一种大孔径大视场CCD照相物镜的ZEMAX设计过程

本文用ZEMAX设计了一款CCD照相物镜。仅供初学ZEMAX光学设计的人参考。

本文中CCD照相物镜的参数有下：

视场大小：60°

相对孔径比：1：1.5

靶面大小：2/3英寸——宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。

焦距计算：

首先，选取一个初始结构（初始的结构已经被我整成最后优化好的结构了，初始的那个也没有保存，就不贴出来了。最后结果我会将数据贴出来的），根据需要对此结构进行优化设计。在设计之前，需要先在ZEMAX输入以下条件。

1. 相对孔径：1：1.5。在zemax中按照以下输入，点击确定即可。当然也可以直接输入孔径的大小。

当然也可以直接输入孔径的大小。如下图所示，孔径大小为：f/1.5=6.35mm。

2. 视场。按下图输入数据即可。

3. 波长。如果没有特殊的要求，我们一般会输入可见光，在左下选F,d,C，选择然后确定，即可。如下图所示，当然也可进行直接输入数据。

优化：参数设完之后下来开始优化了。

优化—编辑—点击优化函数，如下图所示：

EFFL：焦距函数，用它来控制焦距。Target（目标）里面填写你要达到的目标。我们这里填9.52

MTFT:优化传函。FREQ：60，目标：0.55。

DIMX:控制畸变。在大视场物镜中，畸变将成为一个棘手的问题。在此，一定要添加优化畸变函数。当然在小视场设计中，也可不添加。畸变我们的目标是在0.2左右。

优化函数设好之后，我们开始优化了。优化点击：

选择次数建议一开始优化的时候不要选择自动，因为这样往往与你的结果相差甚远。我基本上会选择5次。再最后看结果的时候才会点击50次或者无限次。还有，为了看畸变，场曲方便，尽量选择自动更新。

分析：分析中肯定要看畸变和场曲，纵向色差，MTFT函数。点列图等等。

场曲和畸变：如下图所示

纵向像差：如下图所示：

MTF曲线：蓝色线为0视场，超过0.55。达到设计要求。

二维示意图如下图：

本文的镜头数据：

审核编辑：汤梓红