第一篇：光学镜头落灰现象及改善对策
浅析光学仪器镜头落灰现象及改善对策
张 翔
光学仪器镜头就象人眼睛一样，它的清洁度直接影响成像质量。在装校作业、部品、成品周转等过程中会发生镜头内部落灰现象，返工率高，影响光学镜头的制造效率及品质。长期以来一直未得到有效解决，市场投诉对企业、品牌会造成不良的影响。现以照相机镜头为例对落灰现象进行检讨与对策： a)光栏前后的镜片表面； b)镜片与镜片之间的镜片表面； c)镜头的外露镜片表面；
通过作业现场不良品统计及检讨发现，光栏前后的镜片表面落灰现象约占60%，镜片与镜片之间的空气夹层落灰现象约占20%，镜组的外露镜片表面落灰现象约占20%。
本文简要对落灰的成因及对落灰现象的改善方面谈点认识。
一、落灰现象的成因
通过观察和研究，我们可以把造成落灰的原因作如下归纳： 1．零部件污染
a)零部件废屑、油污等清除清洗工艺不合理，清洗设施不完善，作业不良，导致零部件不洁及二次污染。如镜筒、镜座等残留的油污，易粘染废屑、灰尘等。
b)零部件的周转箱、盒，包装纸张、塑料薄膜、吸塑包装等设计不合理，材料不良；未按规定要求清洁、更换，会二次污染零部件。如光栏叶片用纸包装，表面吸附许多细小纸纤维灰尘等；
c)零部件周转、点数、存库、发放等未按规定要求作业，造成零件二次污染。2．零部件表层脱落
a)照相机镜头的一些零件(光栏叶片、动片、定片等)为满足装校上艺要求，进行镀四氟乙烯或其他材料的表面处理。由于电泳设施、材料、工艺、零件表面粗糙度等因素，镀层的附着牢固性不稳定。随着相关件间的运动磨擦，镀层发生不同程度的脱落；特别是零件的棱边尖角处镀层堆积较厚，附着牢固性下降，装校配合间隙减小，更会引起较多的镀层磨损脱落。
b)光学仪器镜头的很多零件(镜片外圆、消光栏等)表面必需进行消光处理，消光涂层的牢固性不稳定，同样会在后工程作业及使用中发生不同程度脱落，从而污染镜片。
c)零部件由于设计、材料、机械、工装、热处理、表面处理工艺等存在不同程度的缺陷和不良，引起零部件制造精度不良(各种变形、寸法超差、表面洁度低等)，装校时相关件配合不良，发生挤压磨损导致零部件表层材料、涂镀层脱落。零部件表层脱落是造成镜头落灰的主要原因之一。3．零件毛刺、锐边等经摩擦、震动脱落
a)如一些金工件(镜片隔圈，镜筒内肩胛的端面等)装校设计要求清角，加工不可避免残存细小毛刺，飞边，后工程作业脱落，特别是一些极细小的毛刺不易被发现，通过镜片的放大效应显而易见；是造成前述b现象的主要原因之一。
b)如有些光学件为满足设计要求，棱边倒角小，甚至清角，形成的锐棱边在装校或者使用过程中，受力、受震棱边尖角易崩塌，产生细小碎屑，我们通过显微镜观察，可见许多细碎的雾状颗粒；是造成前述b现象的主要原因之一。
c)镜筒与镜座有的是螺纹连结，在装校、调试。修理等过程中螺纹副反复工作，相互磨擦引起螺纹副材料表层及装饰层脱落；是造成前述a不良现象的主要原因之一。
d)镜头的一些主体零部件采用压铸工件，由于材料、工艺不良产生砂眼，精加工后外露，装校过程中会有铸造杂质微粒、粉末经振动散落而污染镜片，是造成前述a不良现象的主要原因之一。
4．作业环境
a)防尘除尘设施不良，配置不完善，使用不当，故障隐患，保养不良等，不同程度地影响和削弱防尘除尘设施的功效。大量存在的静电灰尘，导致镜头装校在作业全过程中一直受到污染。b)一些零件的返工返修在装校现场进行，修削的废屑清除不当，不可避免地残留在现场、零部件、成品内部的各个角落，在后工程作业及使用过程中，出现前述a、b、c三种不良现象。c)“5s”管理不良。5．其它原因
a)装配结构不完善，欠缺防尘结构设计或结构设计缺陷，镜头密封性不好，灰尘易进入镜头内部而污染镜片。
b)工艺规程及作业标准有关防尘除尘的规定不合理，可操作性差，导致装校作业不良。
c)未严格执行工艺规程及作业标准有关防尘除尘的规定，作业方式片面追求简便、快捷，野蛮作业等，导致装校作业不良。d)工检器具、工装材料及表面处理不良，使用过程表层锈蚀、蜕落；设计不合理，使用不当，损伤零件表层，引起碎屑；工检器具、工装未按要求清洁、修理、更新等，均会污染镜头。e)清擦辅料(乙醇、乙醚、纱布、脱脂棉等)不良，杂质、棉纤等残留在镜片表面。
二、落灰现象的改善对策
