第一篇：zemax像差知识总结
一、zemax的spot diagram的看图方式说明
光学设计程序zemax中有个很常用的评测光学系统质量的分析工具－spot diagram，中文翻译就是点图，借助它可以形象的对光学系统成像进行很好的描述。这里写下本人对spot diagram的体会和认识。可以通过多种方式在zemax中显示点图，方式一：直接点击在屏幕菜单工具栏中的“Spt”按钮；方式二：选择菜单 Analysis-Spot Diagrams-Standard。
点图的原理是显示光学系统在IMA面上的成像。换句话说，它就是通过计算，把一系列物方的点通过光学系统以后，成像在IMA面上的情况给实际绘制出来。
为了表现方便，它可以选择一系列预定的模板形式，具体来说，比如一个在轴上的点，从无限远成像到IMA面上，zemax就模拟在无限远有若干个发光点，这些点平行射入入瞳，然后经过光学系统，最后成像在IMA面上。显然如果光学系统是完美的光学系统，那么这些点成像点为一个理想的点。
但对于实际的光学系统，就会成像为一个弥散斑。那么这个弥散斑在IMA面上的像，就是Spot Diagram。同理，在非轴上点，也可以参照主光线的角度和位置，形成一系列的发光点，经过入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一个弥散斑。
如何通过spot diagram看光学设计的质量，简单说，这个弥散斑越小越好。如果你发现弥散斑足够小，满足你对光学系统最小弥散斑的要求（spot diagram的单位是微米）那么你的光学系统就完全可以进行实际的加工了。换句话说，就是你的光学系统已经可以设计完成了。
如何才知道你的光学系统足够的好？这里有个参考，就是airy斑的参考。airy斑是物理光学的一个概念。它指出在形成的弥散斑直径在2.44*F*(主波长)以内的时候，该光学系统可以认为是理想（完美）光学系统。这样当你在spot diagram图中，在setting菜单中，设置显示airy斑。然后发现你的点图完全都在airy斑环之内，你就可以认为你的光学系统设计已经完美。
但实际上，很少有光学系统，可以满足符合airy斑直径的要求。那么说明你的光学系统有像差。究竟是哪种像差在起主要作用？主要的像差有，球差，慧差，像散，场曲，畸变。
这些像差在spot diagram上的表现各不相同。但由于一个光学系统通常是各种像差的混合。因此需要你对spot diagram的形状进行判断。确认是主要是哪种像差，然后通过修改玻璃，或者曲率 以及光阑的位置等加以调整。
在spot diagram中还有几个参数可以参考，RMS RADIUS，均平方根半径是一个重要的半径参数，它是弥散斑各个点坐标，参考中心点，进行的坐标平方和后，除以点数量，然后开方的值，这个值的半径可以反映一个典型的弥散斑的大小，但它不是全部弥散斑的直径，全部弥散斑的直径是GEO RADIUS。RMS RADIUS是重要的反映弥散质量的参数，它和在优化中，MF的值极大的吻合。(就是说MF的某个视场最后值就是RMS的半径)
二、Zemax基本像差的控制和优化
光学设计论著中评价光学系统设计阶段的成像质量通常使用两套像差曲线体系。一个是“独立几何像差”，分别描述了成像光束在像空间的结构和状态。例如轴上点球差和轴向色差曲线，轴外点像散、场曲曲线，等等，其优点是很明显的，能够直观的了解该项像差的定性和定量数值。对于特定的光学系统，设计人员容易从该系统可能存在的主要像差分析入手，快速了解和控制像差优化进程中变化趋势，很方便制定下一步校正方法。其缺点就是系统性不强，只能反映影响像质的某些方面，不能反映全局的像差情况。一个是“垂轴像差曲线”，定义为不同孔径子午、弧矢光线和主光线在理想像平面上的 交点之间的距离来表示。其直接给出了不同孔径的光线对在像平面上的弥散位置，反映了像点的大小和光束能量集中程度，全面显示了系统的成像质量。
单项几何像差和垂轴像差都是用来描述系统的成像质量的，两者从不同的方向对系统成像质量进行了描述。如果说垂轴像差侧重于综合性、总体性，那么单项几何像差侧重于局部、某个形态。两者之间的关系可以概括为“系统”和“局部”的关系。也就是说，从垂轴像差曲线设计人员能够宏观的了解成像质量的情况，例如：像点弥散斑大小，能量集中程度，彗差大小，场曲大小，轴外球差情况，从而判定系统的整体好坏。当然，如果要更为直观的、定量的了解垂轴像差曲线反映的像差情况，可以查看几何像差曲线。ZEMAX中没有提到的像差曲线，例如：轴外球差，彗差等。
正确的设计思路归结如下：设计人员心中对系统的成像质量评价要综合使用目的、设计、加工制造等环节后建立的一套清晰的体系。
ZEMAX提供的工具很多，有些是侧重某个方面的像差，有的是仿真计算某种光学特性。笔者认为，设计人员手下的作品都是有针对性的，有服务方向的，就拿光学镜头而言，摄像机镜头、数码相机镜头、照相镜头、安防镜头、工业检测镜头、电脑眼等等，更有偏重，各有自身的“最合适”评价和设计。成熟的设计人员不是追求像差极致、为像差所累的家伙，成熟的工程师是权衡设计用途，综合考虑设计、使用和加工装配综合性能价格比，绝不是为了优化而优化。例如：设计人员都知道，通常使用的对设计结果进行评价的工具有MTF和点列图。点列图主要反映能量集中程度，弥散尺寸；MTF则预示了实际镜头的成像锐度以及分辨能力。然而这些有的时候还是不够的。
投影镜头设计需要了解成像细节边缘的情况，这时可能需要引入“Line/Edge Response”，直观的仿真景物边缘被模糊的情形。
MTF是最常用的设计系统成像质量评价依据：景物轮廓主要是低分辨率部分反映出来，细节部分则由高频部分反映。CCD或者CMOS本身的响应也不是理想的，正如人眼也有自身的阈值对比度一样，在这些成像传感器也有自己的阈值对比度，高国欣(《数码镜头设计原理》，2005)认为其为0.15左右，没有给出理论依据。本文给出分析说明。
