ZEMAX课程设计——照相机物镜设计教学内容

ZEMAX课程设计——照相机物镜设计一、(课题的背景知识，如照相机镜头的发展概况，类型及其主要技术参数的简要说明)二、课程设计题目设计一个照相物镜，1)光学特性要求：f’=100mm；2=30;；D/f’=1:3.5.2)成像质量要求：弥散斑直径小于0.05mm；倍率色差最好不超过0.01mm；畸变小于3%。

三、设计课题过程1、参考Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据，对其进行相关改进。

Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据如下表1（其中焦距f’=75.68mm；相对孔径D Radius/r Thickness/d 折射率/n 玻璃阿贝数/ν38.339 3.57 1.71289 53.950.988 0.3235.192 5.49 1.71289 53.9197.94 4.83-96.144 1.87 1.6362 35.326.53 8-1074.1 1.38 1.53246 45.937.053 7.6-49.135 1.72904 54.8表12、根据焦距曲率镜片厚度之间的比例关系，即f1／f2=r1／r2=d1／d2,得到焦距100mm，相Radius/r Thickness/d 折射率/n 玻璃阿贝数/ν50.659 4.717 1.71289 53.967.373 0.42346.501 7.254 1.71289 53.9261.548 6.382-127.040 2.471 1.6362 35.335.055 10.571-1419.262 1.824 1.53246 45.948.960 10.042-64.925 1.72904 54.8表23、启动ZEMAX，将表1数据输入到LDE，相关步骤由以下图给出（1）打开ZEMAX。

（2）输入数据。

在主选单system下，圈出wavelengths，依喜好键入所要的波长，同时可选用不同波长，本实验中在第一列键入0.486，单位为microns，第二第三列分别键入0.587、0.656。

Z E M A X课程设计——照相机物镜设计一、(课题的背景知识，如照相机镜头的发展概况，类型及其主要技术参数的简要说明)二、课程设计题目设计一个照相物镜，1)光学特性要求：f’=100mm；2ω=30︒;；D/f’=1:3.5.2)成像质量要求：弥散斑直径小于0.05mm；倍率色差最好不超过0.01mm；畸变小于3%。

三、设计课题过程1、参考Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据，对其进行相关改进。

Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据如下表1（其中焦距f’=75.68mm；相对孔径D／f’=1：2.4；视场表12、根据焦距曲率镜片厚度之间的比例关系，即f1／f2=r1／r2=d1／d2,得到焦距100mm，相对孔径D／f’=1：3.5的透镜数据如下表2。

3、启动ZEMAX，将表1数据输入到LDE，相关步骤由以下图给出（1）打开ZEMAX。

（2）输入数据。

在主选单system下，圈出wavelengths，依喜好键入所要的波长，同时可选用不同波长，本实验中在第一列键入0.486，单位为microns，第二第三列分别键入0.587、0.656。

在primary中点击选1，即用第一个波长为近轴波长。

（3）输入孔径大小。

由相对孔径为1：3.5，焦距为100mm得到，孔径D=100／3.5=28.57143mm。

在主选单system菜单中选择generaldata,在aper value上键入28.57143。

（4）输入视场角。

（5）输入曲率，面之间厚度，玻璃材质。

本实验中共有5组透镜，其中最后两组为双胶合透镜，故共有9个面，回到LDE，可以看到三个surface，STO （孔径光阑）、OBJ（物点或光源）、IMA（像屏），在STO前后插入几组surface，除IMA外共计9组surface,输入数据。

最后根据参考实验图确定STO在第6面上。

①点击layout,画出2D图形②点击spot diagram ,画出点阵图由图看出光波在波长1、2、3下的弥散斑直径大小分别为33.625、54.419、64.768（单位：微米），其中第2、3波长弥散斑大小大于50微米，不符合要求，故需要改进。

三片式照相物镜设计
透镜参数：
1.焦距为9mm。

2.相对孔径为1/4。

3.全视场2ω为40度。

4.所有视场在67.5lp/mm处时，MTF>0.3。

5.三个透镜选用的玻璃依次为ZK5，F6，ZK11。

CAD图：
1.系统二维图：
2.系统三维图：
3.点列图：
1）当ω=20度时，系统的慧差较大。

2）从图中可以看到黑色圆圈所包含的点较多，说明能量较为集中。

3）系统的弥散斑半径较小，该系统符合设计要求。

4.MTF曲线
1）当所有视场在67.5lp/mm处时，MTF曲线>0.3。

符合系统设计要求。

2）图中黑色的线为衍射极限，图中其他曲线的走势和衍射极限的走势基本相同，系统较为优秀。

3）S曲线（弧矢曲线）与T曲线（子午曲线）基本重合，说明镜头的像散比较小。

4）图中曲线较为平直，说明边缘与中间一致性较好。

5.光线扇面（Ray Fan）
6.光程差扇形图（OPD Fan）
7.Field Curv/Dist（场曲）
8.点扩散函数PSF
9.包围圆能量曲线
在上图中，曲线较为陡直，且拐弯点较高，说明该系统较好。

zemax望远物镜的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握zemax软件的基本操作流程，运用其进行望远物镜的设计。

