背光透镜光学设计，LED透镜设计，LED透镜光学设计， COB透镜，LED透镜，凹面透镜，凸面透镜，菲尼尔透镜光学设计与加工；路灯透镜, PMMA透镜, PC透镜, 鼠标透镜,非球面透镜设计及加工生产;透光率极高，光效极度好，无黄斑。 成像光学设计：手机镜头，照相镜头，PDA镜头设计，望远镜头，扫描仪镜头，显微镜头，投影镜头，工业镜头等镜头的设计、加工。
数码相机技术特性分析及改进
数码相机技术特性分析及改进 1.1 数码相机的光电成像系统的分析及改进 虽然CCD技术在运用越来越广泛的今天，慢慢地成熟起来，但是依然有很多影响成像质量的恶待解决的问题。以下所列正是现今科技发展的重点探究方向。 1.1.1 用于提高感光性能的改进 1）采用矩阵CCD 影像技术及高质量微透镜聚光技术 图1-1 矩阵CCD 的结构 矩阵CCD 影像技术，在保证像素数不变的情况下,矩阵CCD 拥有大至普通CCD 四倍的面积,从而提供了更高的速度指标和感光性能。此外，采用精密仪器生产技术还能在每个CCD 感光元件上方增加一个微透镜，有效的将光线集中于CCD 元件感光性能最佳的中心部位，使得CCD 的感光度提高30%。无需增加光源，清晰影像转瞬即得。 图1-2高质量微透镜聚光技术 2）超级CCD 影像传感器成像技术 除了CCD和CMOS之外，还有富士公司独家推出的Super CCD，Super CCD并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可
以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。 传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管，原有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，感光二极管就有更多的空间。SUPER CCD在排列结构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPER CCD 的感光二极管对光线的吸收程度也比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。 那为什么SUPER CCD的输出像素会比有效像素高呢？我们知道CCD对绿色不很敏感，因此是以G－B－R－G来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用，因此图象质量与理想状态有一定差距，这就是为什么一些高端专业级数码相机使用3CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPER CCD通过改变像素之间的排列关系，做到了R、G、B像素相当，在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点，其实只要三个就行了，浪费了一个，而SUPER CCD就发现了这一点，只用三个就能合成一个像素点。也就是说，CCD每4个点合成一个像素，每个点计算4次；SUPER CCD每3个点合成一个像素，每个点也是计算4次，因此SUPER CCD像素的利用率较传统CCD高，生成的像素就多了。 图1-3普通CCD 与超级CCD 的像素结构图1-4超级CCD 像素点的多角形结构 超级CCD ，它通过改变像素排列方式提高单位面积的感光器数量。因此，高光细节部分被完整的保留下来。 （1）超级CCD 带来更高分辨率。近几年，数码相机CCD 像素数的竞争越来越激烈。这期间图像感应器芯片的尺寸并没有增加，这样每个像素的尺寸在不断减小。在超级CCD 中，1/1.7 英寸的芯片上总共集成663 万像素，配备这种芯片的数码相机可以产生1230万的记录像素。类似的，1/2.7 英寸的芯片上总共集成314 万像素，可以产生600 万的记录像素。除了大幅度提高分辨率，相比传统CCD，超级CCD 的感光度也得到提升。 （2）超级CCD 带来更丰富细节。从给出的原理图中可以看出超级CCD整合了高感光度的S像素(大像素)和起到拓宽动态范围作用的R 像素(小像素) 。通过叠加， 以保证在各种场景中超级CCD 能够传递更高的感光度和更宽的动态范围。传统数码相机在拍摄高反差的照片时往往不尽如人意，比如高光部分和低调部分会损失很多关键细节。超级CCD 的光电二极管被设计成更大的尺寸，所以提高了