Kazuhiko Ohnuma 在其论文《可直接观察通过人工晶状体后成像的模型眼》(《视光学杂志》，2000，Vol.2，No.1 P.32-37)中提到CCD摄像机的阈值对比度为0.008，和人眼0.010相近。其实，光电系统的阈值对比度和景物背景亮度、景物细节分辨要求是相关的。也就是说，在不同的亮度下，CCD阈值对比度是不同的；不同景物细节(空间频率不同)，其阈值对比度也不一样，阈值对比度是景物亮度、空间频率二者的函数。不过，自然景物对比度最低时在0.1~0.2左右，乘以0.15的调制量为0.015~0.03，临近阈值对比度了，且考虑了景物亮度的差异保证了一定的余量，还是有一定的道理的。
在设计阶段，考虑到加工和装配过程中必然的误差影响，一般而言设计阶段的MTF还要下降0.1~0.15左右。因此为了保证成像镜头在其截止频率(最高空间频率，即f =1/2d，其中d为CCD像元尺寸)附近仍保证合适的成像质量，通常使用0.7视场(成像面积约占总面积80%)、MTF等于0.3的空间频率位置作为成像镜头设计阶段的评价依据。那么在既定CCD后的设计阶段，就要以截止频率位置附近、0.7视场、MTF等于0.3作为设计目标。例如：1/3 inch黑白摄像机，752X582，其像素大小约为6.4um，其空间截止频率约为78lp/mm。设计人员的设计目标大约可以设定为：80lp/mm线对上，0.7视场对应的MTF大于0.3。评价时：左上角(0,0)位置到(80,0.3)连接直线，中心视场、0.3、0.5、0.7等各视场的MTF曲线大部分在此之上为佳。
ZEMAX已经成为光学设计人员最常用的工具软件了。光学设计中，描述和控制一个光学系统的初级像差结构，通常使用轴上球差、轴向色差、彗差、场曲、畸变、垂轴色差、像散等像差参数。当我们企图更为详细的描述和控制轴外指定视场、指定光束的像差结构时，常常会使用轴外宽光束球差、彗差和细光束场曲等三个像差参数。然而，ZEMAX并不能像SOD88那样直接引用相对应的像差操作数来指定像差目标大小，更没有描述高级像差数的像差操作数，这些通常都需要设计者自行分析和定义。
描述和控制系统光束结构的方法因习惯而有一定的差异，由于某些像差变量之间有某种相关性，而设置的优化权重又可以不同，因此常常都能够达到相同的效果，只是所计算的数学步骤不同而已。到底选择多少个参数来描述一个系统，虽无统一规定，但是还是要因系统像差特性不同而区别选择。经验表明，最少最准确的参数描述量，能够尽可能的提高优化的效率，并且减少掉入效果较差的局部优化的次数。经验丰富的工程师，轻车熟路，在这个环节上少走了很多的弯路，从而其设计效率和设计出来的产品品质要比通常的设计人员有些得多，成功率高的多。
笔者撰写本文的目的就是企图浅显的探讨光学设计中，ZEMAX中光学结构的描述方法以及权重选择的问题。这些都是笔者在设计当中积累的经验，可能这个文章的论断会由于经验的多寡有一定的局限性，所以希望读者当作参考，不要照搬。
三、基本像差描述和控制
1、轴上球差LONA 和 SPHA
LONA表示的是轴上物点指定波长，指定光束尺寸(光线对)的轴上成像交点到近轴焦平面之间轴向距离。这个定义和我们定义的轴向球差相同。光瞳尺寸(光束尺寸)在0~1之间，那么将追迹实际的光束汇交点计算轴向球差。
SPHA常用于指定面产生的像差数值。若不指定特殊面(取值为0)，则计算所有面产生球差总和。注意这个总合不是像差计算公式中的经过各面逐个放大之后的加权和，而是代数和(有待读者进一步验证)。
经验：当选择LONA控制不住球差时，同时加入SPHA操作数，设置合理的权重，可以将轴向球差进一步改善。
2、轴向色差AXCL 定义为两个指定波长的近轴焦平面轴向距离。若光瞳尺寸(光束尺寸)定义为0，那么使用近轴焦平面进行色差计算，定义不为0，则使用实际的光线与轴交点位置进行色差计算。
3、垂轴色差(倍率色差)在ZEMAX中没有直接定义垂轴色差的操作数，但是从垂轴色差的定义可以知道，它是指某视场、某指定光束尺寸的、两指定波长光束在像面上所成的理想像的垂向距离差。
在ZEMAX中有REAY(wav，Hy，Py)操作数。其定义为指定波长、指定视场、指定光束尺寸光在理想像面上的实际高度。
那么在同一视场选择两个不同波长的光束，其操作数数值之差就表明了理想像面上的垂轴色差大小。
Oprand #1
REAY(wav=1，Hy=a，Py=b);Oprand #2
REAY(wav，Hy，Py);DIFF(oprand #1,oprand #2);DIFF操作数指两个操作数结果的差值。
4、彗差
彗差描述的是某视场、某尺寸的光线对对主光线的偏离情况，即描述光束失对称的情况。光线对彗差与视场和孔径均有关系，是两者的函数，因此全面描述系统的彗差情况需要选择若干个不同视场和不同孔径。
在ZEMAX中提供了一个操作数TRAY。TRAY定义为在像平面上，光线与像面交点到主光线的垂轴距离。
首先定义一个光线对：
oprand #1 TRAY（wav=2，Hy=a，Py= b）； oprand #2 TRAY（wav=2，Hy=a，Py=-b）； SUMM(oprand #1，oprand #2)其中SUMM描述的是上述两个操作数的代数和，表征彗差的大小。虽然这个定义和彗差的定义有一定的区别(光线对交点到主光线上细光束交点之间的垂向距离)，但是本质上是一样的。这也说明了在Ray图上将某波长曲线首尾两端连线起来，其连线和纵轴的交点大小可以表征彗差大小是同一个道理。
5、细光束场曲FCGS和FCGT 场曲定义为轴外细光束交点和焦平面之间的距离。细光束FCGS和FCGT可以用来描述人以视场、任意波长的弧矢和子午场曲数值。对于非对称系统也能够适用。给出的操作数不能够定义宽光束的场曲。
6、像散ASTI 和(FCGT – FCGS)像散定义为子午细光束场曲和弧矢细光束场曲之差。可以使用ZEMAX提供的操作数ASTI进行描述也可以使用(FCGT – FCGS)进行描述。