通过以上浅析可知，镜头落灰的原因贯穿整个产品的制造始终，是多方面、综合性的因素。各光学仪器制造企业可根据自身的现实状况，制定改善对策。一般应从以下几方面进行改善： 1．对零件制造/盛放包装/物流周转/部品、成品装校等过程深刻检讨，制定全面、合理、细致、明确。行之有效的防尘除尘、防污除污工艺规程及作业标准。在作业中严格执行，并不断改进和完善。2．对零件及产品(包括工具、工装)的设计给构、设计精度、材料工艺性能、制造机械、热处理工艺、表面处理工艺等。进行改进、优化、完善，以合理的零件结构及装配结构，优良的寸法精度、表面精度及装配精度等，保障镜头装校作业尽可能少或无落灰现象发生。
3、对内装件，如镜筒、叶片等采用超声波清洗工艺，达到无尘、无静电的清洁状态后，进入产品组装。
4、杜绝装校现场任何零部件的返工返修；各种防尘除尘设施(特别是防、除静电灰尘设施)应配置完善，并合理使用、保养、维修及更新；严格执行“5S”管理，创造一个良好的作业环境。
5、同国内外先进的光学仪器制造企业进行有关的技术交流，专题研讨，及时学习和掌握光学镜头防尘除尘、防污除污的先进技术，并切合实际地运用于光学仪器的制造作业中。
要彻底根除落灰现象，难度不小，这不是简单的装配作业问题，而是一个系统工程。从设计开发到零部件加工直至装配的每一个环节，都必须采取一系列有效措施，才能得到有效措施，才能得到有效改善。因此，它与企业的工艺水平及文明生产管理程度的关。各光学仪器制造企业可根据自身的现实状况，制定改善对策。
第二篇：光学镜头基础知识
光学镜头基础知识
这是很久以前系统集成时总结的一点心得体会与大家分享。光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。另外争取选折合适的镜头，降低机器视觉系统成本，才是产业兴旺发达的唯一出路。光学镜头规格繁多，有时不免头晕。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变（光圈、焦距、聚焦均可变）镜头等。根据我们使用的经验，俄罗斯的光学镜头很便宜。分类
结构上分
固定光圈定焦镜头
简单。镜头只有一个可以手动调整的对焦调整环，左右旋转该环可使成像在CCD靶面上的图像最清晰。没有光圈调整环，光圈不能调整，进入镜头的光通量不能通过改变镜头因素而改变，只能通过改变视场的光照度来调整。结构简单，价格便宜。手动光圈定焦镜头
手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，光圈范围一般从F1.2或F1.4到全关闭，能方便地适应被被摄现场地光照度，光圈调整是通过手动人为进行的。光照度比较均匀，价格较便宜。自动光圈定焦镜头
在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机，并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线，接到摄像机自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化，从而使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，传给自动光圈镜头，从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动，完成调整大小的任务。
4手动光圈定焦镜头
焦距可变的，有一个焦距调整环，可以在一定范围内调整镜头的焦距，其可变比一般为2～3倍，焦距一般为3.6~8mm。实际应用中，可通过手动调节镜头的变焦环，可以方便地选择被监视地市场的市场角。但是当摄像机安装位置固定下以后，在频繁地手动调整变焦是很不方便的。因此，工程完工后，手动变焦镜头的焦距一般很少调整。仅起定焦镜头的作用。
5自动光圈电动变焦镜头
与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机，其中一个电机与镜头的变焦环合，当其转动时可以控制镜头的焦距；另一电机与镜头的对焦环合，当其受控转动时可完成镜头的对焦。但是，由于增加了两个电机且镜片组数增多，镜头的体积也相应增大。6电动三可变镜头 与自动光圈电动变焦镜头相比，只是将对光圈调整电机的控制由自动控制改为由控制器来手动控制。
