光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的視頻教程
光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
任何光學(xué)鏡頭,不論是新的還是舊的,都可以用“鏡頭描述”這個術(shù)語來區(qū)分鏡片的數(shù)量,玻璃的種類,鏡片的曲面半徑,鏡片的厚度,鏡片與鏡片之間的距離,以及每個鏡片的直徑,等等。當(dāng)發(fā)自于某個物體的光線穿過玻璃表面時(shí),該束光線會被折射,就如我們在中學(xué)物理課本中學(xué)到的物理知識所描述的那樣:光線折射量取決于玻璃的折射率。如果鏡頭設(shè)計(jì)者能知道光線射入鏡頭前鏡片時(shí)的確切入射位置,以及入射角度,他就可以通過光線理論系統(tǒng)精確地追蹤光路。角度和距離可以通過三角函數(shù)的正弦和余弦算出來。因此通過簡單的平面幾何,光線途經(jīng)的線路就可以被追蹤到。
中國論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/9/view-984267.htm
一、光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì)原理
為了獲得一個較理想的光學(xué)鏡頭,光學(xué)設(shè)計(jì)人員首先要清晰明確地了解使用要求、使用效果和設(shè)計(jì)結(jié)果。在設(shè)計(jì)要求方面,設(shè)計(jì)人員對鏡頭所要求的焦距、孔徑、視場、最近成像距離等光學(xué)特性參數(shù)和分辨率、畸變、光學(xué)傳遞函數(shù)等成像質(zhì)量特性參數(shù)都應(yīng)熟悉。光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)者首先要從光軸上的某點(diǎn)開始追蹤少量的光線,這里所假設(shè)的是每個物象點(diǎn)都會在膠片平面上形成與之相對應(yīng)的點(diǎn),所以發(fā)自物體的光線都將被轉(zhuǎn)化為這樣的成像點(diǎn),并且具有同樣的相對位置。光線是由不同波長的、有顏色光波組成的,而且當(dāng)光線進(jìn)入鏡頭時(shí)不同波長的光波具有其獨(dú)特的光學(xué)路徑,而且理想的光線不可避免地會被鏡片所干擾而產(chǎn)生象差。鏡頭設(shè)計(jì)的第一要素就是對這些象差進(jìn)行了解和控制。通過三角幾何函數(shù)可以計(jì)算出校正的光線路徑和現(xiàn)實(shí)的偏移量,這兩者之差被稱為光線路徑差,使用來控制象差的依據(jù)。典型的象差有球面象差,暈光和失光。
在上世紀(jì)三十年代,盡管人們對象差進(jìn)行了量化,但象差始終是鏡頭設(shè)計(jì)的困擾因素。對于設(shè)計(jì)者來說,如果想對象差進(jìn)行校正,就必須知道特定象差對于成像會造成什么影響。
展開 courseId=4553951
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二、 圖文操作演示
摘要
VirtualLab Unity光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)套裝專注于光學(xué)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。可被用于分析光學(xué)鏡頭的性能，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)提供最佳方案以及將設(shè)計(jì)結(jié)果導(dǎo)出為CAD文件，與VirtualLab Fusion的共享核心技術(shù)，因此透鏡設(shè)計(jì)模塊文件可以無縫轉(zhuǎn)入到VirtualLab Fusion中用于后續(xù)的跨尺度建模。
在本案例中，將通過設(shè)計(jì)一個簡單的單透鏡，演示 VirtualLab Unity 中的光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)流程，包括光學(xué)性能評估、優(yōu)化與公差分析。
創(chuàng)建項(xiàng)目
1. 在開始選項(xiàng)卡中，用戶可以創(chuàng)建一個光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
2. 為新項(xiàng)目命名并確認(rèn)后，將創(chuàng)建一個新的光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
3. 用戶可以在此窗口中定義所需的透鏡結(jié)構(gòu)，在這里我們添加一個單透鏡，可以設(shè)置當(dāng)前透鏡的曲率半徑、坐標(biāo)和材料。
4. 設(shè)置當(dāng)前透鏡的光源參數(shù)。
5. 在“設(shè)置”選項(xiàng)卡下可以設(shè)置環(huán)境參數(shù)、是否添加光闌以及光路搜尋設(shè)置。
結(jié)果展示
1. 透鏡項(xiàng)目設(shè)置完成后，可以開始進(jìn)行分析，軟件提供了豐富的分析方法，包括單光線追跡、3D視圖、波前、光斑圖、像差、RMS以及PSF&MTF等。
2. 以點(diǎn)列圖為例，展示分析結(jié)果。
展開 VirtualLab Unity光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)套裝專注于光學(xué)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。可被用于分析光學(xué)鏡頭的性能，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)提供最佳方案以及將設(shè)計(jì)結(jié)果導(dǎo)出為CAD文件，與VirtualLab Fusion的共享核心技術(shù)，因此透鏡設(shè)計(jì)模塊文件可以無縫轉(zhuǎn)入到VirtualLab Fusion中用于后續(xù)的跨尺度建模。
摘要
二、 圖文操作演示
免費(fèi)線上光學(xué)鏡頭直播講座來啦，關(guān)注武漢墨光公眾號參加此次直播課，本次墨光線上直播講座聯(lián)合技服管家平臺開展此次課程。
系列直播課程《SYNOPSYS? 光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及進(jìn)階》已經(jīng)連播三周；如果您錯過了直播或需要看回放，請私聊獲取前三次課程視頻。
開課時(shí)間 ：2020年4月14日(周二)15：00 — 16：00
此課程共8-12講（根據(jù)大家學(xué)習(xí)情況調(diào)整進(jìn)度）；
每次課程45分鐘直播+15分鐘群內(nèi)答疑。
系列課程大綱
1.SYNOPSYS中鏡頭設(shè)計(jì)和優(yōu)化的基本概念