ASTI可以用来计算指定镜面上的像散贡献量，若指定面为0，那么计算两位各面的像散贡献量代数和。三级像散从seidal系数中求得。
而DIFF（FCGT，FCGS）也能够计算出指定视场、波长的像散值。在很多情况下，同时采用两种方式进行像散控制，能够取得更好优化控制效果。
7、畸变控制DIMX 和DISG
DIMX定义了某视场下畸变的上限，而DISG指定了该视场下畸变的目标值。
由于畸变一般不影响像质的清晰度，因此一般不做严格的矫正，通常的系统只需要在一定范围即可。
二
其它常用于控制像差的操作数
很多时候，我们将以上七种基本像差用于像差控制中仍旧会遇到一些困难，那么在一开始或者操作进行当中会需要增加一些操作数，以对整个像质空间进行控制和描述。
第一类需要的操作数是：镜面的几何形状，从工艺上我们必须保证镜面的最小曲率半径适合生产，并且在尽可能的情况下选择较大的曲率半径，因为能否加工的出来、加工误差的影响率、产生的高级像差等等因素，都有制约作用，因此镜面曲率半径是我们要控制的参数，尤其是小光学系统的某些镜面。有效的控制也防止ZEMAX程序走火入魔。
这类操作书还有：镜面边缘最小厚度控制，空气间距控制。当然，如果一个镜面被矫正过程计算成了一个薄薄的玻璃泡，它的加工是困难的。无必要的无光焦度玻璃片的出现也要引起我们的注意：我们是否用它来仅仅校正场曲。
第二类需要提到的操作数：镜面入射和出射光线的入射角控制，每一个镜组能够承受的相对孔径和偏折角是有限度的，大的入射高度和角度以及出射角度都是我们设计当中要避免的，有的时候在校正过程中需要加入这样的操作数RAID/OPLT/RAED对光线进行控制。不加控制的光线，将可能因为某个面上的入射角或者高度太大而产生高级像差，而以后的优化工作陷入为了平衡这个高级像差而努力。很遗憾的，但多数情况下，ZEMAX又走火入魔了。通常的系统，设计初始结构的时候，高级像差产生位置，如何产生的都是我们要考虑的。对于特殊光学系统例如广角、大相对孔径系统尤其如此。
第三类操作数：有些时候，将MTF参数，光斑尺寸作为一个操作数加入优化序列中也能够起到一定的作用，当然我们不是很常用。然而，事情总是相对的。
ZEMAX提供的优化计算方法基于最小二乘法，其对于我们的优化变量并没有严格的控制，实际上往往许多的变量是一定程度的相关的。相关的多少还与权重有关。我们总是尽可能的不把矛盾的相关量引入最小二乘法中，这样效率会更高些。
三关于操作数权重
操作数全重的作用，笼统地说，可以起到引导优化方向、控制操作数的作用。上一节中提到的使用权重减弱负相关的两个操作数的矛盾。实际上，权重的修改和优化过程是同时进行的。一开始就选用全局优化进行设计成功的例子几乎是没有的。
理由有以下几个：首先这个系统他的极限在那里，设计人员是不清楚的，因此选用操作数描述系统就有一些困难；其次在优化的过程中，通过调整优化结构的权重，增减优化操作数，引导和建立一个更为优秀的优化目标结构，从而指导计算过程朝这个更为优秀的结构进行。不断的进行调整和修改，这已证明是目前最为有效的方法了。因此，一开始就抱着逐步修改权重和增减操作数、同时监控优化情况的方法是笔者向初学者推荐的。
第二篇：工程光学照相物镜镜头设计与像差分析
课程设计说明书
工程光学课程设计
题目：照相物镜镜头设计与像差分析
院（系）名称
信 息 工 程 学 院
专
业 班 级
光电信息科学与工程 学
号
14010210XX
学
生 姓 名
T X Y
指
导 教 师
2016年1月10日 课程设计说明书
I
目录
1照相物镜发展历程....................................................................................................1 1.1风情摄影物镜.......................................................................................................1 1.2匹兹堡人物物镜...................................................................................................1 1.3对称型物镜...........................................................................................................1 1.4三片式物镜...........................................................................................................1 1.5双高斯物镜...........................................................................................................2 1.6摄远物镜...............................................................................................................2 1.7反摄远物镜...........................................................................................................2 