变焦镜头中多重组态的应用

相信光072

分享一个在《Zemax中文版|光学设计 从入门到精通》中一个变焦镜头的例子，主要是对多重结构编辑器的应用。
以下是设计要求：


1.选定初始结构-zemax内置初始结构sc-zoom1.位置在C:\Users\tang\Documents\Zemax\Samples\Short course\Archive

初始镜头数据和2D图如下：




2.入瞳直径保持默认，由于规格参数中给出像面直径为固定值34mm，因此可以在视场编辑器中设置为近轴像高，添加两个视场：12，17.如图所示：


添加F，c，D三个波长。添加完3D图如图所示，此时系统是焦距为98.5的定焦系统。


3.要实现焦距75-125mm的变焦，可以选75、100、125三个状态进行设置优化。主要通过改变系统中所有空气厚度实现变焦。这也是光学变焦的主要应用方式。体现在镜头编辑器中就是面3、4、7、10的厚度值。在多重结构编辑器中添加3个结构和4个组态操作数。设置操作数为THIC，“表面”分别设置为3,4,7,10，如图所示。此时不用修改厚度值。


在3D布局图中，为了能一次性看三个不同组态的图，可以设置Y方向偏移60.结构选“所有”。设置和结果如下：


5.变焦镜头优化。使用ctrl+Z设置所有曲率半径为变量，和多重结构编辑器中所有厚度为变量进行优化。如图所示；






6.使用自动优化，局部优化。设置“成像质量”为“点列图”，“X权重”和“Y权重”为0，勾选“玻璃”厚度，最小为4，最大为18，边缘厚度为4，“空气”，最小为1，最大为1000，边缘厚度为1.确认之后系统自动创建多个缺省操作数。


7.这里需要为每个组态指定焦距值，在每个CONF下插入一个空白操作数，输入“EFFL”，并指定焦距分别为75,100,125，权重为1.这里只显示一个


8.点击自动优化，执行优化。采用默认，开始，结束后三维布局图如图所示：


9.这里三个组态同一镜片的孔径大小不相同，是因为在不同组态下相当于不同系统中，zemax中的元件孔径是自动跟随光线变化的，即始终保持最小有效孔径。为了更贴合实际，我们需要将所有透镜孔径设置为最大解。在镜头数据编辑器中，净口径设置为“最大”。


设置后三维图如下：


总结：这里介绍如何利用多重结构编辑器来进行变焦镜头的优化，对像质还未进行校正，有大佬进行像质分析可以发出大家互相交流。
这里是最后的文件

hhhddd

贴文件最好后缀是ZMX和ZAR，ZOS低版本看不了

相信光072

hhhddd 发表于 2024-7-5 11:14
贴文件最好后缀是ZMX和ZAR，ZOS低版本看不了

第一次发新帖，请见谅，刚重新上传了新的文件。

Te一谙田

总长变化的变焦实际中很少见。

相信光072

Te一谙田 发表于 2024-7-5 16:10
总长变化的变焦实际中很少见。

这里主要是为了说明多重组态的应用，刚查了一些帖子，控制总长不变，可以增加一个ZTHI操作数，控制它为0，进行控制。我目前也在学习阶段，有不足都地方还望各位指正，也欢迎大家在此基础上优化。

cq20150401

Te一谙田 发表于 2024-7-5 16:10
总长变化的变焦实际中很少见。

摄影的变焦镜头都是总长变化的

Te一谙田

cq20150401 发表于 2024-7-5 16:43
摄影的变焦镜头都是总长变化的

嗯，是的，这种的还没接触过，接触的是安防监控的变焦多一些。