人机工程学在数码相机设计中的应用 【文章摘要】随着数码相机在日常生活中的普及和人机工程学在设计市场中的备受关注，设计师们在设计数码相机的过程中越来越注重加入人机工程学的元素来优化设计，使相机在人-机-环境这个系统中创造出最佳效果，本文围绕数码相机整体尺寸、形状、选材；按钮和各装置的位置安排设计；按钮及各装置的形状、选材；显示界面的设计；数码相机技术改进等几个方面中人机工程学的应用开展论述，并举出数码相机中人机工程学成功应用的一例来辅助论述，介绍了人机工程学在数码相机中的应用。 【关键词】人机工程学、数码相机 随着现代社会发展的数字化、高科技化，数码相机在现代生活中迅速普及，成为人们日常生活的新贵宠儿，扮演着重要的角色。基于数码相机的广泛使用，老式相机很快被挑剔的市场淘汰，数码相机的市场竞争同样激烈，因此设计师们对数码相机的设计融入了更丰富的元素，来优化它的市场价值。在考虑功能、外观等方面的同时，随着人机工程学的日渐成熟化、科学化及在设计应用中的重要性，设计师门纷纷开始进入对人机工程学在数码相机中应用的研究，并应用与设计上，使如今的数码相机给人们带来更加舒适和实用的便利。 研究人机工程学在设计产品的应用，其目的是通过揭示人、机、环境三要素之间相互关系的规律，从多学科多角度完善产品的设计，从而确保人-机-环境系统总体性能的最优化，因此对人机工程学在数码相机中的应用的研究也是极富科学和市场价值的。就人机工程学而言，它的研究能容大致可以分为四个方面：1.人体特性的研究；2.人机系统的总体设计；3.工作场所和信息传递的装置的设计； 4.环境控制与安全保护设计。观察现在市面上的各种数码相机，不难发现它们的设计符合人机工程学研究的要求，接下来，我们从数码相机的各个具体的细节来分析人机工程学在其中的应用。
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
800 万像素手机镜头的zemax设计2012.03.13 评论关闭 4,757 views 目录 [隐藏] , 1引言 , 2, 感光器件的选取 , 3, 设计指标 , 4, 设计思路 , 4.1,(, 材料选取 , 4.2,(, 初始结构选取 , 4.3,(, 优化过程 , 5, 设计结果 , 5.1,(, 光学调制传递函数 , 5.2,(, 点列图 , 5.3,(, 场曲和畸变 , 5.4,(, 色差和球差 , 5.5,(, 相对照度 , 6, 公差分析 , 7, 结论 随着手机市场对高像素手机镜头的需求增大，利用,,,,,光学设计软件设计一款大相对孔径,,,万像素的广角镜头。该镜头由,片非球面玻璃镜片，,片非球面塑料镜片，,片滤光镜片和,片保护玻璃构成。镜头光圈值,为,(,,，视场角,ω为,,?，焦距为,(,,,,，后工作距离为,(,,,。采用,,,，,, 公司的,,,,,,,型号,,,
万像素传感器，最大分辨率为,,,,×,,,,，最小像素为,(,μ,。设计结果显示:各视场的均方根差(,,,)半径小于,(,μ,，在奈奎斯特频率,,,处大多数视场的,,,值均大于,(,，畸变小于, ,，,, 畸变小于,(, ,。关键词:手机镜头;光学设计;,,,万像素;,,,,, 引言 手机镜头的研发工作始于,,世纪,,年代，世界上第一款照相手机是由夏普,,,,,,(现在的日本沃达丰)在,,,,年推出的,,,,,手机，它只搭载了一个,,万像素的,,,,数码相机镜头。随后各大手机知名制造厂商纷纷开始研发手机摄像功能。,,,,年,月,,日夏普制造了,,,万素的,,,,,，目前照相手机的市场占有率几乎是,,,,，特别是带有高像素,,、,,、,,、,, 的镜头就成为镜头研发的热点,,,。目前,,,万像素的手机市场占有率还不是太多，但随着人们对高端手机的需求量越来越大，,,,万像素手机肯定是主流趋势。鉴于此，在选用合理初始结构的基础上，优化出了一款,,,万像素的手机镜头。 , 感光器件的选取 感光器件有,,,(电荷耦合器件)和,,,,(互补金属氧化物半导体)两种。,,,,器 件产生的图像质量相比于,,,来说要低一些，到目前为止，大多数消费级别以及高端数码相机都使用,,,作为感光元件;,,,,感应器则作为低端产品 应用于一些摄像镜头上，目前随着,,,,技术的日益成熟，也有一些高端数码产品使用,,,,器件。,,,,相对于,,,有很多优点，比如价格低、集成化程度高、体积小、质量轻、功耗低、无光晕、高读出速率等,,,。所以很多手机生产商都采用,,,,器件作为手机镜头的图像传感器。目前,,,,芯片的尺寸越做越小，相应的像素尺寸也越来越小，分辨率反而越来越高。 现在国际上,,,,生产厂家主要有,,,,,,、,,,,,,,,,,、,,,,;,,、,,,,,,,等，本文采用,,,,,,公司的 ,,,,,,, 型号 ,(,,,,(,,,(,,,;,)，该款传感器采用超低
