武汉工程大学本科课程设计
课程设计说明书
课程设计名称： 工程光学课程设计 课程设计题目： 三片式数码物镜的优化设计 学 院 名 称： 理学院 专 业 班 级： 光电信息科学与工程激光一班 学 生 学 号： 1409090119 学 生 姓 名： 夏志高 学 生 成 绩： 指 导 教 师： 梁春雷 课程设计时间： 2016/06/27 至 2016/07/03
武汉工程大学本科课程设计
课程设计任务书
一、课程设计的任务和基本要求
1．查阅相关资料，光学设计的基本概念、光学玻璃的相关知识和软件的使用。 2．学习各种像差的基本概念、描述及评价方法，掌握近轴光线追迹公式。 3．本课题要求设计出一个三片式数码照相物镜，要求的光学特性为：f??6mm，
Df??14,2??50?；像质主要以调制传递函数MTF衡量，具体要求是对于低频(17lp/mm)，视场中心的MTF≥0.9，视场边缘的MTF≥0.80；对于高频(51lp/mm)，视场中心的MTF≥0.3，视场边缘的MTF≥0.20，另外，最大相对畸变dist≤4%。该物镜对d光校正单色像差，对F、C光为校正色差。
4．学习使用ZEMAX进行数据录入和报表输出，分析各种初级像差并设置优化函数；设计三片式数码照相物镜并优化，对像差做简单的分析之后，撰写课程设计论文。 5．课题设计(论文)难度适中，工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
6．综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文(设计)结果有一定的参考价值。
二、进度安排
1．6月27日：了解光学设计的基本概念、光学玻璃的相关知识和软件的使用。以单透镜的设计为例学习数据的录入，基本概念和设计思想在软件中的实现，初步掌握ZEMAX的分析工具和数据含义及输出。
2．6月28日至6月29日：学习各种像差的基本概念、描述及评价方法，掌握近轴光线追迹公式。
3．6月30日：学习查找文献资料，选择合适的数码物镜初始结构，用缩放法进行缩放，缓慢调整有关参数并优化，并最终得到比较好的设计参数。学习光学玻璃材料知识，通过选择合适的玻璃，校正像差。
4．7月1日：整理思路，撰写课程设计论文，论文中要体现像差概念和评价、体现zemax评价函数的构造及优化过程像差的变化；检查格式，符合课程设计论文格式要求。 5．7月2日至7月3日：课程设计答辩并上交论文；
武汉工程大学本科课程设计
三、参考资料或参考文献
[1]胡玉禧.应用光学[M].2版，合肥：中国科学技术大学出版社，2015.2 [2]张以谟.应用光学[M].3版，北京：电子工业出版社，2010.7 [3]郁道银，谈恒英.工程光学[M].3版 北京：机械工业出版社，2011.
[4]李晓彤，岑兆丰.几何光学像差光学设计[M]，杭州：浙江大学出版社，2003. [5]王之江，实用光学技术手册[M]，北京：机械工业出版社，2007.
[6]王朝晖，焦斌亮，徐朝鹏编著.光学系统设计教程[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.8
[7]毛文炜.现代光学镜头设计方法与实例[M].北京：机械工业出版社，2013.4. [8]林晓阳.ZEMAX光学设计超级学习手册[M].北京：人民邮电出版社，2014.4
武汉工程大学本科课程设计
本科生课程设计成绩评定表
姓名 课程设计题目： 课程设计答辩记录：(手写) 专业班级 学号 成绩评定依据： 项目 考勤记录 设计结果 报告撰写 答辩成绩 备注： 得分 比例 成绩评定依据的项目内容和项目分值比例可以由老师按指导的专业进行调整，但成绩评定依据的项目数不得少于3项。 最终评定成绩： 指导教师签名： 年 月 日
武汉工程大学本科课程设计
目录
1．照相机物镜的发展历程 ................................................... 1 2．技术要求 ............................................................... 2 3．光学系统成像评价 ....................................................... 3
3．1概述 .............................................................. 3 3．2几何像差及其相应校正方法 .......................................... 3
3．2.1球差 ........................................................ 3 3．2.2彗差 ........................................................ 4 3．2.3像散 ........................................................ 4 3．2.4场曲 ........................................................ 4 3．2.5畸变 ........................................................ 5 3．2.6色差 ........................................................ 5
4.三片型照相物镜的设计 .................................................... 5
4．1定义系统参数 ...................................................... 5
4.1.1入瞳直径 ..................................................... 5 4．1.2 孔径值 ...................................................... 6 4．1.3 视场 ........................................................ 7 4．1.4波长 ........................................................ 7 4．2校正及优化 ....................................................... 12
4．2.1调试过程 ................................................... 12 4．2.2最终优化结果 ............................................... 13
5．设计总结 .............................................................. 20 6．心得体会 .............................................................. 21
I