2. 学生能掌握望远物镜的光学原理，包括成像公式、焦距计算、视场角等关键概念。

3. 学生能了解并描述望远物镜在不同应用场景中的性能要求和设计要点。

技能目标：1. 学生能独立使用zemax软件，完成望远物镜的初始设计和优化。

2. 学生能够分析望远物镜的仿真结果，对设计方案进行评价和改进。

3. 学生通过小组合作，能够解决望远物镜设计过程中遇到的问题，提高团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到光学仪器在科学研究和国防建设中的重要性，增强国家意识和社会责任感。

2. 学生在课程学习过程中，培养科学精神，严谨求实，勇于探索未知领域。

3. 学生通过学习望远物镜设计，激发创新思维，提高实践能力，增强自信心。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生将光学理论知识与实际应用相结合，提高学生的实际操作能力和综合运用能力。

学生特点：学生具备一定的光学基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但缺乏实际设计经验。

教学要求：教师需结合学生特点，采用讲授、实践、小组讨论等多种教学方法，引导学生掌握望远物镜的设计方法，提高学生的综合能力。

同时，注重过程评价，确保学生达到预期学习成果。

二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材相关章节，确保教学内容科学性和系统性。

具体安排如下：1. 光学基础知识回顾：引导学生复习光学成像原理、高斯光学等基本概念，为后续望远物镜设计奠定基础。

（对应教材第2章）2. zemax软件操作：详细介绍zemax软件的基本操作流程，包括界面认识、基本命令使用、参数设置等，使学生能够熟练掌握软件操作。

（对应教材第3章）3. 望远物镜设计原理：讲解望远物镜的光学原理，如成像公式、焦距计算、视场角等，并分析其在不同应用场景中的性能要求。

（对应教材第4章）4. 望远物镜设计实践：指导学生运用zemax软件进行望远物镜的初始设计，包括搭建模型、设置参数、仿真分析等，培养学生的实际操作能力。

zemax的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Zemax软件的基本原理和光学设计概念。

2. 学生能够掌握Zemax软件的操作流程，包括建立模型、设置参数、运行仿真和结果分析。

3. 学生能够运用Zemax软件解决实际的光学问题，如透镜设计、光学系统优化等。

技能目标：1. 学生能够独立操作Zemax软件，完成基本的光学设计任务。

2. 学生能够运用Zemax软件进行光学系统的性能分析和优化。

3. 学生通过实践操作，培养解决复杂光学问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习Zemax软件，培养对光学工程的兴趣和热情。

2. 学生在团队协作中，学会分享和交流，培养合作精神。

3. 学生通过光学设计实践，认识到科学技术在现实生活中的应用，增强创新意识和实践能力。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合光学原理和计算机辅助设计，培养学生实际操作能力。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的光学基础和计算机操作能力。

教学要求：教师需结合学生特点，采用案例教学和任务驱动教学法，引导学生主动参与实践，培养其光学设计和分析能力。

同时，注重培养学生的团队合作意识和创新思维。

通过本课程的学习，使学生在光学设计和分析方面达到具体的学习成果，为未来的学术研究或工作实践打下坚实基础。

二、教学内容1. Zemax软件概述- 软件基本原理和功能介绍- 光学设计基本流程和概念2. Zemax软件操作基础- 软件界面及工具栏功能介绍- 建立光学系统模型的方法- 设置光学系统参数和求解器配置3. 光学系统设计实例- 透镜设计原理及方法- 光学系统优化技巧- 实际案例分析与讨论4. 光学系统性能分析- 像差分析及控制方法- 光学系统MTF曲线绘制与分析- 光学系统杂散光分析5. Zemax软件综合应用- 非序列光学系统设计- 光学系统与机械结构的协同设计- 光学系统性能评估与优化教学内容安排与进度：第一周：Zemax软件概述及光学设计基本流程第二周：Zemax软件操作基础及建立光学系统模型第三周：透镜设计实例与光学系统优化第四周：光学系统性能分析及杂散光分析第五周：非序列光学系统设计及综合应用教材章节关联：本教学内容与教材中光学设计、光学系统性能分析等相关章节紧密关联，结合实际案例，帮助学生更好地理解和掌握光学设计原理和方法。

Z E M A X课程设计——照相机物镜设计一、(课题的背景知识，如照相机镜头的发展概况，类型及其主要技术参数的简要说明)二、课程设计题目设计一个照相物镜，1)光学特性要求：f’=100mm；2ω=30︒;；D/f’=1:3.5.2)成像质量要求：弥散斑直径小于0.05mm；倍率色差最好不超过0.01mm；畸变小于3%。

三、设计课题过程1、参考Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据，对其进行相关改进。

Ernostar和Tessar联合型物镜设计相关数据如下表1（其中焦距f’=75.68mm；相对孔径D／f’=1：2.4；视场表12、根据焦距曲率镜片厚度之间的比例关系，即f1／f2=r1／r2=d1／d2,得到焦距100mm，相对孔径D／f’=1：3.5的透镜数据如下表2。

3、启动ZEMAX，将表1数据输入到LDE，相关步骤由以下图给出（1）打开ZEMAX。

（2）输入数据。

在主选单system下，圈出wavelengths，依喜好键入所要的波长，同时可选用不同波长，本实验中在第一列键入0.486，单位为microns，第二第三列分别键入0.587、0.656。