1.1 数码相机的成像原理 在对数码相机的特点和基本组件了解之前，下面来了解一下数码相机是如何工作的，这有利于更好地理解和掌握相机的各项关键参数，深入了解相机的性能。 当打开相机的电源开关后，主控程序芯片开始检查整个相机，确定各个部件是否处于可工作状态。如果一切正常，相机将处于待命状态；若某一部分出现故障，LCD屏上会显示一个错误信息，并使相机完全停止工作。 当用户对准拍摄目标，并将快门按下一半时，相机内的微处理器开始工作，以确定对焦距离、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后，光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上，这种CCD/CMOS半导体器件代替了传统相机中胶卷的位置，它可将捕捉到的景物光信号转换为电信号。 此时就得到了对应于拍摄景物的电子图像，由于这时图像文件还是模拟信号，还不能被计算机识别，所以需要通过A/D（模/数转换器）转换成数字信号，然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转换为特定的图像格式，常用的用于描述二维图像的文件格式包括Tag TIFF（Image File Format）、RAW（Raw data Format）、FPX（Flash Pix）、JFIF（JPEG File Interchange Format）等，最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格式存储到内置存储器中，那么一张数码相片就完成拍摄了，此时通过LCD（液晶显示器）可以查看所拍摄到的照片。 前面只是简单介绍了其大致的过程，下面结合图1-1来详细地介绍相片成像的整个过程。 图1-1 成像原理示意图 （1）当使用数码相机拍摄景物时，景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到CD上。 （2）当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发而释放出电荷，生成感光元件的电信号。 （3）CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。 （4）经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC，由ADC将电信号（模拟信号）转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比，这些数值其实也就是图像的数据。 （5）此时这些图像数据还不能直接生成图像，还要输出到DSP（数字信号处理器）中，在DSP中，将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理，并编码为数码相机所支持的图像格式、分辨率，然后才会被存储为图像文件。 （6）当完成上述步骤后，图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。 1.2 数码相机的基本部件 无论是哪种款式的数码相机，大都包括图1-2、图1-3出示的基本组件。
相机的设计调研报告
相机的设计调研报告 系部名称：机械电子工程系 专业：工业设计 学生姓名：由格格 学号：201303340133
一、设计前言 二、相机的设计调研 三、相机的设计调研分析 四、相机的设计定位 五、相机设计草图 六、相机效果图 七、总结
现有传统相机市场为少数大厂家所占领，已经形成了很大的品牌效应，但很遗憾的是在此却很少看到中国自己的影子。而数码相机作为一个新型产品，市场前景十分诱人。因此成为国内厂家要和这些大的传统相机厂家分一杯羹的最后赌注。上到国家政策，下到一些小厂措施，都积极备战。当然那些大厂家也不甘示弱，也在做着努力。可以预见，对这块领土的争夺战将十分激烈。纵观商海浪潮——神话永远有，但神话不是永久存在。市场有着太多不确定因素，充满着令神话覆灭的危机，但也不乏创造神话的机遇。面对这场充满看不见的中国数码相机保卫战，为企业服务的背后将有着更大更深远的历史 意义——想来让人激动和兴奋。 二、设计调研 现阶段市场状况分析，报纸、电视、杂志、万维网，可以说是铺天盖地——有关数码产品的信息向我们涌来，显然对数码相机这块大蛋糕的争夺之战已经开始了。新款数码相机不断推出——新的概念。一是它代表了一种全新的生活方式；二是数码相机本身就是一种区别于传统相机的新事物；三是数码相机有着其前瞻性、时尚性特点；四是它存在的基础就是最新的科技技术。基于此，在技术上没有太大差别的数码相机，后起厂家若想赶超传统厂家，很显然在技术上是很难有太有作为。只有在找寻现有市场盲点的同时创造市场。竞争重点也就放在产品外观创新、服务、人性化设计、时尚把握、市场群定位上了，以此祈求可以打开市场，扩大知名度和影响力，塑造与数码相机
