前言
本文采用Zemax软件和Solidworks对库克物镜进行设计。文中从雷竞技下载找ray666点vip设计到机械结构设计均是浅显阐述，更加偏向操作，并未考虑温度、杂光、成本、应力变形等因素，因此文中有些许不严谨之处，还望各位前辈指点一二。
一、雷竞技下载找ray666点vip设计
设计规格：设计一有限共轭距柯克物镜，在可见光波段下，CCD探测器有效接收对角线长度为22.28mm，像元尺寸为p=17.3um，F#=4.5，垂轴放大倍率β=-0.214，共轭距151mm，要求镜头总长小于8mm，后截距大于15mm。
像质要求：根据探测器规格，半像高为11.14mm，设计镜头MTF截止频率为1/2p=28.9lp/mm，成像弥散斑小于一个像素，各视场的MTF值在截至频率处大于0.5。
1、设计思路
参数计算：这里选择初始结构的方式进行优化，因此需要计算焦距以便在设计过程中进行焦距缩放。计算结果如下。
注：像方焦距
、共轭距
、垂轴放大率
关系式推导：
2、选取初始结构
初始结构选取按照F#相近的原则选取，且兼顾系统总长。
3、在ZEMAX中设置系统参数
焦距缩放为21.98mm，依次设置系统孔径、视场、波长，打开光线瞄准。系统孔径选择像方空间F#为4.5，视场选择近轴像高，设置3个视场：0、11.14×0.707、11.14；接收器为普通照相机，波长选择F（青光）,d（黄光）,C（红光）=486.13nm，587.56nm（中心波长），656.27nm。更该初始结构后系统像质有所改观，但MTF与设计要求相差甚远。
4、系统优化设计
设置物面厚度为124且设为变量，将曲率半径和厚度CTRL+z设为变量，材料固定。因像方焦距、共轭距、垂轴放大率存在一定的关系，在优化时仅需选取其中两个参数进行优化即可，这里选择优化共轭距和焦距。
打开评价函数编辑器，优化向导设置如下：其中厚度边界可适当放宽，优化完成后发现不合理之处，如光阑与镜片距离太近，可利用ETVA操作数单独修正某个面的厚度。此处设置了厚度边界，需要在操作数界面删除第0面和第7面的厚度限制。
5、像质评价
雷竞技下载找ray666点vip系统的像质评价方式一般包含瑞利判断、斯特列尔比、分辨率、点列图和雷竞技下载找ray666点vip传递函数。点列图适用于大像差的雷竞技下载找ray666点vip系统，雷竞技下载找ray666点vip传递函数适用于大小像差的雷竞技下载找ray666点vip系统，二者均可评价低频中频和截至频率处系统成像的质量，而后者往往更加综合全面。优化完成后可以看到全视场MTF在29lp/mm下均大于0.5。根据光线光扇图，轴外视场存在明显的子午慧差，色差明显；由赛德尔图，主要像差为畸变值。相对畸变在2%~3%之间，满足一般照相物镜的要求。可使用DISG操作数继续优化畸变值，但相应的MTF曲线下降。
替换玻璃，锤形优化，厚度圆整。在厚度圆整之前，MTF尽量优化到略高于系统要求，避免圆整后像质下降。厚度圆整与优化需要交替进行，逐步改变接近于有效位数较少的参量。结果如下，但所使用的材料均为高折射率材料，高折射率材料意味着更高的成本，这显然是不可取的。
给定外径余量。为满足雷竞技下载找ray666点vip系统安装到镜筒中时，光线不被镜筒内壁、隔圈等机械零部件遮挡，需要给定一定的边缘宽度。这个边缘宽度，在优化时需要考虑在内，即两镜片边缘厚度设置要满足一定的要求。
6、公差分析
雷竞技下载找ray666点vip系统的公差分析是雷竞技下载找ray666点vip设计中的一个重要环节，它主要评估加工精度和生产可行性。公差分析的目的是确定雷竞技下载找ray666点vip系统中所有可能存在的误差种类及其大小，然后通过模拟这些误差对系统性能的影响，以确保最终产品能够在规定的公差范围内达到预期的性能指标。
（1）确定公差评价指标
雷竞技下载找ray666点vip元件的半径、厚度、曲率半径、倾斜、偏心、空气间隙、折射率均会影响系统性能，根据雷竞技下载找ray666点vip成像系统公差表，选择Q5等级对柯克三片式物镜进行公差分析。
（2）设置公差
系统结构不存在过小的曲率半径，使用一般的加工精度即可满足要求，因此这里不设置曲率半径误差。
（3）公差分析
顺应系统设计要求选择几何MTF平均，进行100次蒙特卡洛分析，模拟100次生产装配过程中的实际情况，得到100个几何平均MTF数值。
得到最坏偏离于蒙特卡洛分析结果如下：最后一片透镜XY偏心较大，可适当收紧为0.025；有90%的样本MTF大于0.566，满足加工要求。一般情况下，进行公差分析之后的几何平均MTF值可以小于系统设置要求。对某一项公差收缩或者放宽，形成不同公差等级的结果。放宽意味着将公差范围变大，改变公差等级从而利于加工，如从Q5变为Q6。收缩反之。
雷竞技下载找ray666点vip材料简述
可以看到，初始结构所使用的雷竞技下载找ray666点vip材料主要采用的是雷竞技下载找ray666点vip玻璃，分别是H-LAK53、F13、H-LAK54。三片材料分别代表什么意思呢？无色的雷竞技下载找ray666点vip玻璃牌号一般由三部分组成：
①"P-","N-",缺失，代表玻璃是否环保。我国雷竞技下载找ray666点vip玻璃以H-表示，肖特公司以N-表示。
②玻璃类型。F火石，K冕，LA镧，S重，L轻，SS超重，LL超轻，玻璃的”轻重“是指折射率的高低，如SK为重冕玻璃，LAF为含稀土镧的火石玻璃。
③数字。原则上来讲数字的高低与玻璃的折射率高低有一定的关系。折射率的高低不能简单的根据数值上的大小得出结论。
如H-LAK53表示的是玻璃材料为镧冕环保型玻璃，其折射率高于H-LAK54，如下图所示。F13为非环保的火石玻璃。
此外，在优化过程中，可编写相应的ZPL宏程序实时监控透镜加工的难易程度。透镜加工的难易程度由机械法定心系数决定。机械法定心是将透镜放在一对同轴精度高、端面精确垂直于轴线的接头之间，利用弹簧的压力夹紧透镜，根据力的平衡实现定心。雷竞技下载找ray666点vip定心系数公式为：
机械法定心适用于中等尺寸与精度的透镜实现大批量生产。
二、结构设计
1.zemax CAD导出到solidworks
公差分析完成后，CAD导出为STEP格式，其中，勾选虚拟面并设置厚度可显示光阑或者像面。SW打开设置如下图。
2.三维建模
2.0总体结构
结构参考海燕的放大机物镜进行设计，机械总体结构分为前组、光圈和后组组成。光圈及其调节环设置在前组后组之间，镜片1与镜片2安装在前组内，分别由两个隔圈固定；镜片3安装在后组，由一个隔圈固定。
2.1 前组
2.2 光圈
2.3后组
上传图片为啥那么糊呢？
发表于 2024-6-28 15:56