1.8广角物镜...............................................................................................................2 1.9变焦距物镜...........................................................................................................2 2照相物镜光学性能....................................................................................................3 2.1相对孔径...............................................................................................................3 2.2视场角2W.............................................................................................................3 2.3焦距F’..................................................................................................................3 3设计过程....................................................................................................................5 3.1初始结构的选择...................................................................................................5 3.2输入参数和缩放...................................................................................................6 3.3在ZEMAX中进行优化......................................................................................8 总结..............................................................................................................................14 致
谢..........................................................................................................................15 参考文献.....................................................................................................................16
课程设计说明书
II 照相物镜镜头设计与像差分析
摘 要
随着信息化时代的到来，人们对照相的要求也越来越高，而照相物镜是照相机的眼睛，它的精度和分辨率直接影响到照相机的精度与成像质量。要保证所设计的照相物镜达到较高的技术要求，在设计时就必须达到更高的精度和分辨率。
完成本课题需要以下几个部分
第一： 知晓物镜发展历程和物镜基本光学性能； 第二： 选择所需器件参数，符合本次课题设计要求； 第三： 应用ZEMAX光学设计软件进行课题设计；
第四： 对各结构元件进行反复的优化设计，使之达到要求的技术指标并显示快 速傅里叶显示图，赛德尔系数，视场、场曲失真图 第五： 总结了设计过程的心得体会。
关键词：ZEMAX；物镜；赛德尔系数；快速傅里叶
课程设计说明书1照相物镜发展历程
物镜的发展经历了许多年，经过不断地更新与发展，实际用途越来越广，质量越累越好，物镜经历了以下发展： 1.1风情摄影物镜
最早出现的照相物镜在1812年是单片的正月牙透镜，相对孔径小于1:14，视场50度以内，可用于室外照明良好的条件下拍照。
1821年出现了胶合的透镜，代替了弯月牙型的单透镜，双胶合透镜因色差得到校正成像质量有所提高，但制作成本比较高，正、负透镜分离的形式可以得到更好的成像质量，因为双分离情形下可以更好地校正色散。1.2匹兹堡人物物镜
1840年匹兹堡设计出了一个相对孔径为1:3.4，视场为25度左右的物镜，即匹兹堡人像物镜，该物镜可用于室内摄影，是第一个依靠设计而制造出来的照相物镜。
匹兹堡物镜是1910年以前的所有物镜中相对孔径最大的，它在近轴部分的成像优良，至今仍在用作电影放映物镜等须要大孔径小视场的场合，匹兹堡物镜的改进形式很多，是现在五大类物镜中的一类。1.3对称型物镜
最早出现的对称型物镜，相对孔径很小，如斯坦赫尔的潜望镜头，相对孔径为1:30，视场为70度，只能用做风景摄影。海普岗是这种类型的极限结构，是冯虚格在1900年设计出的，两个透镜的外表几乎是半球面，具有140度左右的视场，相对孔径很小1:30，但它具有大的无畸变视场，至今仍用在航测仪器中。数器、输入/输出接口和其他多种功能期间集成在一块芯片上的微型计算机。1.4三片式物镜
1893年，塔克洛尔用分离薄透镜作为对称型的一半，设计出了柯克三片式物镜，这是能校正所有像差的一种最简单的结构，在非对称情况下，其独立变数 课程设计说明书恰能校正七种像差。这种类型现在已具有相对孔径1:4，视场50度的光学性能。如果视场减小时，相对孔径可达1:2.8，现在它依旧是一种比较流行的物镜。