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。 9、现在数据已大致输入完毕。如何检验你的设计是否达到要求呢？选analysis中的fans，然后选择其中的 Ray Aberration，将会出现如图1-1所示的TRANSVERSE RAY FAN PLOT。
800 万像素手机镜头的zemax设计 2012.03.13 评论关闭4,757 views 目录 [隐藏] ?1引言 ?2１感光器件的选取 ?3２设计指标 ?4３设计思路 ? 4.1３．１材料选取 ? 4.2３．２初始结构选取 ? 4.3３．３优化过程 ?5４设计结果 ? 5.1４．１光学调制传递函数 ? 5.2４．２点列图 ? 5.3４．３场曲和畸变 ? 5.4４．４色差和球差 ? 5.5４．５相对照度 ?6５公差分析 ?7６结论 随着手机市场对高像素手机镜头的需求增大，利用Ｚｅｍａｘ光学设计软件设计一款大相对孔径８００万像素的广角镜头。该镜头由１片非球面玻璃镜片，３片非球面塑料镜片，１片滤光镜片和１片保护玻璃构成。镜头光圈值Ｆ为２．４５，视场角２ω为６８°，焦距为４．２５ｍｍ，后工作距离为０．５ｍｍ。采用ＡＰＴＩＮＡ公司的ＭＴ９Ｅ０１３型号８００万像素传感器，最大分辨率为３２６４×２４４８，最小像素为１．４μｍ。设计结果显示：各视场的均方根差（ＲＭＳ）半径小于１．４μｍ，在奈奎斯特频率１／２处大多数视场的ＭＴＦ值均大于０．５，畸变小于２％，ＴＶ畸变小于０．３％。 关键词：手机镜头；光学设计；８００万像素；Ｚｅｍａｘ 引言 手机镜头的研发工作始于２０世纪９０年代，世界上第一款照相手机是由夏普ＪＰＨＯＮＥ（现在的日本沃达丰）在２００１年推出的ＪＳＨ０４手机，它只搭载了一个１１万像素的ＣＯＭＳ数码相机镜头。随后各大手机知名制造厂商纷纷开始研发手机摄像功能。２００３年５月２２日夏普制造了１００万素的ＪＳＨ５３，目前照相手机的市场占有率几乎是１００％，特别是带有高像素２Ｍ、３Ｍ、５Ｍ、８Ｍ的镜头就成为镜头研发的热点［１］。目前８００万像素的手机市场占有率还不是太多，但随着人们对高端手机的需求量越来越大，８００万像素手机肯定是主流趋势。鉴于此，在选用合理初始结构的基础上，优化出了一款８００万像素的手机镜头。 １感光器件的选取 感光器件有ＣＣＤ（电荷耦合器件）和ＣＭＯＳ（互补金属氧化物半导体）两种。ＣＭＯＳ器件产生的图像质量相比于ＣＣＤ来说要低一些，到目前为止，大多数消费级别以及高端数码相机都使用ＣＣＤ作为感光元件；ＣＭＯＳ感应器则作为低端产品
基础知识：光学镜头 光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。光学工业镜头广泛用于反射度极高的物体定位检测，如：金属、玻璃、胶片、晶片等。1 概论对于相机，镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素，数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限，原则上对镜头的光学分辨率要求较低；但另一方面，由于数码相机的成像面积较小（因为数码相机是成像在CCD 上，而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多），因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说，对某一确定的被摄体，水平方向需要200个像素才能完美再现其细节，如果成像宽度为10mm，则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任，如果成像宽度为1mm，则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面，传统胶卷对紫外线比较敏感，外拍时常需要加装UV镜，而CCD对红外线比较敏感，镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜
头的物理口径也是必须要考虑的，且不管其相对口径如何，其物理口径越大，光通量就越大，数码相机对光线的接受和控制就会更好，成像质量也就越好。商用或家用数码相机的镜头，部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头，这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质，而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。另外在部分数码相机中，还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时，也是一个参考的指标。