在primary中点击选1，即用第一个波长为近轴波长。

（3）输入孔径大小。

由相对孔径为1：3.5，焦距为100mm得到，孔径D=100／3.5=28.57143mm。

在主选单system菜单中选择generaldata,在aper value上键入28.57143。

（4）输入视场角。

（5）输入曲率，面之间厚度，玻璃材质。

本实验中共有5组透镜，其中最后两组为双胶合透镜，故共有9个面，回到LDE，可以看到三个surface，STO （孔径光阑）、OBJ（物点或光源）、IMA（像屏），在STO前后插入几组surface，除IMA外共计9组surface,输入数据。

最后根据参考实验图确定STO在第6面上。

①点击layout,画出2D图形②点击spot diagram ,画出点阵图由图看出光波在波长1、2、3下的弥散斑直径大小分别为33.625、54.419、64.768（单位：微米），其中第2、3波长弥散斑大小大于50微米，不符合要求，故需要改进。

燕山大学课程设计说明书题目：基于ZEMAX的照相物镜设计学院（系）：电气工程学院年级专业： 10级仪表三班燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：自动化仪表系摘要 (1)第一章简述照相物镜的设计原理和类型 (2)第二章设计过程 (4)2.1根据参数要求确定恰当的初始结构 (4)2.2优化设计过程 (5)2.3 优化结果像差结果分析 (8)第四章课设总结 (13)参考文献人们早就有长期保存各种影像的愿望。

在摄影技术尚未发明前的公元四世纪时，人们按投影来描画人物轮廓像的方法达到了全盛时代，至今这种方法仍然作为剪纸艺术流传着。

后来，人们让光线通过小孔形成倒立像，进而将小孔改为镜片，并加装一只暗箱。

只要在暗箱底板上放一张纸，不仅可以画出轮廓，还可以画出像上的各个部分。

这就形成了照相机的机构雏形。

随着科学技术的发展，照相机的发展日益迅速，有着显著的飞跃。

照相物镜是照相机的眼睛，它的精度和分辨率直接影响到照相机的精度与成像质量。

要保证所设计的照相物镜达到较高的技术要求，在设计时就必须达到更高的精度与分辨率。

本文所讨论的照相物镜，它主要采用后置光阑三片物镜结构，其中第六面采用非球面塑料，其余面采用标准球面玻璃，应用ZEMAX软件设计了一组焦距f '= 15mm的照相物镜,相对孔径D/ f’=2. 8,镜头总长为15.1366mm，整个系统球差0.000192，慧差0.000432，像散0.002716。

完全满足设计要求。

关键字：照相物镜ZEMAX 设计第一章 简述照相物镜的设计原理和类型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成像的大小 Ⅰ）当物体处于有限远时，像高为y ’=(1-ωβtan ')f (1-1)式中，β为垂轴放大率，ll y y ''==β。

对一般的照相机来说，物距l 都比较大，一般l >1米，f ’为几十毫米，因此像平面靠近焦面，''f l ≈，所以lf '=β Ⅱ）当物体处于无限远时，β→∞像高为y ’=ωtan 'f （1-2） 因此半视场角ω=atan''f y （1-3） 表1-1中列出了照相物镜的焦距标准：表1-1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的截止频Nλλu f D N ==（1-4）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 (1-5) 照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。

zemax光学课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习Zemax光学设计软件，使学生掌握光学系统设计的基本原理和方法，培养学生运用光学知识解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：使学生了解光学基本概念、光学元件的性质及光学系统的设计方法；掌握Zemax软件的基本操作和功能，能够独立进行光学系统的设计和分析。

2.技能目标：培养学生运用光学知识进行光学系统设计的能力，提高学生运用Zemax软件进行光学设计和分析的技能。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光学学科的兴趣，增强学生自主学习、合作交流、勇于创新的精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本原理、光学元件、光学系统设计方法和Zemax软件操作。

具体安排如下：1.光学基本原理：光的传播、反射、折射、衍射等基本现象，光学系统的成像原理。

2.光学元件：透镜、反射镜、光栅等常见光学元件的性质和应用。

3.光学系统设计方法：几何光学设计方法、光学传递函数、像差校正等。

4.Zemax软件操作：基本操作、光学系统设计流程、光学分析功能等。

三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：系统讲解光学基本原理、光学元件性质、光学系统设计方法和Zemax软件操作。

2.案例分析法：分析典型光学系统设计案例，使学生掌握光学系统设计的方法和技巧。

3.实验法：安排光学实验，让学生亲自动手操作，提高学生运用Zemax软件进行光学设计和分析的能力。

4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得，培养学生的合作交流精神。

四、教学资源为支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《Zemax光学设计教程》及相关辅助资料。

2.参考书：光学基本原理、光学系统设计等领域的相关书籍。

3.多媒体资料：光学实验视频、案例分析PPT等。

4.实验设备：计算机、Zemax软件许可证、光学实验器材等。

五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：考察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的20%。

zemax的课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Zemax的基本概念、操作方法和应用技巧，培养学生对光学设计的兴趣和热情，提高学生的创新能力和实践能力。