1902年出现的天塞物镜可看做三式的后面一块正透镜改为二块玻璃胶合的结果，它在高级像差方面要比三片式要好。1.5双高斯物镜
双高斯与达岗等对称物镜不同，它是用薄透镜加厚透镜的结构。由于具有小半径的厚透镜处在薄透镜后的会聚光中，近于不晕位置，因此它的像差和带像差都有所缩小，相对孔径比较大，它是现在1:2物镜的主要结构。1.6摄远物镜
用正负二透镜组所构成能使摄影物长度减短的都称为摄远物镜。1.7反摄远物镜
由正负透镜组分离组成，负透镜位于正透镜之前，从而使主平面后移至物镜后方，达到像方顶焦距大于焦距的目的。1.8广角物镜
广角物镜是以海里的全天照相物镜出发的，其视场很大。1.9变焦距物镜
物镜能在一定范围内迅速的改变焦距，从而在投影仪固定不动的情况下获得不同比例的影像，可以代替多个定焦距摄影物镜使用。
（本次涉及所使用的三片物镜是具有中等光学特性的照相物镜中结构最单，像片质量最好的一种，被广泛使用在比较廉价的135#和120#相机中，例如国产的海鸥—
4、海鸥—
9、天鹅相机等。这种照相物镜进一步复杂化的目的，大多是为了增大相对孔径，或提高视场边缘成像质量）
课程设计说明书2照相物镜光学性能
照相物镜的基本光学性能主要由三个参数表征，即相对孔径D/f’，视场角2w，焦距f’。2.1相对孔径
相对孔径是个比值，镜头的有效的孔径与焦距比值，表示镜头的纳光束多少。照相物镜中只有很少几种如微缩物镜和制版物镜追求高分辨率，多数照相物镜因其本身的分辨率不高，相对孔径的作用是为了提高像面光照度
E’=1/4πLτ(D/f’)2
照相物镜按其相对孔径的大小，大致可分为如下表1所示：
表1 照相物镜的相对孔径
弱光物镜 普通物镜 强光物镜 超强光物镜 2.2视场角2w
相对孔径小于1：9； 相对孔径为1：9~1：3.5 相对孔径为1：3.5~1：1.4 相对孔径大于1：1.4 在光学仪器中，以光学镜头为顶点，以被测目标的物像，可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角叫做视场角。
照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。照相物镜没有专门的视场光阑，视场大小被接受器本身的有效接受面积所限制，即以接收器本身的边框作为视场光阑。
按视场角的大小，照相物镜又可分为如下表2所示：
表2 照相物镜视场角
小视场物镜 中视场物镜 广角物镜 超广角物镜 2.3焦距f’
视场角在30°以下 视场角在30°~60°之间 视场角在60°~90°之间 视场角在90°以上
焦距是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜 课程设计说明书光心到光聚集之焦点的距离。
照相物镜的焦距决定所成像的大小 当物体处于有限远时，像高为
y’=(1-)f'tan
：垂轴放大率，y'l'。yl对一般的照相机来说，物距l都比较大，一般l>1米，f’为几十毫米，因此像平面靠近焦面，l'f'，所以
f' l当物体处于无限远时，→∞像高为
y’=f'tan
照相物镜的焦距标准如下表3所示：
表3照相物镜焦距标准
物镜类型 鱼眼 超广角 广角 标准 段望远 望远 超望远
物镜焦距f’/mm 7.5~15 17~20 24~28~25 50 85~100 135~200~300 400~500~600~800 照相物镜上述三个光学性能参数是相互关联，相互制约的。这三个参数决定了物镜的光学性能。企图同时提高这三个参数的指标则是困难的，甚至是不可能的。只能根据不同的使用要求，在侧重提高一个参数的同时，相应地降低其余两个参数的指标。
课程设计说明书3设计过程
3.1初始结构的选择
照相物镜属于大视场大孔径系统, 因此需要校正的像差也大大增加, 结构也比较复杂, 所以照相物镜设计的初始结构一般都不采用初级像差求解的方法来确定, 而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为原始系统。在选择初始结构时, 不必一定找到和要求相近的焦距, 一般在相对孔径和视场角达到要求时, 我们就可以将此初始结构进行整体缩放得到要求的焦距值。
设计要求：
1、焦距：f’=12mm；
2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；
3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；
4、后工作距>6mm；
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；
6、成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm；
7、最大畸变<1%。
照相物镜的视场角和有效焦距决定了摄入底片或图像传感器的空间范围，镜头所成的半像高y可用公式y=-f*tanw计算。
f为有效焦距，2w为视场角。半像高y应稍大于图像传感器CCD或CMOS的有效成像面对角线半径,防止CMOS装调偏离光轴而形成暗角。
经过简单计算：
y’=sqrt(4.29^2+5.76^2)/2≈3.6mm，w=atan(y’/f)≈16.66°，视场角2w=33.32°。
在光学技术手册查询后选定初始结构为后置光阑的三片物镜（如图1所示），课程设计说明书后置光阑三片物镜原始结构
图1 初始参数为： 焦距分f’=42.12mm； 相对孔径2.8； 视场角2w=54°。其余参数如下表4所示：
表4其余参数
r1=13.44 r2=30.996 r3=-40.614 r4=13.44 r5=32.508 r6=-27.006 3.2输入参数和缩放
