变焦镜头zemax27优化设计教学实例.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,变焦透镜(Zoom Lens),ZEMAX,中,MC(Multi-Configuration,，,F7),功效一个常见应用为变焦透镜设计。这个例子将涵盖变焦透镜基本设罝与优化。,1/47,变焦透镜系统简易规格：,1、有效焦距：75、100、125 mm；,2、入瞳直径：25 mm（F/3、F/4、F/5）；,3、三群镜组：皆为BK7与F2胶合透镜；,4、透镜厚度：中心与边缘厚度须大于2 mm，中心厚度须小于10 mm；,2/47,5、透镜间距：中心与边缘距离必须大于1 mm；,6、视场角度：近轴像高为0、15.1、21.6 mm（针对35 mm胶片）；,7、波长范围：F、d、C（可见光波段）。,3/47,设罝系统参数,开启系统(System)，普通(General)对话框。,1、在孔径标签(Aperture Tab)：,孔径类型：入瞳直径,孔径值：25 mm,按下确认。,4/47,5/47,2、在单位标签(Units Tab)：确认透镜单位为毫米(Millimeters)。,6/47,初始透镜参数,开始时使用三群透镜组件，每一群都使用BK7与F2组成之胶合透镜。透过冕牌与火石材料结合能够有效地降低色差。这个基本对称型式则能够有利于平衡像差。,7/47,请依照下列图所表示参数键入LDE(镜头数据编辑器)（请忽略半高(Semi-Diameter)栏）。,（或者是，能够从,SamplesTutorialTutorial zoom.zmx,载入文件）,8/47,9/47,10/47,设罝视场角,开启场(Field Data)资料对话框。,1、选择近轴像高(Paraxial Image Height)单项选择按钮,2、使用三个场位置,3、Y场为0.0、15.1以及21.6 mm,4、按下OK,11/47,12/47,设罝波长,开启波长(Wavelength)资料对话框,1、从下拉式选单中挑选F、d、C(visible),2、按下Select,3、按下Ok,13/47,14/47,15/47,定义多组态透镜,MC,参数将设罝于多组态编辑器,(Multi-Configuration Editor(MCE),。选择编辑器,(Editor),，然后从主选单列中挑选多组态,(Multi-Configuration),，开启,MCE,（或使用功效键,F7,）。,16/47,从,MCE,主选单列中挑选,Edit,，然后插入组态,(Insert Config),两次。现在,MCE,将有三行组态。只有被键入进MCE参数才会在组态间有所差异。没有被键入进MCE参数将保持为定值。,17/47,允许全部透镜个别设罝MC参数为MC变数。将游标移至MCE，按下Insert键三次。现在MCE有四个列。这些将被设罝为表面3、4、7以及10厚度。,18/47,19/47,键入多组态参数,键入参数。将游标置于MCE最左行第一列而且按下左键。这将开启多组态操作数,1(Multi-Config Operand 1),对话框。用来设罝表面三厚度。以下是键入资料快速方式。,20/47,1、按下T键三次。在操作数类型(Operand Type)下拉式选单内将选择THIC。,2、按下Tab。游标将被移置表面(Surface)栏。,3、按下3以选择表面三。,4、按下OK。,21/47,针对其它三个表面再设罝三次：,1、右键、T、T、T、Tab、4、Enter,2、右键、T、T、T、Tab、7、Enter,3、右键、T、T、T、Tab、10、Enter,在下拉式选单里搜寻第一个字符。10是第二个被选择,。,22/47,23/47,设罝多组态变数设罝编辑器内全部项目为MCE变数。(Ctrl+Z),24/47,在LDE，也设罝全部透镜曲率与厚度为变数。,25/47,建立多组态优化函数,开始建立默认优化函数,(Default merit Function),。开启,MFE(,功效键,F6),，在,MFE,主选单挑选,ToolsDefault Merit Function,26/47,1、选择：RMS Spot Radius Centroid,出瞳积分方法(Pupil Integration Method)选择Gaussian Quadrature,2、厚度边界条件,玻璃：2、10、2,空气：1、200、1,27/47,28/47,29/47,增加限制条件,注意在MFE第一个操作数为CONF。全部MC优化函数将以此操作数开头，CONF操作数指示操作数参考哪个组态。,30/47,第一个键入被参考为组态一，可透过Cfg#这个栏能够得知。接着是操作数CONF 2以及应用于组态二操作数，然后是组态三。,31/47,还需要增加新操作数来限制每个系统聚焦长度，将放置操作数于优化函数上面。而每个EFFL必须伴随一个CONF操作数。,32/47,组态一所限制聚焦长度为75 mm、组态二为100 mm、组态三为125 mm。每个EFFL操作数使用权值1。,33/47,34/47,设罝透镜尺寸,全部组态镜组必须有一样尺寸,(,半高,(Semi-Diameter),。这里能够透过解,(Solve),来进行限制,。,35/47,最大(Maximum)半高解将被设罝每个组态中，每个表面半高最大要求，这将确保边缘厚度边界条件不被违反，不会产生异常透镜。,36/47,解设罝：,1、将游标置于表面一半高栏上，而且按下Enter。,2、按下M以选择Maximum解型态。,3、按下Enter接收设罝,37/47,4、按下向下键(Down Arrow)到表面二。,重复其余面，除了孔径以及成像面。快速设罝以下所表示：,5、Enter-M-Enter,向下键(Down Arrow),6、Enter-M-Enter 向下键(Down Arrow),7,、等等,.,（,SamplesTutorialTutorial zoom 2.zmx,透镜文件显示到这里全部内容）,38/47,39/47,运行优化,这个透镜已经准备好进行优化。希望看到优化过程中全部组态相对外型。将使用3D出图(Layout)(按钮列上L3d 按钮)。接着开启3D出图设罝对话框(Settings Dialog Box)。改变设罝,40/47,1、光线数：5,2、组态：全部,3、点击Hide Lens Edges,4、点击Suppress Frame,5、Y位移：75,然后按下OK。,41/47,42/47,43/47,评定系统性能,开启优化工具对话框,(Optimization Tool Dialog Box)(Opt,按钮,),，点击,Auto Update,而且单击,Automatic,。完成优化后，观察出图以及一些分析图表。,44/47,45/47,46/47,47/47,