具体来说，知识目标包括：1.掌握Zemax的基本原理和概念，如光学系统、光线、镜头等。

2.了解Zemax的各种工具和功能，如光学设计、图像处理、数据分析等。

3.熟悉Zemax的文件管理和团队协作方式，提高工作效率。

技能目标包括：1.能够独立操作Zemax软件，进行基本的光学设计和分析。

2.能够运用Zemax解决实际光学问题，如设计镜头、分析光学系统等。

3.能够撰写简单的Zemax脚本，实现自动化操作。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生对光学设计和Zemax软件的兴趣，激发学生的创新意识。

2.培养学生团队合作精神，提高学生沟通与协作能力。

3.培养学生认真负责的工作态度，提高学生的自主学习能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括Zemax的基本概念、操作方法和应用实例。

具体来说，教学大纲如下：1.教材第一章：Zemax概述，介绍Zemax的发展历程、功能特点和应用领域。

2.教材第二章：光学系统，讲解光学系统的组成、分类和设计方法。

3.教材第三章：光线操作，介绍光线的生成、编辑和追踪方法。

4.教材第四章：镜头设计，讲解镜头的设计原理、方法和流程。

5.教材第五章：图像处理，介绍图像的显示、调整和分析技巧。

6.教材第六章：数据分析，讲解数据分析的概念、方法和应用。

7.教材第七章：文件管理，介绍Zemax文件的保存、导入导出和团队协作方式。

8.教材第八章：脚本编程，讲解Zemax脚本的基本语法和常用功能。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等。

1.讲授法：通过讲解Zemax的基本概念、原理和操作方法，使学生掌握软件的使用技巧。

2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会运用Zemax解决光学问题，提高学生的实践能力。

光学工程课程设计班级:T1003-3班学号:20100030305姓名:李金鑫一.光学设计软件ZEMAX 的使用设计要求:1. 镜头镜片数小于10片2. 图像传感器(CCD)指标像素:1200×960,像元:3.8 3.8m m μμ? 。

3. 物镜定焦,焦距28.0mm ,畸变 < 3.5%焦距280.2f mm mm '=±,相对孔径/1/3.5D f '=轴上点100/lp mm 的MTF 值在0.3以上,轴外0.707视场100/lp mm 的MTF 值在0.15以上, 渐晕:中心相对照度 > 65 %在可见光波段设计(取d 、F 、C 三种色光,d 为主波长)。

4.计算过程:成像面积:(1200*3.8)*(960*3.8)=4.56*3.648mm 2 对角线长度:22648.356.4+=5.84mm像高:5.84/2=2.92mm 无限远入射光线的半视场角为: 96.5)arctan(''==fy w CCD 的特征频率为:1/(2*0.038)=131.6 lp/mm 有效焦距长度:'f =28mm 由于相对孔径'13.5D f =,所以8D mm =。

