[已解决]想请大家看下我设计的这款定焦的远射物镜可不可以？

古今天

一个定焦远射物镜，需求是：观察50m-500m远的物体，物体大小为400mm×400mm
设计指标：焦距500mm，入瞳44mm，总长200mm；相机分辨率为2048×2048，像元大小为5.5um×5.5um



图1是我使用的镜片和二维图




图2是物体500m时的MTF和点列图




图3是物体400m时的MTF和点列图




图4是物体300m时的MTF和点列图




图5是物体200m时的MTF和点列图




图6是物体100m时的MTF和点列图




图7是物体50m时的MTF和点列图




图8是公差分析-向导



图9是公差分析-评价




图10是公差分析-结果


设计过程中有几个问题点，想请问一下：
1、图1中使用的镜片材料是否可行？有两片是肖特的，其它的是成都光明的，是否我需要锤成全部都是成都光明的玻璃？
2、图2-图7中对于MTF图我有几个疑问：
     a、这里看的截止频率是以奈奎斯特频率为准吗（1/(2×0.0055)=90lp/mm）,我需要设计90lp/mm时＞0.3吗？我这次设计没有约束MTF，让它自己跑，然后我去查看90lp/mm＞0.2
     b、设计时要求光学截止频率＞奈奎斯特频率，光学截止频率（1/(波长×F数)=1/(0.000588mm×11.48)=148lp/mm），这里的F数是近轴F数还是工作F数？
     b、在200m-500m的时MTF基本达到衍射极限，但是50m的不成样子（如果按照当前的结构安装后，拿回来摄影是不是根本没法看清50m远的物体了？），请问有什么好的方法提高50m时的MTF吗？
3、图8-图10公差分析中有几个疑问：
     a、图8是公差分析-向导，我初步给了可加工的值（参考的陈老师给的），请问这些值可行？并且只需要管X方向的偏心和倾斜？
     b、图9是公差分析-评价,这里选择衍射MTF平均时，MTF频率填多少？我填的是MTF>0.3时对应的线对，请问这里是填奈奎斯特频率90lp/mm吗？
     c、图10是公差分析-结果，我看论坛上陈老师说的填MTF>0.3时对应的线对，然后公差分析，90%＞0.15即可。所以我这里就可以了吗？
4、进行公差分析后，我也进行了定心系数调整：
     a、请问接下来我还需要做无热化分析和杂散光分析吗

     b、我是否还需要计算这款镜头的景深

最佳答案

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哈特多蒙

2025-3-6 20:40

1.一般还是要锤成成都光明，成本低，供应链稳定，镜片主要要关注胶合处，查看下两个镜片热膨胀系数，不能差距太大，最好口径上有0.1差别方便加工后定心。
2.a.奈奎斯特频率算的是准确的，需要设计大于0.3。
  b.工作F数。
  c.用多重结构不同物距组态，给50m分配权重增大。
3.a这些公差值可行，只管x偏心可以，偏心和倾斜是相互转换的，给出一个即可。
  b.MTF填90lp/mm。
  c.一般80%大于0.3，90%大于0.15,要求严格的镜头90%大于0.3。
4.a.无热化分析跟使用场景相关看你对温度要求，杂散光分析要做。
   b.景深需要计算，在装调时候验证

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古今天

请各位指点一下＼(`Δ’)／

哈特多蒙

1.一般还是要锤成成都光明，成本低，供应链稳定，镜片主要要关注胶合处，查看下两个镜片热膨胀系数，不能差距太大，最好口径上有0.1差别方便加工后定心。
2.a.奈奎斯特频率算的是准确的，需要设计大于0.3。
  b.工作F数。
  c.用多重结构不同物距组态，给50m分配权重增大。
3.a这些公差值可行，只管x偏心可以，偏心和倾斜是相互转换的，给出一个即可。
  b.MTF填90lp/mm。
  c.一般80%大于0.3，90%大于0.15,要求严格的镜头90%大于0.3。
4.a.无热化分析跟使用场景相关看你对温度要求，杂散光分析要做。
   b.景深需要计算，在装调时候验证

古今天

哈特多蒙 发表于 2025-3-6 20:40
**** 本内容被作者隐藏 ****

请问您的回答能放开权限吗，我看现在要30积分才行，我没有积分，如果可以感激不尽

哈特多蒙

古今天 发表于 2025-3-7 05:23
请问您的回答能放开权限吗，我看现在要30积分才行，我没有积分，如果可以感激不尽 ...

修改了

古今天

哈特多蒙 发表于 2025-3-7 08:45
修改了

好的，非常感谢！

古今天

哈特多蒙 发表于 2025-3-7 08:45
修改了

请问一下，现在我这个系统衍射极限mtf在90lp/mm才0.23左右。我想要系统提高到0.3以上，请问有什么方法，通过减少F数可以吗？

哈特多蒙

古今天 发表于 2025-3-7 16:58
请问一下，现在我这个系统衍射极限mtf在90lp/mm才0.23左右。我想要系统提高到0.3以上，请问有什么方法， ...

可以试着通过减小F数方式试试，或者看赛德尔图针对性优化像差，另外多换材料锤一锤，如果还不行就考虑非球面，全局优化，这些办法都不行就说明这个结构的潜力有限，需要更换结构

古今天

哈特多蒙 发表于 2025-3-8 08:25
可以试着通过减小F数方式试试，或者看赛德尔图针对性优化像差，另外多换材料锤一锤，如果还不行就考虑非 ...

好的👌🏻

总碎屏的马马鸭

我看你的材料里有两个D开头的(低熔点),一般是用在非球面上的材料，这两个可以换成成都光明其他的材料。