在传统的数码相机中，广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度；超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短，视角大，在较短的拍摄距离范围内，能拍摄到较大面积的景物。所以，广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中，使用广角镜头拍摄，能获得以下几个方面的效果：一是能增加摄影画面的空间纵深感；二是景深较长，能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以，现代绝大多数的袖珍式自动照相机（俗称傻瓜照相机）采用38－35毫米的普通广角镜头；三是镜头的涵盖面积大，拍摄的景物范围宽广；
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、前言 、目标市场分析 1、企业及产品情况分析: 2、市场细分 3、市场细分的划分 4、细分市场的评估 5、目标市场范围选择策略 6目标市场策略三、市场定位四、网络营销设计 1、网络营销目标: 2、网络营销推广策略: 五、销售渠道六、产品五、定价策略六.消费者: 七、服务建立（客户支持服务） 1、顾客忠诚战略3 (3)
2、实行实时沟通 3、顾客关系的再造 八、广告 1、广告预算 2、广告信息 3、广告媒介渠道 九、总结 、前言 佳能公司是日本一家专业生产数码产品的企业，佳能公司看到，随着市场经 济的不断繁荣，中国互联网技术的不断进步发展，网民数量在中国国内的与日俱 增和电子商务在中国的发展壮大，网络营销是公司今后市场开拓的重要新方向之 一，所以为了比竞争占有更多的市场份额，占领市场的先机，佳能公司特别在此 次新产品发布之际制定一套详尽的网络营销策划方案，推广佳能公司的产品，以 赢得更多的市场。 （一） 本建议主旨 让更多的消费者了解我们佳能公司的数码相机，并引起他们的购买兴趣。 开拓和建立新的网络销售渠道，扩大消费群体，增加销售量。 降低销售成本，节约一些不必要的、浪费的传统销售模式所需的销售费 （二） 本策划书建议实施期 自2009年10月1日至2010年2月31日 （三） 本策划预算成本为1000万人民币 二、目标市场分析 1企业及产品情况分析: 弄清企业目前的地位、能力、目标、和制约因素，为市场细分、选择目标市 场和市场定位提供依据。 佳能公司是日本一家专业生产数码产品的企业，该公司凭借先进的技术、雄 厚的资.8. .9. 1 、 2 、 3 、 利用电子商务提高产品质量和售后服务水平。
CCTV光学镜头设计的若干问题 许正光赵一菲梁来顺 (公安部第一研究所光电技术事业部,北京,100044) 摘要:本文综述了CCTV光学镜头设计和生产制造当中涉及到一些值得关注的问题。这些问题包括设计指导思想、先进光学生产技术、CCTV镜头安全环保性能和RoSH指令、符合使用效果的几点设计经验等。本文对以上问题进行有益的总结和探讨,对设计人员有一定参考价值。 关键词:CCTV光学镜头先进光学生产技术非球面技术RoSH指令 20世纪70年代以来,以先进加工技术、先进材料技术和自动优化设计软件为代表的先进光学生产技术得到了长足发展,安防产业中广泛使用的CCTV镜头充分分享到了这门先进的技术带来的好处,传统的设计和生产制造也由此发生了重大的变化。然而,和生产、制造、使用紧密相关的镜头设计过程并没有完全脱离实践当中积累的经验,许多经验总结今天看来仍旧可以作为最基本的设计原则,而这些对刚刚入门或正陷入困惑的业内设计人员有一定的指导意义。此外,日益受到各国重视的CCTV镜头安全环保性能和欧洲正在推行的RoSH指令,使得安防镜头的材料和制造工艺也将面临严峻考验。本文总结了一些笔者在CCTV光学镜头研制过程中的心得体会,供大家参考。 1 设计和使用必须紧密结合[1] 评价CCTV光学镜头的好坏,直接涉及到使用、设计和制造三个方面,它们之间的关系极为密切。为了获得一个较理想的光学镜头,光学设计人员首先清晰明确地了解使用要求、使用效果和设计结果转入加工制造时的可能性。在使用和设计要求方面,设计人员对CCTV镜头所要求的焦距、孔径、视场、最近成像距离等光学特性参数和分辨率、畸变、光学传递函数等成像质量特性参数都比较熟悉。而当涉及使
XX大学 课程设计说明书 201X/201X 学年第 1 学期 学院：信息与通信工程学院 专业：XXXXXXXX 学生姓名：XXXXX 学号：XXXXX 课程设计题目：双胶合望远镜头设计 起迄日期：20XX年12月22日~20XX年01月02日课程设计地点：XX大学5院楼513、606 指导教师：XXXX 职称: 教授
