照相物鏡的案例
OCAD應用：雙高斯照相物鏡全部系統結構設計
圖8.等折射率玻璃搭配列表
全部系統結構
對半部系統完成結構優化后，即可對半部系統做鏡像對稱處理，求得一個完整的雙高斯照相物鏡出事結構。此時只要點擊上部工具菜單的“系統結構”即能自動處理如圖10所示。
圖9.雙高斯照相物鏡初始結構
圖10.雙高斯照相物鏡初始結構數據表
圖11.雙高斯照相物鏡初始結構示意圖
至此即告完成雙高斯照相物鏡初始結構設計全部工作。接著就是利用各種不同手段進行系統實際像差優化設計。系統實際像差設計優化的最終結果如圖12。
圖12.雙高斯照相物鏡最終設計結果
OCAD應用：雙高斯照相物鏡半部結構設計
雙高斯照相物鏡屬于中等視場及中等相對孔徑的典型照相物鏡，其結構形式如圖1所示。
圖1. 雙高斯照相物鏡結構形式
該類型鏡頭結構簡單，成本低，容易滿足使用要求。目前市場上也有大量鏡頭設計專利可供選用。由于具體設計需要滿足不同設計指標，引來的專利數據不可能直接拿來就用，大部分都還需要光學設計者進行二次修改設計，利用光學軟件進行進一步優化設計，以滿足具體設計要求。然而，也不是任何一個設計者拿來專利都可以優化出來一個優質照相鏡頭的，還必須了解該形式鏡頭的設計思想，各結構參數對系統像質的貢獻，熟練地掌握系統內涵才便于得心應手的處理鏡頭優化工作。OCAD給出雙高斯照相物鏡初始設計的思路及方法就是為使設計者了解該鏡頭的設計思路及各結構單元的功能，掌握設計及優化技巧。
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
圖2. 雙高斯照相物鏡半部系統
初始結構設計實際上只是系統高斯光學設計階段。在這一階段里只考慮系統在滿足初級像差的要求下求解系統初始結構，獲取系統基礎結構參數，為系統相差平衡，優化設計建立基礎。
在初始設計階段，把雙膠合物鏡當成一個厚透鏡，單透鏡當做一個薄透鏡處理。雙膠合的厚透鏡通常還宣稱一個等折射率無光焦透鏡。由于雙高斯物鏡在初始設計階段只考慮縱向像差的影響，具體地說，只考慮系統初級像差的SⅠ、SⅢ、SⅣ及CⅠ的影響。為此，其中單透鏡主要負擔平衡軸向球差SⅠ的作用，厚透鏡兩塊玻璃的選擇及光焦度分配影響系統色差CⅠ，透鏡厚度及光字段置影響著系統場曲及象散的大小。
展開 OCAD應用：雙高斯照相物鏡半部結構設計
雙高斯照相物鏡屬于中等視場及中等相對孔徑的典型照相物鏡，其結構形式如圖1所示。
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單，成本低，容易滿足使用要求。目前市場上也有大量鏡頭設計專利可供選用。由于具體設計需要滿足不同設計指標，引來的專利數據不可能直接拿來就用，大部分都還需要光學設計者進行二次修改設計，利用光學軟件進行進一步優化設計，以滿足具體設計要求。然而，也不是任何一個設計者拿來專利都可以優化出來一個優質照相鏡頭的，還必須了解該形式鏡頭的設計思想，各結構參數對系統像質的貢獻，熟練地掌握系統內涵才便于得心應手的處理鏡頭優化工作。OCAD給出雙高斯照相物鏡初始設計的思路及方法就是為使設計者了解該鏡頭的設計思路及各結構單元的功能，掌握設計及優化技巧。
在設計之前，先打開設計窗口如圖3。填寫設計要求，其中包括：系統焦距、系統孔徑、視場角度以及應滿足的初級像差系數值SⅠ、SⅢ、SⅣ及CⅠ等。然后按順序選擇單透鏡的玻璃材料以及雙膠合厚透鏡的玻璃組合。選擇厚透鏡的玻璃組合時一般是按照等折射率的匹配原則選取。
在初始設計階段，把雙膠合物鏡當成一個厚透鏡，單透鏡當做一個薄透鏡處理。雙膠合的厚透鏡通常還宣稱一個等折射率無光焦透鏡。由于雙高斯物鏡在初始設計階段只考慮縱向像差的影響，具體地說，只考慮系統初級像差的SⅠ、SⅢ、SⅣ及CⅠ的影響。
展開 OCAD應用：雙高斯照相物鏡系統結構優化設計
