第一周题目：风景镜头

Tsinghua_ming

这周风景物镜题目让我想起了小时候玩的卡片照相机，里面的镜头大概就是这种弯月型的透镜

先看设计的要求：

焦距 f=100
波长可见光
F数 = 15
材料：成都光明玻璃库

要求：给出了三个视场的点列图 0 0.717 1
具体：
0° 30um
10.5° 50um
15° 80um

初始结构：在zebase库里面选用了一个前风景物镜，视场整幅25°，F#=15，视场一会可以减小

把透镜两个面的半径，和光阑距离作为变量，选用Spot RMS centroid 进行优化，发现了一个问题，优化的过程中0视场和10.5视场的RMS半径到50um，就优化不下去了，看了看帖子里面大家的评论。

总结出对应的解决思路：1. 加大中心视场优化的权重。2.增加默认优化传递函数中的环和臂。马上就达到了设计的要求！

然后加入焦距，F#的控制优化


优化之后再将玻璃设置为替代，也进行优化，发现优化出现的玻璃是低折射率1.45附近，高色散90附近，然后对照玻璃的表，找到H-QK系列玻璃，对照价格，固定玻璃H-QK3L。



后面可以将镜片的厚度固定为1.5，再进行一次优化。

公差分析等到明天再做，加油！打工人！

慢慢学习，加深理解镜头设计的相关过程，熟能生巧。

aonex125

     这个帖子让我感觉到公差分析的重要性，以前就是设计镜头，把指标做出来就觉得很好了，没管公差啥的，关键也不太懂。那就是纸上谈兵，沉迷理论，产品能够做出来才最重要。虽然这个镜头设计比较简单，我还是练习了一下。
    如下图所示，1.玻璃材料因为H-qk3l用的比较多就选了这个，后来用锤性优化换玻璃也不太好，所以就用这个玻璃了，性价比高。
                       2.透镜口径14mm，中心厚度大于1mm就行了，边厚也大于1mm。
                       3.公差分析，说实话这个我也是自己看感觉配的，刚开始tiltx，tilty设的3°，显示比较敏感，就改为1°了，用的rms评价，弥散斑小了些。

    问题请教：
    对于这个风景镜头来说

    1.透镜表面的x，y方向的偏心一般多大，完全没概念。
    2.然后元件的偏心和倾斜公差一般多大。

Tsinghua_ming

来履行昨天的诺言了，进行公差分析。浏览了版主发的公差分析介绍的ppt，很有收获！

我理解的公差分析，是将镜片加工过程中的误差，代入到zemax的设计过程中，用蒙特卡洛光线追迹的方式，根据判据的不同（RMS,MTF等），判断加工的良率。

误差有：
1. 表面误差——半径、厚度、偏心和倾斜；
2. 元件偏差——机械孔径（安装轴）和透镜孔径（元件轴）的偏差；
3. 材料——折射率、阿贝误差等。

通过下面的公差等级Q8，设置公差的参数如下




得到下面的分析结果：



从100次的蒙特卡洛分析来看，这些结果的RMS变化不超过2um，43um<50um，符合设计要求，
变化比较小，可以适当的放开公差，降低成本，再次设置公差如下：



结果发现RMS变化还是不大，44um<50um，看来这种透镜对公差的偏心倾斜都不是很敏感。

hohowater

第一次做镜头设计，结果如下：

首先玻璃选用的最普通的H-K9L,增加了一个前置光阑面，直接设置半径以及距离为变量，局部优化即得到结果，按照公差等级Q8设置进行公差分析，发现公差影响很小。
也设计了一个光阑放置镜头后面的，rms光斑大2um左右，

hohowater

hohowater 发表于 2020-12-18 22:53
第一次做镜头设计，结果如下：

首先玻璃选用的最普通的H-K9L,增加了一个前置光阑面，直接设置半径以及距 ...

按照8358所的<光学系统设计>中关于慧差的介绍，说单透镜成像时 光阑位于右边  慧差要小一点。因此刚开始设计时使用的光阑位于透镜右边的，结果满足要求，但是看其他方案都是光阑位于左边，因此又设计了一个光阑位于透镜左边的，放置最后效果光阑位于左边的光斑要好一点。因此再思考，是不是光阑位于右边慧差小，但其他像差大，导致合成像差反而大了。
但是看了一下赛德尔系数，发现光阑在右边的的初级像差都小于在光阑在左边的，但为什么rms光斑是相反的呢？哪位大神指导下

江峰1010

Dreamor_007 发表于 2017-5-21 09:57
以下是我做的一个结果

您好，我是最近才转这行的，刚才看您这个风景透镜的例子里面，我注意到那个公差等级表里面的倾斜后面的单位是′，而zemax里面是°，不知道我们是不是应该转换一下呢还是两者其实是一回事啊？

jnu-cgl

江峰1010 发表于 2020-12-23 16:11
您好，我是最近才转这行的，刚才看您这个风景透镜的例子里面，我注意到那个公差等级表里面的倾斜后面的单 ...

如果是球面系统的话，表面的倾斜和偏心是同一回事，设置一个就可以了

江峰1010

wsqa123 发表于 2018-6-5 18:28
我也来说说我的练习，过程为：
1、选择一个透镜和光阑，透镜曲率半径、厚度选择双凸的合理值，光阑到 ...

您好，我想问您一下，选择材料为变量，控制相对价格在4以内，然后ZEMAX自动找到H-QK3L，这一步具体是怎么操作的过程呀？

江峰1010

小白，看到前面的帖子，我也从zebase里面选取了一个初始结构A003，选择RMS+波前和点半径（这个反复选，因为前两天看到一篇文章说了一下这两个的区别）+质心，玻璃的选取我还不太会，就先用了K9玻璃，优化结果如图

面临同样的问题：MTF好像很低，同时和前面遇到的畸变问题一样，也是畸变比较大

公差分析如下图：

还有一个问题，上面没有看到这个问题的答案，我想问一下：公差分析的最下面那些10%-90%的概率是代表什么？打个比方，90%后面的是0.039，意思是指的

满足RMS半径在0.039的概率为90%么还是什么意思啊？

天空很蓝

江峰1010 发表于 2020-12-24 10:52
小白，看到前面的帖子，我也从zebase里面选取了一个初始结构A003，选择RMS+波前和点半径（这个反复选，因为 ...

是你说的这个意思，90%的rms小于0.039