Zemax数码相机镜头设计

接下来为大家讲解Zemax数码相机镜头设计，以及zemax镜头优化步骤涉及的相关信息，愿对你有所帮助。

简述信息一览：

• 1、Zemax光学设计---变焦镜头
• 2、如何使用Zemax软件STAR模块和ZOS-API进行结构、热、光学性能STOP分析...
• 3、如何使用ZEMAX进行公差分析
• 4、Zemax仿真:库克相机三片式物镜优化
• 5、zemax视场角的设定

Zemax光学设计---变焦镜头

Zemax光学设计中的变焦镜头设计是基于变化镜片间距来实现焦距改变的技术。以下是关于变焦镜头设计的关键要点：变焦原理：理论基础：通过变化镜片与镜片之间的空气厚度来实现焦距的改变。变焦倍数：变焦镜头的变焦倍数是长焦距与短焦距的比值。

使用ZEMAX等光学设计软件，对三片式放大镜系统进行模拟和优化。调整透镜参数和系统布局，以最小化像差，并提高成像质量。确保在整个放大倍率范围内，系统都能保持良好的成像性能。制造和测试：根据优化后的设计参数，制造三片式放大镜。

牛顿式反射望远镜的设计是一个经典的光学设计问题，其核心在于利用反射镜替代透镜来实现光线的汇聚和成像。以下是一个基于ZEMAX的牛顿式反射望远镜设计步骤的详细解

自由曲面镜片：复杂面型允许主平面大幅偏移，适用于VR/AR光学系统。变焦系统：多镜片联动设计（如相机镜头）中，主平面随镜片间距改变，Zemax可设置多重结构模拟变焦过程。 操作方法在Zemax编辑器中对镜片参数（如曲率半径、间距）添加变量，用优化操作数控制主平面偏移量。

光学笔记一：镜头相关参数概念 CRA（Chief Ray Angle，主光线角度）CRA是指在镜头传感器一侧，可以聚焦到像素上的光线的最大角度，该角度处的像素响应度为零度角像素响应度的80%。传感器的像素点上设有微透镜，因此传感器也有CRA。

如何使用Zemax软件STAR模块和ZOS-API进行结构、热、光学性能STOP分析...

1、STAR用户扩展程序的使用使得分析过程更加高效，通过加载FEA数据集并进行拟合，可以评估不同热条件对系统性能的影响。文中还详细介绍了如何利用ZOS-API功能，生成1D和2D绘图，以评估不同性能指标和设计更改对系统性能的提升效果。

2、借助Ansys Zemax OpticStudio企业版，设计师可以进行结构和热分析，模拟在热条件和机械负载下系统的变化。通过将Ansys Mechanical的仿真结果加载到Ansys Zemax OpticStudio企业版中，实现静态和瞬态仿真，从而全面了解光学性能。

3、执行光线追迹：调用相应的方法执行光线追迹，并读取结果。可以使用 ReadNextResults 或 ReadNextResultsFull 方法获取追迹结果。处理结果：对获取的光线追迹结果进行处理和分析。在 Python 中进行批次处理 加载 DLL 文件：使用 Python 的 ctypes 或 cffi 库加载 RayTrace.dll。

如何使用ZEMAX进行公差分析

为了开始公差分析，首先在镜头设计完成后，点击“公差数据编辑器”，然后使用“公差分析向导”建立所需的公差操作数。按下“公差分析”按钮后，界面将展示具体分析设置，如“蒙特卡罗”运行次数和“显示最差”选项。选择“蒙特卡罗”运行数为20，确保结果准确性。同时，设定“显示最差”为30，聚焦于关键的公差偏离情况。

反极值分析是ZEMAX公差分析中的一种重要模式，它可以帮助设计师在满足性能要求的前提下，合理设定各项参数的公差范围。通过本文的介绍，相信新手们已经对反极值分析有了更深入的了解和认识。在实际应用中，建议结合具体情况进行灵活应用，并不断总结经验教训，以提高分析效率和准确性。