软件设计结果:1.透镜结构参数,视场、孔径等光学特性参数:GENERAL LENS DATA:Surfaces : 12Stop : 6System Aperture : Entrance Pupil Diameter = 8Glass Catalogs : SCHOTTRay Aiming : OffApodization : Uniform, factor = 0.00000E+000Effective Focal Length : 28.0008(in air at system temperature and pressure) Effective Focal Length : 28.0008(in image space)Back Focal Length : 17.49979Total Track : 40.26Image Space F/# : 3.499992Paraxial Working F/# : 3.499992Working F/# : 3.498718Image Space NA : 0.1414217Object Space NA : 4e-010Stop Radius : 2.446367Paraxial Image Height : 2.92315Paraxial Magnification : 0Entrance Pupil Diameter : 8Entrance Pupil Position : 17.94124Exit Pupil Diameter : 9.552524Exit Pupil Position : -33.42397Field Type : Angle in degrees Maximum Field : 5.96 Primary Wave : 0.5875618Lens Units : MillimetersAngular Magnification : 0.837475Fields: 4Field Type: Angle in degrees# X-Value Y-Value Weight1 0.000000 0.000000 1.0000002 0.000000 3.440000 1.0000003 0.000000 4.860000 1.0000004 0.000000 5.960000 1.000000Vignetting Factors# VDX VDY VCX VCY VAN1 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000002 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000003 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000004 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 Wavelengths: 3Units: Microns# Value Weight1 0.486133 1.0000002 0.587562 1.0000003 0.656273 1.000000 Surface 6 Data Summary Title:Date : WED JAN 9 2012 Lens units: 毫米Thickness : 3.71 Diameter : 4.93475 Edge Thickness:Y Edge Thick: 3.0744 X Edge Thick: 3.0744 Index of Refraction: Glass:# Wavelength Index1 0.48613 1.00000000002 0.58756 1.00000000003 0.65627 1.0000000000Surface Powers (as situated):Surf 5 : -0.096255Surf 6 : 0Power 5 6 : -0.096255EFL 5 6 : -10.389F/# 5 6 : -1.6343Surface Powers (in air):Surf 5: 0Surf 6: 0Power 5 6 : 0EFL 5 6 : 0Shape Factor: 1SURFACE DATA SUMMARY:Surf Type Radius Thickness Glass Diameter Conic OBJ STANDARD 无限远无限远 0 01 STANDARD 17.412 2.21 SSK4A 11.54063 02 STANDARD 44.806 0.54 10.92813 03 STANDARD 10.871 5.05 N-SK16 10.21084 04 STANDARD 无限远 0.87 F14 7.583943 05 STANDARD 6.248 4.05 6.356952 0 STO STANDARD 无限远 3.71 4.9347557 STANDARD -6.576 0.84 F14 5.641057 08 STANDARD 无限远 2.78 N-SK16 6.386702 09 STANDARD -8.484 0.54 7.365621 010 STANDARD 40.196 2.18 N-SK16 7.733431 011 STANDARD -22.428 17.49 7.845499 0 IMA STANDARD 无限远 5.836295 0EDGE THICKNESS DATA:Surf Edge1 1.5604792 1.4790143 3.7765684 1.7388935 3.181107STO 3.0744047 1.4755968 1.9389819 1.56743310 1.64786811 17.835717IMA 0.000000INDEX OF REFRACTION DATA:Surf Glass Temp Pres 0.486133 0.587562 0.6562730 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.000000001 SSK4A 20.00 1.00 1.62546752 1.61764975 1.614266422 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.000000003 N-SK16 20.00 1.00 1.62755635 1.62040997 1.617271664 F14 20.00 1.00 1.61249349 1.60140055 1.596763175 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.000000006 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.000000007 F14 20.00 1.00 1.61249349 1.60140055 1.596763178 N-SK16 20.00 1.00 1.62755635 1.62040997 1.617271669 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.0000000010 N-SK16 20.00 1.00 1.62755635 1.62040997 1.6172716611 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.0000000012 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 THERMAL COEFFICIENT OF EXPANSION DATA:Surf Glass TCE *10E-60 0.000000001 SSK4A 6.100000002 0.000000003 N-SK16 6.300000004 F14 7.900000005 0.000000006 0.000000007 F14 7.900000008 N-SK16 6.300000009 0.0000000010 N-SK16 6.3000000011 0.0000000012 0.00000000F/# DATA:F/# calculations consider vignetting factors and ignore surface apertures.Wavelength: 0.486133 0.587562 0.656273 # Field Tan Sag Tan Sag Tan Sag1 0.0000 deg: 3.4999 3.4999 3.4987 3.4987 3.5003 3.50032 3.4400 deg: 3.5059 3.5034 3.5047 3.5022 3.5063 3.50383 4.8600 deg: 3.5115 3.5068 3.5105 3.5056 3.5121 3.50714 5.9600 deg: 3.5169 3.5102 3.5160 3.5090 3.5176 3.5105 CARDINAL POINTS:Object space positions are measured with respect to surface 1.Image space positions are measured with respect to the image surface.The index in both the object space and image space is considered.Object Space Image SpaceW = 0.486133Focal Length: -28.009159 28.009159Focal Planes: -5.396361 0.018674Principal Planes: 22.612798 -27.990486Anti-Principal Planes : -33.405520 28.027833Nodal Planes: 22.612798 -27.990486Anti-Nodal Planes: -33.405520 28.027833W = 0.587562 (Primary)Focal Length: -28.000842 28.000876Focal Planes: -5.508010 0.009789Principal Planes: 22.491928 -27.990148Anti-Principal Planes : -33.507947 28.009727Nodal Planes: 22.491928 -27.990148Anti-Nodal Planes: -33.507947 28.009727W = 0.656273Focal Length: -28.011708 28.011708Focal Planes: -5.572853 0.025235Principal Planes: 22.438855 -27.986473Anti-Principal Planes : -33.584560 28.036943Nodal Planes: 22.438855 -27.986473Anti-Nodal Planes: -33.584560 28.0369432.