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單，成本低，容易滿足使用要求。目前市場上也有大量鏡頭設計專利可供選用。由于具體設計需要滿足不同設計指標，引來的專利數據不可能直接拿來就用，大部分都還需要光學設計者進行二次修改設計，利用光學軟件進行進一步優化設計，以滿足具體設計要求。然而，也不是任何一個設計者拿來專利都可以優化出來一個優質照相鏡頭的，還必須了解該形式鏡頭的設計思想，各結構參數對系統像質的貢獻，熟練地掌握系統內涵才便于得心應手的處理鏡頭優化工作。OCAD給出雙高斯照相物鏡初始設計的思路及方法就是為使設計者了解該鏡頭的設計思路及各結構單元的功能，掌握設計及優化技巧。
在設計之前，先打開設計窗口如圖3。填寫設計要求，其中包括：系統焦距、系統孔徑、視場角度以及應滿足的初級像差系數值SⅠ、SⅢ、SⅣ及CⅠ等。然后按順序選擇單透鏡的玻璃材料以及雙膠合厚透鏡的玻璃組合。選擇厚透鏡的玻璃組合時一般是按照等折射率的匹配原則選取。
在初始設計階段，把雙膠合物鏡當成一個厚透鏡，單透鏡當做一個薄透鏡處理。雙膠合的厚透鏡通常還宣稱一個等折射率無光焦透鏡。由于雙高斯物鏡在初始設計階段只考慮縱向像差的影響，具體地說，只考慮系統初級像差的SⅠ、SⅢ、SⅣ及CⅠ的影響。
展開 
VirtualLab Unity應用：雙高斯照相機物鏡
案例說明
雙高斯照相物鏡廣泛應用于單反相機、工業檢測相機、安防監控設備與專業攝影器材中，用于實現大相對孔徑成像、寬光譜色差校正以及優異的離軸像質還原。其具有對稱光學結構、低畸變率、高分辨率表現的優點，適合應用于對成像清晰度與色彩真實性要求較高的各類攝影光學系統。在本案例中，將在 VLU 中演示雙高斯照相機物鏡的設計過程，包括初始系統生成、評價函數定義、優化以及結果展示。
VirtualLab Unity應用：雙高斯照相機物鏡
應用場景
雙高斯照相物鏡廣泛應用于單反相機、工業檢測相機、安防監控設備與專業攝影器材中，用于實現大相對孔徑成像、寬光譜色差校正以及優異的離軸像質還原。其具有對稱光學結構、低畸變率、高分辨率表現的優點，適合應用于對成像清晰度與色彩真實性要求較高的各類攝影光學系統。在本案例中，將在 VLU 中演示雙高斯照相機物鏡的設計過程，包括初始系統生成、評價函數定義、優化以及結果展示。
案例說明
設計結果
設計結果如下，像質，系統規格、額外系統限制以及加工要求均滿足預期設計目標。
優化后系統的3D光線追跡視圖
初始系統生成
評價函數定義
優化
Ansys Zemax | 探索 OpticStudio中的序列模式
這該示例文件為一個常用的照相物鏡系統。
如果勾選了“使用Session文件 (Use Session Files)”，則加載該示例文件時會打開一個布局圖窗口。布局圖可以用來直觀地查看所載入透鏡系統的結構。
布局圖窗口和其他窗口一樣可以被拖動和縮放。如果需要更改窗口的設置，點擊窗口菜單欄中的設置 (Settings)。在彈出的下拉對話框中您可以自行更改布局圖的相關設置。OpticStudio默認自動應用設置的更改，也就是當更改設置參數后點擊所編輯的參數以外的區域時，更改會自動生效。在當前窗口中，您可以取消勾選“自動應用 (Auto-Apply)”選項來取消這一功能，您也可以在配置選項 (Project Preferences) 中的常規 (General) 選項卡的設置中對所有的分析窗口進行統一的設置。在本例中，我們將光線數 (Number of Rays） 設為7，并勾選“光線箭頭 (Fletch Rays)”選項。一旦更改的設置生效，布局圖會在每個視場中繪制7條光線而不是原來的3條，同時在光線上會有箭頭標記出光線的傳播方向。在OpticStudio的其他分析窗口中進行設置更改和本例類似。
為了更清楚的查看布局圖中的內容，您可以對窗口進行縮放。您也可以通過轉動鼠標滾輪或者點擊鼠標左鍵拖動選取一個方形區域的方式來放大布局圖中的一部分。通過對布局圖進行多次放大，您可以看到很多系統的設計細節。如果想讓布局圖恢復到原先的比例大小，您可以點擊窗口工具欄中的整屏顯示 (Reset Zoom) 按鈕。
您可以在分析 (analyze) 菜單欄的視圖 (System Viewers) 中打開其他類型的布局圖。所選擇的布局圖會在一個新的窗口中顯示。
展開 