摘要 (1) 关键词 (1) 第一章课题要求 1.1课题背景 (2) 1.2设计目的 (2) 1.3设计内容和要求 (2) 第二章方案分析 2.1课题名称 (3) 2.2主要数据 (3) 2.3设计思路 (3) 2.4实现原理 (3) 2.5主要过程 (4) 第三章光学系统设计 3.1光圈参数设定 (5) 3.2视场参数设定 (5) 3.3波长设定 (6) 3.4玻璃厚度的设定 (6) 3.5像空间的设定 (7) 第四章光学系统分析 4.1 2D光路分布草图 (7) 4.2 标准点列图Spot Diagram (8) 4.3 光路图OPD FAN (9) 4.4 光线相差图RAY FAN (10) 4.5波前分布图 (11) 第五章光学系统优化 5.1光学系统调焦 (12) 5.2设置可变参数 (13) 5.3优化函数设定 (13) 5.4最终优化 (14) 第六章系统优化前后比较 6.1优化后的2D草图 (15) 6.2优化后的标准点列 (15) 6.3优化后光路图 (16) 第七章心得体会 心得体会 (17)
ZEMAX是一款多功能的光学设计软件，可建立反射、折射、绕射等光学模型，可以用来模拟、分析和辅助设计光学系统，并对光学系统进行优化。双胶合透镜不仅有较好的横向分辨率，而且有较高的轴向分辨率，能够作为共焦3-D成像的一种理想光学元件，在光学领域得到了广泛的应用。本次课程设计，我们将利用ZEMAX软件设计一个双胶合望远镜头，展示利用ZEMAX设计、分析和优化一个简单光学系统的过程，进一步掌握该软件。 关键词:ZEMAX双胶合望远镜头光学系统设计分析
【关键字】历史、设计、方案、情况、道路、思路、方法、条件、动力、成绩、空间、领域、质量、传统、作风、问题、矛盾、战略、系统、机制、有效、务必、充分、整体、现代、稳健、平衡、良好、透明、持续、开拓、执行、保持、提升、发展、建立、制定、提出、发现、研究、措施、规律、特点、位置、关键、局面、安全、稳定、网络、内涵、思想、力量、根本、精神、基础、需要、氛围、环境、政策、工程、资源、重点、体系、需求、载体、方式、差距 设计报告一般包括下列内容： 1.设计前言——课题的目的和意义 2.市场调研、分析——发现问题、产品定位、设计目标 3.设计草图——评估、确定方案（附图） 4.设计表达——3D模型、设计说明、产品展示（附图） 5.深化设计——人机分析、色彩设计、细节设计、系列化设计等（附图） 6.结语——设计总结 范文： 1.以下范文属于纯理论的，需要加入上述，这三部分内容和形式可参考教材《产 品改良设计》中相关章节（文字+图片）； 2.范文理论内容过多，主要参考形式和章节设计； 3.具体报告内容主要取决于设计者的设计思路、分析和表达。 数码相机设计报告 一、前言 现有传统相机市场为少数大厂家所占领，已经形成了很大的品牌效应，但很遗憾的是在此却很少看到中国自己的影子。而数码相机作为一个新型产品，市场前景十分诱人。因此成为国内厂家要和这些大的传统相机厂家分一杯羹的最后赌注。上到国家政策，下到一些小厂措施，都积极备战。当然那些大厂家也不甘示弱，也在做着努力。可以预见，对这块领土的争夺战将十分激烈。纵观商海浪潮——神话永远有，但神话不是永久存在。市场有着太多不确定因素，充满着令神话覆灭的危机，但也不乏创造神话的机遇。面对这场充满看不见硝烟的中国数码相机保卫战，为企业服务的背后将有着更大更深远的历史意义——想来让人激动和兴奋。 二、现阶段市场状况分析 报纸、电视、杂志、万维网，可以说是铺天盖地——有关数码产品的信息向我们涌来，显然对数码相机这块大蛋糕的争夺之战已经开始了。
光学设计课程报告 班级： 学号： 姓名： 日期：
目录 双胶合望远物镜的设计 (02) 摄远物镜的设计 (12) 对称式目镜的设计与双胶合物镜的配合 (20) 艾尔弗目镜的设计 (30) 低倍消色差物镜的设计 (38) 无限筒长的高倍显微物镜的设计 (47) 双高斯照相物镜的设计 (52) 反摄远物镜的设计 (62) 课程总结 (70)
双胶合望远物镜的设计 1、设计指标： 设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜），技术要求如下：视放大率： 3.7?；出瞳直径：4mm ；出瞳距离：大于等于20mm ；全视场角：210w =?；物 镜焦距： ' =85f mm 物；棱镜折射率：n=(K9)；棱镜展开长：31mm ；棱镜与物镜的 距离40mm ；孔径光阑为在物镜前35mm 。 2、初始结构计算 (1) 求 J h h z ，， 根据光学特性的要求4.728.142=== D h ： 44.75tan 85tan ''=?=?=οωf y 0871 .0''==f h u 648.0'''==y u n J (2)计算平行玻璃板的像差和数 C S S S I I I I ，， 平行玻璃板入射光束的有关参数为 0871.0=u 0875.0)5tan(-=-=οz u 005 .1-=u u z 平行玻璃板本身的参数为 d=31mm ； n=； 1.64=ν 带入平行玻璃板的初级像差公式可得： 000665.01.51631-1.5163×0.0871×-3113 24 432-==--=I du n n S 0.0006682=(-1.005)×-0.000665=u u × =z I I I S S 000824.0087.05163.11.6415163.131122 22-=??-?-=--=I u n n d S C υ