像质指标实际值目标值'= 28f mm28.0008畸变:0.28% ﹤3.5% MTF:100lp/mm 70.29% >30%(轴上) 100lp/mm 66.4% >15%(轴外)3.公差数据分析结果:Analysis of TolerancesUnits are 毫米.Paraxial Focus compensation is on. In this mode, allcompensators are ignored, except paraxial back focus change.WARNING: RAY AIMING IS OFF. Very loose tolerances may not be computed accurately. WARNING: Boundary constraints on compensators are ignored whenusing fast mode or user-defined merit functions.Criteria : RMS Spot Radius in 毫米Mode : SensitivitiesSampling : 3Nominal Criteria : 0.00090019Test Wavelength : 0.6328Fields: Y Symmetric Angle in degrees# X-Field Y-Field Weight VDX VDY VCX VCY1 0.000E+000 0.000E+000 2.000E+000 0.000 0.000 0.000 0.0002 0.000E+000 4.172E+000 1.000E+000 0.000 0.000 0.000 0.0003 0.000E+000 -4.172E+000 1.000E+000 0.000 0.000 0.000 0.0004 0.000E+000 5.960E+000 1.000E+000 0.000 0.000 0.000 0.0005 0.000E+000 -5.960E+000 1.000E+000 0.000 0.000 0.000 0.000 Worst offenders:Type Value Criteria ChangeTIRY 7 -0.200000000 0.020355900 0.019455709TIRY 7 0.200000000 0.020355900 0.019455709TSDY 7 -0.200000000 0.017442564 0.016542373TSDY 7 0.200000000 0.017442564 0.016542373TIRX 7 -0.200000000 0.017321649 0.016421459TIRX 7 0.200000000 0.017321649 0.016421459TIRY 9 -0.200000000 0.016494937 0.015594747TIRY 9 0.200000000 0.016494937 0.015594747TIRX 9 -0.200000000 0.015405686 0.014505496TIRX 9 0.200000000 0.015405686 0.014505496Estimated Performance Changes based upon Root-Sum-Square method: Nominal RMS Spot Radius : 0.000900Estimated change : 0.055470Estimated RMS Spot Radius: 0.056370Compensator Statistics:Change in back focus:Minimum : -1.006356 Maximum : 1.112564 Mean : 0.000982 Standard Deviation : 0.183198Monte Carlo Analysis:Number of trials: 20Initial Statistics: Normal DistributionTrial Criteria Change1 0.010973013 0.0100728222 0.055717068 0.0548168783 0.018735173 0.0178349824 0.014194669 0.0132944785 0.037745158 0.0368449676 0.019405575 0.0185053847 0.032397994 0.0314978048 0.007928807 0.0070286179 0.035414796 0.03451460610 0.028473194 0.02757300411 0.016118938 0.01521874812 0.013851098 0.01295090713 0.043797393 0.04289720314 0.018751552 0.01785136215 0.027123362 0.02622317216 0.026825230 0.02592504017 0.028410049 0.02750985818 0.024295827 0.02339563719 0.022359906 0.02145971520 0.024840539 0.023940348Nominal 0.000900191Best 0.007928807 Trial 8 Worst 0.055717068 Trial 2 Mean 0.025367967 Std Dev 0.011350176Compensator Statistics:Change in back focus:Minimum : -1.962392Maximum : 1.332779Mean : -0.175784Standard Deviation : 0.90742990% <= 0.03774515850% <= 0.02429582710% <= 0.010973013End of Run.Tolerance Data SummaryRadius and Thickness data are in 毫米.Power and Irregularity are in double pass fringes at 0.6328 祄Only spherical and astigmatism irregularity tolerances are listedin the "SURFACE CENTERED TOLERANCES";Zernike irregularity tolerances are listed under "OTHER TOLERANCES".Surface Total Indicator Runout (TIR) are in 毫米.Index and Abbe tolerances are dimensionlessSurface and Element Decenters are in 毫米.Surface and Element Tilts are in degrees.SURFACE CENTERED TOLERANCES:Surf Radius Tol Min Tol Max Power Irreg Thickness Tol Min Tol Max1 17.412 -0.2 0.2 - 0.2 2.21 -0.2 0.22 44.806 -0.2 0.2 - 0.2 0.54 -0.2 0.23 10.871 -0.2 0.2 - 0.2 5.05 -0.2 0.24 Infinity - - 1 0.2 0.87 -0.2 0.25 6.248 -0.2 0.2 - 0.2 4.05 -0.2 0.26 Infinity - - - - 3.71 -0.2 0.27 -6.576 -0.2 0.2 - 0.2 0.84 -0.2 0.28 Infinity - - 1 0.2 2.78 -0.2 0.29 -8.484 -0.2 0.2 - 0.2 0.54 -0.2 0.210 40.196 -0.2 0.2 - 0.2 2.18 -0.2 0.211-22.428 -0.2 0.2 - 0.2 17.49 - -12Infinity - - - - 0 - -SURFACE DECENTER/TILT TOLERANCES:Surf Decenter X Decenter Y Tilt X Tilt Y TIR X TIR Y1 0.2 0.2 - - 0.2 0.22 0.2 0.2 - - 0.2 0.23 0.2 0.2 - - 0.2 0.24 0.2 0.2 - - 0.2 0.25 0.2 0.2 - - 0.2 0.26 - - - - - -7 0.2 0.2 - - 0.2 0.28 0.2 0.2 - - 0.2 0.29 0.2 0.2 - - 0.2 0.210 0.2 0.2 - - 0.2 0.211 0.2 0.2 - - 0.2 0.212 - - - - - - GLASS TOLERANCES:Surf Glass Index Tol Abbe Tol1 SSK4A 0.001 0.551423 N-SK16 0.001 0.603244 F14 0.001 0.382327 F14 0.001 0.382328 N-SK16 0.001 0.6032410 N-SK16 0.001 0.60324ELEMENT TOLERANCES:Ele# Srf1 Srf2 Decenter X Decenter Y Tilt X Tilt Y1 12 0.2 0.2 0.2 0.22 3 5 0.2 0.2 0.2 0.23 7 9 0.2 0.2 0.2 0.24 10 11 0.2 0.2 0.2 0.2二.简易望远镜的组装1.原理图2零件清单零件清单物镜零件名称数量名称数量物镜 2 物镜推杆 2 物镜座 2 卡环 2 物镜压圈 2 物镜盖2目镜零件右目镜座 1 左目镜座 1 右目镜内筒 1 左目镜内筒 1 目镜盖 2 场栏 2 隔圈 2 挡圈 2 视度调节圈 1 目镜套 1 目镜 2棱镜零件上棱镜 2 下棱镜 2 棱镜座 2 压盖 2 隔片 2整体零件镜筒 2 滚珠 4 导向杆 2 小拖板 1 大拖板 1 调焦螺钉 1 调焦螺母 1 铰链螺钉 23.装配3.1目镜的组装(1)装配目镜1.将胶合目镜放在下面,凸面朝上,再放隔圈,将单片目镜放在隔圈上,凸面向下,保证凸面对凸面。