为了验证RSS方法的有效性，我们可以打开一个ZEMAX内置范例进行分析。例如，在“Cooke 40 degree field.zmx”范例中，我们可以输入简单的6个公差，并分析第一片与第二片镜片的倾斜、离心与镜片厚度。然后设置公差分析参数，并查看预估性能改变量的值。

以双透镜系统为例，首先确定透镜基本参数，如孔径值为26，波长选择为可见光。接下来，通过Zemax软件进行公差分析。在向导页面中，设定表面公差和元件公差，包括半径公差、厚度公差、玻璃折射率误差，以及四个面的位置公差，涵盖了零件加工误差和组装公差。

***用灵敏度分析方法，选择RMS光斑半径作为公差分析的标准。使用近轴焦点进行补偿，以更准确地评估公差对系统性能的影响。运行蒙特卡洛分析：在蒙特卡洛选项卡中，设置运行数，然后点击显示补偿器，开始进行分析。蒙特卡洛分析通过模拟多种公差组合，评估其对系统性能的总体影响。

Zemax仿真:库克相机三片式物镜优化

1、在Zemax中对库克相机三片式物镜进行优化，主要步骤和要点如下：设定基本参数：焦距：设定为50mm。相对孔径D/f：设定为1/5。视场：2w设定为55°。创建库克物镜基本结构：在Zemax中设置系统孔径、视场、光线波长等参数。创建库克三片式镜头的基本结构，即单凸透镜、间隔、单凹透镜的对称式设计。

2、在Zemax仿真中优化库克相机三片式物镜的关键步骤包括以下几点：设定初始设计参数：焦距：设定为50mm。相对孔径：设定为1/5。视场：设定为55°。***用多参数优化：在Zemax中，通过调整镜片的曲率和厚度分布，以增强库克物镜的像差校正性能。目标是在保持低场曲的同时，减小除场曲外的其他像差，如球差等。

3、库克三片式镜头设计旨在通过将单凸透镜和单凹透镜拉开，形成对称式设计，优化像差。设计要求焦距为50mm，相对孔径D/f为1/5，视场为2w为55°。设计目标是在减少场曲的前提下，优化其他像差，使它们尽可能减小。

zemax视场角的设定

在ZEMAX中设定视场角时，应遵循以下步骤和原则： 确定全视场角： 首先，明确系统的全视场角。例如，如果系统的全视场是20度，那么半视场就是10度。 设置带区视场角： 一般按照带区设置视场角，常用的5个带区包括：0度、0.3带、0.5带、0.707带和1带。

在Zemax中，设置半视场角8度需要进行以下步骤：打开你的Zemax工程，选择你要设置半视场角的光学系统。在System Explorer右键单击光学系统名称，并选择New Analysis-“Field Analysis”。在弹出的Field Data对话框中，选择User Defined，并点击Edit按钮。

在Zemax中设定视场角时，一般按照带区进行设置，常见做法包括选择0度、0.3带、0.5带、0.707带和1带这五个带区。以下是关于如何在Zemax中设定视场角的详细说明：全视场与半视场：首先确定系统的全视场角，例如20度。半视场角即为全视场角的一半，即10度。

在Zemax软件中设定视场角时，通常按照带区进行设置，例如0°、0.3°、0.5°、0.707°、1°，这是比较常用的标准带区。比如，如果系统的全视场为20°，那么半视场即为10°，因此在Zemax中输入的带区应为0°、3°、5°、07°、10°。

视场角通常按照带区进行设置，常见的带区包括0度、0.3带、0.5带、0.707带和1带。如果系统的全视场是20度，那么半视场就是10度。根据带区设置原则，可以在Zemax中输入的5个带区分别为0度、3度、5度、07度、10度。带区数量：带区的数量并不是固定的，可以根据需要多设或少设。

在Zemax中设定视场角时，应遵循以下步骤和原则：答案：视场角设置原则：视场角通常按照带区进行设置，常见的带区包括0度、0.3带、0.5带、0.707带和1带。如果系统的全视场是20度，那么半视场就是10度。根据这个全视场，可以在Zemax中设置相应的带区，如0度、3度、5度、07度和10度。

关于Zemax数码相机镜头设计，以及zemax镜头优化步骤的相关信息分享结束，感谢你的耐心阅读，希望对你有所帮助。