d1=4.41 d2=4.41 d3=1.01 d4=2.39 d5=3.36
n=1.67779
n=1.59341
n=1.69669
v=55.2 v=35.5 v=55.4
将参数输入ZEMAX中：
其中第六面设为光阑面，厚度设为marginal ray height，移动光标到STO光阑面（中间一个面）的“无穷（Infinity）之上”；
按INSERT键，这将会在那一行插入一个新的面，并将STO光阑面往下移。新的面被标为第2面。再按按INSERT键两次，移动光标到IMA像平面，按INSERT键两次。在LDE曲率半径（Radius）列，顺序输入表4中的镜片焦距（注意OBJ面不做任何操作）；在镜片厚度（Thickness）列顺序输入表4中的镜片厚度；在第七个面厚度处单击右键，选择面型为Marginal Ray Height。在镜片类型（Class）列输入镜片参数，方法是：在表中点右键对话框Solve Type选中Model，课程设计说明书Index nd中输入n值Abbe Vd中输入v值，如下图2所示。在system-general-aperture中输入相对孔径值2.8如下图3所示，在tools-make focus中该改焦距为12mm进行缩放如下图4所示。在system-wavelength中输入所选波段，选d光为主波长如下图5所示。输入初始参数如下图2所示：
图2输入相对孔径值
设置相对孔径值和波段如下图3所示：
图3：输入相对孔径值
改焦距为12mm进行缩放如下图4所示：
图4：缩放后图
课程设计说明书输入所选波段如下图5所示：
图5输入所选波长
缩放后得到我们所设计的焦距f’=12mm的初始参数（如下图6所示）。
图6：初始参数
现在开始定义视场，我们根据之前所得像高y’=3.6mm,依次乘以0，0.3，0.5，0.7071得到所选孔径光束的Y-field，即0，1.08，1.8，2.5452输入到system-field中，类型选择真值高度。
到这里，初始结构及其参数已经完成。3.3在ZEMAX中进行优化
利用ZEMAX得到初始结构的MTF曲线（如下图7所示）可看出成像质量很差, 因此需要校正像差。
课程设计说明书MTF曲线图如下图7所示：
图7：MTF曲线图
该结构可以用作优化变量的的数据有： 6个曲率半径，2个空气间隔，3个玻璃厚度。
首先使用Default Merit Function建立缺省评价函数进行优化，选择Editors-Merit Function，在第一行中先输入EFFL，目标值设为12，权重设为1。在输入SPHA，在Target中输入0.4，在Weight中输入1。第二个BLNK改为MTFT并Enter，在Freq中输入100，在Target中输入0.04，在Weight中输入1。同理输入MTFA和MTFS（如下图8所示）。再选择Tools-Default Merit Function，设置玻璃厚度以及空气间隔、start设为2（如下图9所示），再选择OK，建立缺省评价函数。（EFFL：Effective focal length的缩写，指定波长号的有效焦距。SPHA：指球差，如果Surf=0，则指整个系统的球差总和。MTF：指子午调制传递函数。）
课程设计说明书缺省评价函数如下图8所示：
图8：缺省评价函数
设置玻璃厚度以及空气间隔如下图9所示：
图9：玻璃及空气厚度
然后在Analysis-Aberration Coefficients-Seidel Coefficients中查看，找出对赛得和数影响大的面，将这些面的曲率半径设为变量优先优化如图10所示。
课程设计说明书
图10
发现第一面和光阑面影响较大，优先优化。先将STO面的类型改为Even Asphere，并将此行的4th term、6th term、8th term设为变量。将1、6面曲率半径设为变量，选择快捷选项Opt，然后进行优化，优化后取消变量，将剩余面的曲率半径设为变量，再次优化，完毕后取消变量。再将透镜间隔和玻璃厚度先后进行优化。如下图11所示。
优化后图
图11
到这一步后发现已经基本符合设计要求，再根据2D图适当调整曲率半径和厚度，每次调整后再次优化实时关注MTF图的曲线变化，最后使各个参数都在可接受范围之内。
课程设计说明书赛德尔系数如下图14所示：
图14 3D草图显示如下图15所示：
图15：3D草图
在分析（Analysis）的杂项中得出视场场区图，然后再在分析中找到点列图得到如下图所示的点列图如下图16所示：
课程设计说明书
图16：点列图
优化后视场、场曲失真图如下图17所示
图17：视场、场曲失真图
课程设计说明书总结
在这次工程光学课程设计中，我选择的题目是照相物镜镜头设计与像差分析，刚看到这个题目时我以为很简单，感觉有些熟悉，但是等到做的时候才发现并不是这么回事的，真的到自己做的时候才发现还是很有难度的。在这次课程设计中，之所以能够从当初的茫然无措中走出来最重要的就是平时的光学知识的学习和积累。在接到这个题目之后，我查阅了很多关于照相物镜的资料，去了图书馆，又在网上搜到很多的相关资料，通过对这些资料的研究和分析。不但对我的课程设计有很大的帮住，而且对自己的照相物镜的学习也提高了不少，学到了许多平时课本上比较模糊的知识点，知识变得更加清晰，也更加明了。本文采用1片非球面塑料, 3片球面玻璃透镜, 在ZEMAX 中使用合适的优化函数和权重对像差进行校正, 逐步消除了基本像差、高级像差, 并进行了像差平衡, 获得了实际焦距11.953mm照相镜头, 各个市场畸变控制在1%以内,M TF 曲线也比较理想, 镜头总长为14.3602 mm。该镜头不仅体积小, 结构紧凑, 而且像质较好。在此次设计中，我们发现光阑面使用非球面能够很好的平衡像差，同时我们只进行了对玻璃厚度和曲率的简单优化，查阅相关资料后设想如果将第一面的透镜换为鼓形透镜，第二面换为弯月透镜或换成折射率更高的玻璃，还可以进一步做出深度优化，使之获得更好的表现。