三片式照相物镜设计
透镜参数：
1.焦距为9mm。

2.相对孔径为1/4。

3.全视场2ω为40度。

4.所有视场在67.5lp/mm处时，MTF>0.3。

5.三个透镜选用的玻璃依次为ZK5，F6，ZK11。

CAD图：
1.系统二维图：
2.系统三维图：
3.点列图：
1）当ω=20度时，系统的慧差较大。

2）从图中可以看到黑色圆圈所包含的点较多，说明能量较为集中。

3）系统的弥散斑半径较小，该系统符合设计要求。

4.MTF曲线
1）当所有视场在67.5lp/mm处时，MTF曲线>0.3。

符合系统设计要求。

2）图中黑色的线为衍射极限，图中其他曲线的走势和衍射极限的走势基本相同，系统较为优秀。

3）S曲线（弧矢曲线）与T曲线（子午曲线）基本重合，说明镜头的像散比较小。

4）图中曲线较为平直，说明边缘与中间一致性较好。

5.光线扇面（Ray Fan）
6.光程差扇形图（OPD Fan）
7.Field Curv/Dist（场曲）
8.点扩散函数PSF
9.包围圆能量曲线
在上图中，曲线较为陡直，且拐弯点较高，说明该系统较好。

zemax光学课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习Zemax光学软件的使用，让学生掌握光学设计的基本原理和方法，培养学生解决实际光学问题的能力。

具体的教学目标如下：1.知识目标：使学生了解Zemax光学软件的基本功能和操作方法，掌握光学系统的设计原理，包括光路追迹、像质评价等。

2.技能目标：培养学生运用Zemax软件进行光学设计和分析的能力，能独立完成简单的光学系统设计，并进行像质评估。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光学设计的兴趣，增强解决实际问题的信心，培养团队合作精神和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括Zemax光学软件的基本操作、光学系统设计原理及方法。

具体的教学大纲如下：1.第一章：Zemax软件概述，介绍软件的功能、界面及基本操作。

2.第二章：光学基础，讲解光学基本概念、定律和像差理论。

3.第三章：光学系统设计原理，阐述光学系统设计的方法和步骤。

4.第四章：光路追迹与像质评价，介绍光路追迹的概念和方法，分析像质评价指标。

5.第五章：Zemax案例实践，通过实际案例使学生掌握光学系统设计的方法。

三、教学方法为提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解光学基本概念、定律和设计原理。

2.案例分析法：分析实际案例，使学生掌握光学系统设计的方法。

3.实验法：引导学生进行Zemax软件操作，培养实际设计能力。

4.讨论法：学生讨论，激发创新思维和团队合作精神。

四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：《Zemax光学设计手册》2.参考书：光学基本原理相关书籍3.多媒体资料：Zemax软件操作视频教程4.实验设备：计算机、投影仪等通过以上教学资源的支持，为学生提供丰富的学习体验，提高教学质量。

五、教学评估为全面、客观地评估学生在Zemax光学课程中的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问与回答问题的积极性等，占比20%。

zemax光学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握Zemax软件的基本操作和界面功能，理解光学设计的基本原理。

2. 使学生了解光学系统中的像差类型及其影响，掌握像差校正的方法。

3. 帮助学生理解光学元件的优化和评价方法，提高光学系统设计能力。

技能目标：1. 培养学生运用Zemax软件进行光学系统建模、分析和优化的能力。

2. 培养学生运用光学知识解决实际问题的能力，提高创新意识和实践操作技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对光学科学的兴趣和热情，激发探索精神。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重团队合作，提高沟通与协作能力。

3. 培养学生关注光学技术在实际应用中的价值，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为选修课，旨在帮助学生掌握光学设计的基本方法，提高实践操作能力。

学生特点：学生具备一定的光学基础知识，对光学设计感兴趣，但缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高光学设计能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容分为五个部分，确保学生系统地学习和掌握光学设计相关知识。

第一部分：Zemax软件入门1. Zemax软件界面及基本操作。

2. 光学系统建模与元件添加。

第二部分：光学系统基本原理1. 光的传播原理及成像规律。

2. 像差类型及其产生原因。

第三部分：像差校正与优化1. 像差校正方法及策略。

2. 光学元件优化技巧。

第四部分：光学元件评价与分析1. 光学元件性能指标。

2. 光学系统性能评价方法。

第五部分：实践操作与案例分析1. 实际光学系统建模、分析和优化。

2. 案例分析，总结光学设计经验。

教学内容安排与进度：1. 第一至第四部分，每部分分配2个课时，共计8个课时。

2. 第五部分，分配4个课时，进行实践操作与案例分析。

教材章节及内容：1. 第一章：光学设计概述，涵盖第一部分内容。

2. 第二章：光学系统基本原理，涵盖第二部分内容。

zemax专业综合课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Zemax软件的基本操作和光学设计原理，培养学生运用Zemax进行光学系统设计和分析的能力。

