摘要：光学设计技术设计出的光学镜头现阶段正广泛应用于人们常见的数码相机、手机镜头、车载镜头，工业生产的自动化视觉测试以及特殊生产实践领域。本文概述了光学设计技术的国内外研究现状，接着介绍了一种基于ZEMAX光学设计软件的球面定焦镜头的设计，镜片数目为5块，物距为200mm，有效焦距5.95mm，CCD对角线尺寸为6.2mm，系统总长为10.44mm，并在对像差理论深入了解认识的基础上从多个角度评判设计结果是否优越，接下来在球面定焦成像镜的设计基础上，修改面型为非球面进行优化设计，并从相类似的角度去评判设计结果是否优越。最后比对了球面定焦成像镜头和非球面定焦成像镜头的设计，从像差理论角度对球面设计和非球面设计进行了分析。

关键字  光学设计  像差理论  球面定焦成像镜  非球面定焦成像镜

毕业设计说明书外文摘要

Title  Analysis of Design Method of ZEMAX Cup Optical Lens Application Design Contest in 2016

Abstract：    Optical design technology designed optical lens at this stage is widely used in people's common digital camera, mobile phone lens, car lens, industrial production of automated visual testing and special production practice. This paper summarizes the research status of optical design technology at home and abroad, then introduced a ZEMAX optical design software based on the spherical focus lens design, the number of lenses for the five, object distance of 200 mm, the effective focal length of 5.95 mm, CCD diagonal size of 6.2 mm, the total length of the system 10.44 mm, Based on the understanding of the aberration theory, the design results are judged from many angles. Then, on the basis of the design of the spherical fixed-focus imaging mirror, the modified surface is optimized as the aspheric surface, and from the similar Angle to judge whether the design results are superior. Finally, the design of spherical and non-spherical fixed-focus imaging lenses is analyzed, and spherical design and aspheric design are analyzed from the perspective of aberration theory.

Keywords  Optical design   Aberration theory   Spherical fixed focus imaging mirror   Aspheric fixed focus imaging mirror

目  次

1  绪论 1

1.1  课题背景 1

1.2  进步中的光学设计技术 1

1.3  本课题的主要研究内容 2

2  光学设计技术新发展 4

2.1  新设计的光学参数分布 4

2.2  新设计的光学成像特性和波长 5

2.3  新设计的制造工艺 6

3  球面定焦成像镜的设计 7

3.1  波长，孔径，视场的设置 7

3.1.1  波长的设置 7

3.1.2  孔径的设置 7

3.1.3  视场的设置 8

3.2  结构数据的输入和优化 9

3.2.1  结构数据的输入 9

3.2.2  优化函数的设置 9

3.2.3  变量的设置 10

3.2.4  结构的优化 10

3.2.5  球面定焦成像镜的像差分析 12

4  非球面定焦成像镜的设计 18

4.1  球面和非球面的比较 18

4.2  ZEMAX中非球面的定义 18

4.3  从球面设计到非球面设计的优化 18

5  比对球面定焦成像镜和非球面定焦成像镜的设计结果 21

5.1  场曲的比对 21

5.2 畸变的比对 21

5.3  波像差的比对 22

5.4  点列图的比对 22

5.5  对应用大赛试题的分析 23

致谢 24

参考文献 25

1  绪论

1.1  课题背景

光学设计技术是一门非常精致的技艺，它尤其诱人，尤其为大多人称赞，是因为这门技术是一种融汇了经典技术和流行观念的技术。照像机有很多，可传统的光学结构和光学设计却为数不多，因此，在非无限的自然科学准则里，坚定不移地完善以及优化光学镜头的品质，及将光学镜头小型化，所有的亮点全可以被定义成不断成长不断进步的成绩[1]。