课程设计说明书致 谢
通过本次课程设计，我学到了很多新的知识，让我了解到理论和实践是分不开的，同时也发现了自己的不足。在设计过程中，孙彩霞老师在百忙中对我的设计进行了指导。老师首先细致地为我解题；当我迷茫于众多的资料时，她又为我提纲挈领、梳理脉络，使我确立了本文的框架。感谢老师对我的课程设计不厌其烦的细心指点。我才能更快更准确地完成。在以后的学习中，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。而且我还从老师那里学到了严谨、务实、认真的工作态度和极强的敬业精神。我再次为老师的耐心付出表示感谢。
课程设计说明书参考文献
[1] 刘钧，高明．光学设计[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2006． [2] 郁道银，谈恒英．工程光学[M]．北京：机械工业出版社，2011． [3] 毛文炜．光学镜头的优化设计[M]．北京：清华大学出版社，2009． [4] 李晓彤，岑兆丰．几何光学像差光学设计[M]．杭州：浙江大学出版社，2003． [5] 王之江．实用光学技术手册[M]．北京：机械工业出版社，2007． [6] 杨荣仙．变倍目镜的设计[J]．光学技术1992．
[7] 涂德华．共轴光学系统镜框结构设计[J]．光学仪器2007．
[8] 石顺祥，张海兴，刘劲松．物理光学与应用光学[M]．西安西安电子科技大学出版社，1999．
第三篇：知识总结
初中数学知识点总结：平面直角坐标系 初中数学知识点总结：概率的简单应用 初中数学知识点总结：数据的代表 初中数学知识点总结：统计表和统计图 初中数学知识点总结：坐标方法的简单应 初中数学知识点总结：解直角三角形 初中数学知识点总结：锐角三角函数 初中数学知识点总结：相似三角形 初中数学知识点总结：图形的相似 初中数学知识点总结：图形的平移与旋转 初中数学知识点总结：轴对称与中心对称 初中数学知识点总结：投影 初中数学知识点总结：视图 初中数学知识点总结：利用基本作图作三 初中数学知识点总结：掌握五种基本作图 初中数学知识点总结：梯形 初中数学知识点总结：特殊的平行四边形 初中数学知识点总结：平行四边形 初中数学知识点总结：多边形 初中数学知识点总结：勾股定理及其逆定 初中数学知识点总结：全等三角形 初中数学知识点总结：与三角形有关的线 初中数学知识点总结：简单事件的概率 初中数学知识点总结：数据的波动与分布 初中数学知识点总结：推理与证明 初中数学知识点总结：命题
第四篇：知识总结
（二）教材增加内容以及要求的提高
1、会计确认、计量和报告的基础——权责发生制性原则
会计信息质量的要求（8个原则）可比性原则（可比+一贯）、及时性原则、明晰性原则、客观性原则、重要性原则、实质重于形式性原则、谨慎性原则
2、发生销货退回的，除填制退货发票外，还必须有退货验收证明；退款时，必须取得对方的收款收据或者汇款银行的凭证，不得以退货发票代替收据
3、职工公出借款凭据，必须附在记账凭证之后。收回借款时，应当另开收据或者退还借据副本，不得退还原借款收据
4、国家机关销毁会计档案时，应当由同级财政部门、审计部门派员参加监销。
5、财政部门销毁会计档案时，应当由同级审计部门派员参加监销
6、设置会计机构需要考虑的因素
（1）单位的规模大小
（2）经济业务和财务收支的繁简
（3）经营管理的要求
7、不缴或者少缴应纳税款，偷税数额占纳税额的10%以上不满30%，并且偷税额在1万元以上不满10万元的，或者因偷税被税务机关给予两次行政处罚又偷税的，处3年以下有期徒刑或者拘役，并处偷税额1倍以上5倍以下罚金；
偷税数额占应纳税额的30%以上并且偷税数额在10万元以上的，处3年以上7年以下有期徒刑，并处偷税数额1倍以上5倍以下罚金
8、单位因撤销、解散、破产或者其他原因而终止的，在终止和办理注销登记手续之前形成的会计档案，应当由终止单位的业务主管部门或财产所有者代管或移交有关档案馆代管
9、会计机构负责人办理交接，单位负责人监交，必要时主管单位可以派员监交（单位撤并、所属单位负责人拖延、所属单位负责人与办理会计交接的负责人之间有矛盾、主管单位认为交接中存在某种问题需要派人监交）
10、财政部门应当依法从轻给予行政处罚：（1）违法会计行为是初犯，且主动改正违法会计行为、消除危害后果的；（2）违法会计行为是受他人胁迫进行的；（3）配合财政部门查处违法会计行为有立功表现的；（4）其它依法应当从轻给予行政处罚的11、失票人应当在通知挂失止付后3日内，也可以在票据丧失后，依法向人民法院申请公示催告，或者向人民法院提起诉讼
12、支票上的出票人的签章，出票人为单位的，为与该单位在银行预留签章一致的财务专用章或者公章加其法定代表人或者其授权的代理人的签名或者盖章；
13、必须持税务登记证件办理的事项：
（1）开立银行账户；
（2）申请减税、免税、退税；
（3）申请办理延期申报、延期缴纳税款；
（4）领购发票；
（5）申请开具外出经营活动税收管理证明；
（6）办理停业、歇业；
（7）其他有关税务事项
14、纳税人被列入非正常户超过三个月的，税务机关可以宣布其税务登记证件失效
15、纳税人停业期满不能及时恢复生产、经营的，应当在停业期满前向税务机关提出延长停业登记。纳税人停业期满未按期复业又不申请延长停业的，税务机关应当视为已恢复营业，实施正常的税收征收管理
16、从事生产、经营的纳税人应当自领取营业执照或者发生纳税义务之日起15日内，按照国家有关规定设置账簿。
从事生产、经营的纳税人应当自领取税务登记证件之日起15日内，将其财务、会计制度或者财务、会计处理办法报送主管税务机关备案
17、租店、租柜经营的单位和个人，未经主管税务机关批准，不得使用出租单位的发票。所需发票，按照规定到经营地主管税务机关领购
18、开具发票应当按照规定的时限、顺序、逐栏、全部联次一次性如实填写