具体目标如下：1.知识目标：–掌握Zemax软件的基本界面和操作方法。

–理解光学系统的基本概念和原理，如光路、透镜、镜片等。

–学习光学设计的基本流程，包括像差分析、优化方法等。

2.技能目标：–能够独立操作Zemax软件，进行光学系统的设计和分析。

–能够运用光学设计原理，解决实际光学问题。

–能够对设计结果进行分析和评价，提出改进方案。

3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队合作精神，提高解决实际问题的能力。

–培养学生对光学学科的兴趣和热情，激发进一步学习的动力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括Zemax软件的基本操作、光学系统的设计原理和分析方法。

具体安排如下：1.Zemax软件的基本操作：–软件界面的熟悉和操作。

–光路的创建、编辑和管理。

–透镜、镜片等光学元件的插入和调整。

2.光学系统的设计原理：–像差分析：色差、球差、彗差等。

–光学设计的基本流程和方法：Zemax的优化算法等。

–设计实例和案例分析。

3.光学系统的分析方法：–像质评价：MTF、散点图等。

–系统性能分析：焦距、视场角、像差等。

–设计结果的输出和报告。

三、教学方法为了提高教学效果和学生的参与度，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解光学基本原理和Zemax软件的使用方法。

2.案例分析法：分析实际光学设计案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。

3.实验法：让学生动手操作Zemax软件，进行光学系统的设计和分析。

4.讨论法：鼓励学生提出问题、分享心得，促进学生之间的交流和合作。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：《Zemax光学设计手册》等。

2.参考书：光学基本原理相关书籍。

3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等。

4.实验设备：计算机、Zemax软件许可证等。

zemax课程设计_手机镜头设计一、教学目标本课程的目标是让学生掌握手机镜头设计的基本原理和Zemax软件的使用技巧。

知识目标包括了解手机镜头的基本结构、光学原理和设计流程，以及掌握Zemax软件的基本操作和功能。

技能目标包括能够使用Zemax软件进行手机镜头的设计和优化，以及能够分析并解决设计过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识和团队合作精神，提高他们对光学科技的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括手机镜头的基本原理、设计流程和Zemax软件的使用。

首先，将介绍手机镜头的基本结构和工作原理，包括光学镜头的焦距、光圈、像距等基本概念。

然后，将讲解手机镜头的设计流程，包括需求分析、光学设计、光学仿真和生产制造等步骤。

最后，将介绍Zemax软件的基本操作和功能，包括光学镜头的设计、仿真和优化等。

三、教学方法为了实现课程目标，将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法和实验法。

首先，将通过讲授法向学生传授手机镜头的基本原理和设计流程，以及Zemax软件的基本操作和功能。

然后，将通过案例分析法让学生分析并解决实际设计过程中遇到的问题，提高他们的分析和解决问题的能力。

最后，将通过实验法让学生亲手操作Zemax软件，进行手机镜头的设计和优化，提高他们的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容的实施和教学方法的应用，将准备多种教学资源。

教材方面，将选用《手机镜头设计》一书，作为学生的主要学习材料。

参考书方面，将推荐《光学设计手册》等书籍，供学生深入研究。

多媒体资料方面，将制作PPT课件和教学视频，帮助学生更好地理解和掌握课程内容。

实验设备方面，将准备Zemax软件的安装环境和相关实验设备，让学生能够进行实际操作和实验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。

平时表现主要评估学生的课堂参与和提问，占课程总评的30%。

作业包括课后练习和项目设计，占课程总评的40%。

ZEMAX现代光学课程设计一、教学目标通过学习ZEMAX现代光学课程，学生将掌握光学设计的基本原理和方法，能够运用ZEMAX软件进行光学系统设计和分析。

具体目标如下：1.知识目标：•了解光学基本概念和原理，如光线传播、反射、折射等。

•掌握光学系统的组成和功能，如透镜、镜片、光栅等。

•学习ZEMAX软件的基本操作和功能，如建立光学模型、设置参数、分析结果等。

2.技能目标：•能够运用ZEMAX软件进行光学系统设计和优化。

•能够分析光学系统的性能指标，如焦距、成像质量、光斑等。

•能够进行光学系统的故障排查和解决方案设计。

3.情感态度价值观目标：•培养对光学科技的兴趣和热情，提高科学思维和创新能力。

•培养团队合作和沟通能力，提高解决问题的综合能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本原理、光学系统和ZEMAX软件操作。

具体安排如下：1.光学基本原理：•光线传播和反射定律。

•折射定律和透镜的焦距。

•光栅和衍射原理。

2.光学系统：•透镜和镜片的设计和应用。

•光学镜头和光路的分析。

•光学系统的性能评估和优化。

3.ZEMAX软件操作：•ZEMAX软件的基本操作和界面熟悉。

•建立光学模型和设置参数的方法。

•分析光学系统性能和优化方案的技巧。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解光学基本原理和概念，让学生掌握光学基础知识。

2.讨论法：通过小组讨论和互动，培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：通过分析实际光学设计案例，培养学生解决实际问题的能力。

4.实验法：通过实验操作和数据分析，让学生亲手体验光学现象和设计过程。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：《现代光学设计》一书，提供光学基本原理和设计方法的学习。

2.参考书：提供光学科技的最新发展和应用案例。

3.多媒体资料：通过PPT、视频等形式，生动展示光学现象和设计过程。