示例：定義和優(yōu)化雙膠合透鏡
光線瞄準(zhǔn)和漸暈(介紹worksheet)
2.公差分析和定義透鏡的邊緣形狀
①降低公差靈敏度
②斯密特望遠(yuǎn)鏡和卡塞格林望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)
③非球面介紹
④自動增刪鏡片介紹
3.全局搜索方法
①使用自動搜索(DSEARCH) 設(shè)計(jì)緊湊塑料非球面相機(jī)鏡頭系統(tǒng)
②SYNOPSYS中非球面設(shè)計(jì)的基本概念 (非球面設(shè)計(jì))
③使用DSEARCH用于非球面相機(jī)鏡頭，玻璃模型優(yōu)化為真實(shí)玻璃
④DSEARCH是什么? DSEARCH的例子 (廣角鏡頭)
⑤SYNOPSYS中用ZSEARCH設(shè)計(jì)變焦鏡頭，CAM曲線
⑥無熱化設(shè)計(jì)和紅外鏡頭的無熱化
⑦無熱化鏡頭設(shè)計(jì)和GSEARCH玻璃材料優(yōu)化
⑧自由曲面系統(tǒng)設(shè)計(jì)
主講人
：武漢墨光資深光學(xué)工程師
展開 
光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的最新內(nèi)容
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
[圖片]
<p><strong>引言</strong></p><p>火炮身管內(nèi)壁的燒蝕、裂紋等疵病直接影響火炮使用安全性，Ф30~Ф85mm小口徑炮膛的檢測對設(shè)備的空間適配性、成像質(zhì)量和三維測量能力提出嚴(yán)苛要求，而傳統(tǒng)內(nèi)窺系統(tǒng)存在成像失真、適配性差、無法三維測量等痛點(diǎn)。Zemax作為全球領(lǐng)先的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺，憑借建模、優(yōu)化、像質(zhì)評價(jià)與公差分析的全流程能力，成為攻克炮膛檢測內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)難題的核心工具
<p><strong>引言</strong></p><p>在安防監(jiān)控領(lǐng)域，鏡頭需應(yīng)對?40℃~80℃的極端溫度環(huán)境，溫度載荷引發(fā)的熱離焦問題直接影響成像穩(wěn)定性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)難以準(zhǔn)確耦合光學(xué)、結(jié)構(gòu)與溫度場的相互作用，導(dǎo)致研發(fā)周期長、成本高。長春理工大學(xué)與東莞市宇瞳光學(xué)科技股份有限公司聯(lián)合團(tuán)隊(duì)<sup>[1]</sup>，以<strong>Zemax OpticStudio</strong>為核心工具，通過光機(jī)熱集成仿真分析
什么是光波導(dǎo)設(shè)計(jì) 的“坑”？
光波導(dǎo)作為 AR/VR 顯示、光通信、光子集成芯片等領(lǐng)域的核心光學(xué)組件，正驅(qū)動下一代光電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。但從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全流程中，跨尺度物理建模、多物理場耦合、光柵參數(shù)優(yōu)化、雜散光抑制等核心難題，讓大多的光學(xué)工程師反復(fù)陷入設(shè)計(jì)陷阱。
當(dāng)前主流光學(xué)軟件在光波導(dǎo)場景下存在顯著功能短板，而行業(yè)高速擴(kuò)張的需求與設(shè)計(jì)工具的滯后性形成尖銳矛盾
填寫完對光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求之后就可以在窗體右側(cè)的繪圖框內(nèi)繪制光學(xué)系統(tǒng)方案草圖。繪圖框的基本尺寸默認(rèn)為一張橫排的A4圖紙。如果根據(jù)系統(tǒng)總體尺寸的要求需要調(diào)整繪圖框圖紙圖幅的尺寸，可以利用界面是文字框從 “圖幅選擇”中選擇，點(diǎn)擊“圖幅選擇”后會出現(xiàn)一個下拉式菜單，從中選擇所常用的圖幅尺寸代號，如果不滿足還可以選擇“自定義”，給定需要的橫向尺寸和縱向尺寸，如圖3-1。如果需要調(diào)整圖紙橫排或豎排的形式
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進(jìn)趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以 “一期一會” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動駕駛
打入式斷續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的固定組就是一般定焦系統(tǒng)的物鏡，需要獨(dú)立矯正像差。活動組一般由正負(fù)兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統(tǒng)相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時(shí)有兩種求解方法，一種是根據(jù)前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值；
A) 會聚光路中打入型變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
寫在前面
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打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)還分為一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)和多重轉(zhuǎn)換式斷續(xù)變焦系統(tǒng)兩種。一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)只有打入或打出兩個變焦倍率。多重轉(zhuǎn)換式斷續(xù)變焦系統(tǒng)可以通過多組可打入組分輪番打入（打出）獲得多個變焦倍率。
1. 一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
打入（出）型斷續(xù)變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，在不需要連續(xù)變焦時(shí)一般采用這種結(jié)構(gòu)形式。在活動組打出時(shí)使用固定組，系統(tǒng)焦點(diǎn)位置穩(wěn)定，瞄準(zhǔn)精度高。打入（出）型變焦系統(tǒng)的活動組可以在前