相机的镜头是相机成像的关键。数码相机镜头的质量在一定程度上决定了其成像质量。 一、影响镜头质量的因素 目前，数字相机的镜头所采用的材质有磨光玻璃和透明塑料两种。这两种材质各有特点，磨光玻璃的透光程度略好，而透明塑料有重量轻的优势。一般人可能都会认为选用玻璃材质作为镜头的数字相机一定会比透明塑料镜头的相机投影更清晰，性能更优良，其实不然，由于数字相机镜头的结构非常复杂，因此，所采用的透镜组合、设计方案及制作工艺才是镜头质量优劣的关键。如果制作工艺考究，磨光玻璃和透明塑料在透光性方面不会有太大差别。 虽然从理论上讲，数字相机的CCD只需要一片透镜就可以，但在实际的应用中由于透镜的球差、色差等诸多原因，严重影响成像的质量。为了提高图像质量，在数字相机的镜头中需要设计有不同功能的透镜组合，但如果透镜过多势必会影响景物投射到CCD时的清晰度。所以说，透镜的制作工艺和透镜组合的设计方案十分重要。除了材质方面的因素外，还要注意镜头其他方面的因素，例如焦距、变焦、光圈和快门等方面。 1．焦距 焦距是镜头的另一项重点因素，首先，了解什么是焦距。可以把数字相机的镜头看作是一组透镜，当平行光线穿过透镜时，将会聚到一点上，这个点叫做焦点，而焦点到透镜中心的距离，称为焦距。 焦距固定的镜头，即为定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，就是变焦镜头。在摄影领域中，焦距主要反映镜头视角的大小。对于传统135相机而言，50mm 左右的镜头的视角与人眼接近，拍摄时不变形，称为标准镜头。一般涵盖 40mm-70mm的范围，18mm-40mm．的镜头被称为短焦镜头也叫广角镜头， 70mm-135mm称为中焦镜头，135mm-500mm称为长焦镜头，500mm以上称为望远镜头，18 mm以下则称为超广角镜头或鱼眼镜头。这种范围的划分只是人们的习惯，并没有严格的定义。数码相机的CCD一般比135胶片小得多，所以，相同视角，其镜头焦距也短很多，例如，使用0.33"CCD的数码相机，使用约13 mm的镜头，其视角大概相当于135相机50mm的标准镜头。由于各数码相机生产厂商所采用的CCD规格型号不同，所以，大家都采用“相当于35mm相机(即135相机)焦距”的说法。 通常，在数字相机的技术参数中会有F和f的表示，其中F代表最大光圈值，f则代表焦距长度。例如，标有f=8-24，相当于135mm相机的38mm-115mm。 2．变焦 变焦能力也是数字相机镜头的设计重点。数字相机的变焦一般分为光学变焦和数字变焦两种。光学变焦就是和传统的光学成像相机一样，通过镜头的伸缩组合来实现变焦，这也是真正意义上的变焦。 但光学变焦镜头的成本较高，而且非常复杂。复杂的变焦镜头体积一般都过于庞大，这一点对于体积趋于小型化的数字相机来说，并不适用。因此，目前市场上主流的数字相机的光学变焦大多为3倍左右。
本科毕业设计论文 手机照相镜头的光学设计 摘要 随着市场的发展，可拍照手机逐渐取代普通手机，而手机的小型超薄化也是必然趋势，手机的照相功能的提升和小型超薄化应并进，而二者又是相互制约的,因此尽量减小手机照相镜头的体积并提高其性能成为必然趋势。 本文后半部分运用ZEMAX对所设计的镜头进行了调整和优化，用缩放法对初始模型反复调试和修改，并根据课题要求进行了数据分析,最终得出了符合设计要求的结果.最终设计结果为：镜头总长：10.07mm，后焦距：1.27mm。畸变范围-1.07到1。76 之间.中心视场MTF＠160lp/mm值为0.52.边缘视场MTF＠120lp/mm值为0.53。 关键字：可拍照手机镜头小型化ZEMAX 优化。 目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 目录 (1) 1 绪论 (1) 1。1 研究的目的和意义 (1) 1。2 可拍照手机和镜头设计的国内外发展 (1) 1。2。1 可拍照手机国内外发展状况 (1) 1。2。2 现今镜头设计的国内外发展状况 (2) 2 手机照相镜头的成像原理介绍 (3) 2.1 可拍照手机照相原理....................................... (3) 2。2 感光元件简介............................................. (3)