19、发票的种类、联次、内容及使用范围由国家税务总局规定
20、税务机关需要将已开具的发票调出查验时，应当向被查验的单位和个人开具发票换票证。发票换票证与所调出查验的发票有同等的效力。被调出查验发票的单位和个人不得拒绝接受。
税务机关需要将空白发票调出查验时，应当开具收据；经查无问题的，应当及时返还
21、单位和个人从中国境外取得的与纳税有关的发票或者凭证，税务机关在纳税审查时有疑义的，可以要求其提供境外公证机构或者注册会计师的确认证明，经税务机关审核认可后，方可作为记账核算的凭证
22、税务机关应当根据方便、快捷、安全的原则，积极推广使用支票、银行卡、电子结算方式缴纳税款
23、因税务机关的责任，致使纳税人、扣缴义务人未缴或者少缴税款的，税务机关在三年内可以要求纳税人、扣缴义务人补缴税款，但是不得加收滞纳金
24、因纳税人、扣缴义务人计算错误等失误，未缴或者少缴税款的，税务机关在三年内可以追征税款、滞纳金；有特殊情况的，追征期可以延长到五年
25、企业或者外国企业在中国境内设立的从事生产、经营的机构、场所与其关联企业之间的业务往来，应当按照独立企业之间的业务往来收取或者支付价款、费用；不按照独立企业之间的业务往来收取或者支付价款、费用，而减少其应纳税的收入或者所得额的，税务机关有权进行合理调整
26、县级以上各级税务机关应当将纳税人的欠税情况，在办税场所或者广播、电视、报纸、期刊、网络等新闻媒体上定期公告
27、纳税人因有特殊困难，不能按期缴纳税款的，经省、自治区、直辖市国家税务局、地方税务局批准，可以延期缴纳税款，但是最长不得超过三个月
特殊困难是指
（1）因不可抗力，导致纳税人发生较大损失，正常生产经营活动受到较大影响的；
（2）当期货币资金在扣除应付职工工资、社会保险费后，不足以缴纳税款的。
28、妥善解决道德冲突
现实生活中会计人员面对的问题总是是非分明，但经常会面对利益冲突问题，如
（1）可能会来自专横的监事、经理、董事、合伙人的压力，或可能会产生压力的家庭或个人关系对会计师产生干扰
（2）会计人员可能被要求做出违背技术和专业准则的行为
（3）在对忠诚的权衡中，如在职业会计师的上级和所需遵循的专业行为为准则之间，可能产生问题
（4）当有利于雇主或客户的误导性信息被公布，并且公布的结果不一定使会计师受益，可能会出现冲突
29、如遇到严重的职业道德问题时，职业会计师首先应遵循所在组织的已有政策加以解决；如果这些政策不能解决道德冲突，则考虑：
（1）向直接上级阐明这一冲突
（2）私下向独立顾问或适宜的职业会计师团体寻求咨询和建议，以获取对可能的法律程序的理解
（3）在经过所有内部复议程序之后，如果冲突仍存在，没有选择，只能辞职，并向公司适当代表提交信息备忘录
30、当职业会计师在母国以外的国家执业，并且两国的职业道德要求在具体问题上有差异时，适用以下要求：
（1）如果执业地国家的职业道德要求不比IFAC准则严格，应运用IFAC准则；
（2）如果执业地国家的职业道德要求比IFAC准则严格，应运用执业地准则；
（3）如果母国的职业道德要求对国外执业是强制适用的，且比以上两款列示的准则严格，那么应运用母国的职业道德要求
31、有下列情况之一的会计人员，其继续教育时间可以顺延，在下一一并完成规定的继续教育时间：
(1)内在境外工作超过六个月的；(2)内病假超过六个月的；
(3)生育；(4)其他情况。
有上述情况的会计人员由个人提出申请，单位证明，经财政部门会计管理机构审核后确认
32、票据丧失，失票人可以及时通知票据的付款人挂失止付，但是，未记载付款人或者无法确定付款人及其代理付款人的票据除外。
收到挂失止付通知的付款人，应当暂停支付。
失票人应当在通知挂失止付后3日内，也可以在票据丧失后，依法向人民法院申请公示催告，或者向人民法院提起诉讼
第五篇：知识竞赛活动总结
知识竞赛活动总结
知识竞赛活动总结
全面贯彻落实《中国共产党廉洁自律准则》和《中国共产党纪律处分条例》是从严治党的必然要求，是推进“四个全面”的基本保障，是加强党员干部遵纪守法、廉洁从政的重要准则。根据《关于组织开展全市党员学习〈中国共产党廉洁自律准则〉和〈中国共产党纪律处分条例〉知识竞赛活动的通知》（万纪发〔**〕76号）精神。我镇党委高度重视，认真组织竞赛活动，现将开展竞赛活动总结汇报如下。
一、深入学习、提高认识
我镇召开专题会议，全体镇干部、各村（社区）三职干部参加会议，认真学习中共中央新颁布的《中国共产党廉洁自律准则》、《中国共产党纪律处分条例》。会议围绕《条例》颁布的历史背景、重要章节、处分原则、处分情形等方面逐字逐句进行了解读，并就学习落实《准则》和《条例》的重要意义进行了强调。一是要充分认识《准则》和《条例》颁布实施的重大意义，切实增强学习贯彻执行的自觉性和主动性。二是要深刻理解《准则》和《条例》的科学内涵，将党规党纪牢牢刻印在心上。三是要以《准则》和《条例》为标尺，将各项要求贯彻落实到工作实际中。
二、周密部署,组织竞赛
积极动员广大党员参加学习和参加知识竟赛活动，不断提高自己的思想水平和政治觉悟。对学习竟赛活动进行了安排部署，要求每名党员要知晓要学习相关内容。一是我镇精挑人员，通过考试筛选的方式，选拔了表达能力强，熟记《准则》和《条例》3名队员成立代表队，代表我镇参加**市举办的电视竞赛，荣获比赛三等奖。二是镇村干部负责组织所驻村党支部全体党员在**省纪委网站参与答题，镇村干部全程监督答题情况，记录答题人的成绩，所有参加答题人员成绩均合格。
三、扎实开展，效果明显
通过参加知识竞赛让我镇全体党员接受了纪律的洗礼，加深了《准则》和《条例》内容的理解，为自觉维护和遵守党的纪律打下了坚实基础。在以后的工作中、生活中防微杜渐以高标准、严要求来要求自己，自觉把《准则》、《条例》作为标尺，修身立德、规范言行、指导实践。
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