2。3 镜头结构分类及选择........................... (3) 2.4手机镜头的性能指标和相关术语 (4) 2.4。1镜头类型选择的依据［7] (4) 2.4.2数码镜头鉴别率 (4) 2。4。3光圈范围 (4) 2. 4. 4影响像质的几个因素 (5) 3光学系统设计 (6) 3。1光学设计软件简介 (6) 3.1.1 ZEMAX MTF函数 (6) 3。1.2缺省的评价函数及优化 (6) 3。1. 3归一化的视场和光瞳坐标 (7) 3。2设计要求及分析 (7) 3.3初始结构的选择 (8) 3。3。1 视场角的确定 (10) 3.3.2 F数的确定 (10) 3。3。3 工作波长的选择 (10) 3.3.4调制传递函数图如下 (11) 3.3.5七种塞得像差分别为 (11) 3。3.6场曲和畸变图 (12) 3.3。7点列图如下 (12) 3.3.8光线特性曲线图 (13) 3。4 像差的初步校正 (13) 3.4.1初步校正后的数据 (13) 3.4。2二维光路图如下 (15) 3.4。3调制传递函数图如下： (15) 3.4。4场曲畸变图 (16) 3。4.5点列图 (17) 3.4.6光线特性曲线图 (17) 3。5系统优化 (18) 3.5。1优化数据 (18) 3. 5。2二维光路图 (19) 3.5.3 点列图 (20) 3。5。4场曲畸变示意图 (20) 3.5.5 MTF分析图 (21) 3.5。6光线特性曲线图 (23) 3。6公差分析 (24) 3. 6. 1公差分析的一般过程 (24)
工业相机镜头的参数与选型
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工业相机镜头的参数与选型 一、镜头主要参数 １.焦距(Focaｌ Lｅngth） 焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小,观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。 2.光圈(Iris) 用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大Ｆ值,例如８mm /F1.４代表最大孔径为５.７毫米。Ｆ值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。 3.对应最大CCＤ尺寸(Senｓoｒ Sizｅ) 镜头成像直径可覆盖的最大ＣCＤ芯片尺寸。主要有：1／2″、2／3″、1″和１″以上。 4.接口（Mouｎt） 镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、Ｆ、Ｖ、T２、Ｌe ｉca、M42x1、M75x0.７5等。 5．景深(Ｄepth of Ｆield，ＤOF） 景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小;
焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时,景深越大。 6.分辨率(Ｒeｓoluｔion) 分辨率代表镜头记录物体细节的能力,以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。 ７、工作距离（Wｏｒking ｄistance,WＤ) 镜头第一个工作面到被测物体的距离。 8、视野范围（Fｉeld of Viｅw,ＦOＶ） 相机实际拍到区域的尺寸。 9、光学放大倍数(Mａｇnｉｆｉcation，?) CCＤ/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。 10、数值孔径(Numerｉcａｌ Apｅｒture,NＡ) 数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\２）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n＊ｓin a／2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系,它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高,否则反之。 11、后背焦(Flａnge distａnｃe) 准确来说,后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个