场合上分：
按视场大小分为：小视场镜头，普通镜头（约50度左右），广角镜头和特广角镜头（100－120度）标准镜头：视角约50度，也是人单眼在头和眼不转动的情况下所能看到的视角，所以又称为标准镜头。5mm相机的标准镜头的焦距多为40mm，50mm或55mm。120相机的标准镜头焦距多为80mm或75mm。CCD芯片越大则标准镜头的焦距越长。
２、广角镜头：视角90度以上，适用於拍摄距离近且范围大的景物，又能刻意夸大前景表现强烈远近感即透视。35mm相机的典型广角镜头是焦距28mm，视角为72度。120相机的50，40mm的镜头便相当于35mm相机的35，28mm的镜头．
３、长焦距镜头：适于拍摄距离远的景物，景深小容易使背景模糊主体突出，但体积笨重且对动态主体对焦不易。35mm相机长焦距镜头通常分为三级，135mm以下称中焦距，135－500mm称长焦距，500mm 以上称超长焦距。120相机的150mm的镜头相当于35mm相机的105mm镜头。由於长焦距的镜头过于笨重，所以有望远镜头的设计，即在镜头后面加一负透镜，把镜头的主平面前移，便可用较短的镜体获得镜体获得长焦距的效果。
４、反射式望远镜头：是另一种超望远镜头的设计，利用反射镜面来构成影像，但因设计的关系无法装设光圈，仅能以快门来调整曝光。
５、微距镜头（marco lens）：除作极近距离的微距摄影外，也可远摄。接口类型来分C型镜头
法兰焦距是安装法兰到入射镜头的平行光的汇聚点之间的距离。法兰焦距为17.526mm 或0.690in。安装罗纹为：直径1in，32牙.in。镜头可以用在长度为0.512in(13mm)以内的线阵传感器。但是，由于几何变形和市场角特性，必须鉴别短焦镜头是否合用。如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离，则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。接圈加在镜头后面，以增加镜头到像的距离，以为多数镜头的聚焦范围位5－10％。镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。CS型镜头
With a 5 mm adapter ring, a C lens can be used on a CS-mount camera.U型镜头
一种可变焦距的镜头，其法兰焦距为47.526mm或1.7913in，安装罗纹为M42×1。主要设计作35mm照片应用（如国产和进口的各种135相机镜头），可用于任何长度小于1.25in(38.1mm)的列阵。建议不要用短焦距镜头。4 42mm 镜头 3 L型镜头 固定焦距宽视场镜头，最初设计作照相放大作用（如国产各种放大机镜头），且在2.25in(63.5mm)视场内具有良好的特性。法兰焦距是具体镜头的函数。安装螺纹为M39×1.0。可用于长度为1.25in(35.1)以内的列阵，且不受限制。
第三篇：描写光学现象的成语、诗句
中国的古诗词、成语和俗语中蕴含着丰富的物理知识,在此我们共同了解古诗词、成语和俗语中的光学知识,以加深对光现象的理解.一、光沿直线传播
1．坐井观天
解析：在井底的青蛙看到的天空很小,是由于光的直线传播造成的.2．立竿见影
解析：在阳光下竖起竹竿,立刻就看到影子,正是由于光沿直线传播,竹竿挡住光线才形成影子.3．一叶障目,不见泰山.解析：一片树叶挡住了眼睛,连面前高大的泰山都看不见.运用的就是光沿直线传播的知识.4．绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘.（出自晚唐诗人高骈的《山亭夏日》）
解析：诗句中“浓阴”的形成说明了光的直线传播；而“楼台倒影”则是光的反射形成的虚像.5．峰多巧障日,江远欲浮天.（出自宋代苏轼的《游蒋山》）
解析：“峰多巧障日”为什么太阳光会被山峰挡住,光的直线传播造成的.6．排云数峰出,漏日半江明.（出自宋代杨万里的《泊樟镇》）
解析：诗句大意是,为什么要推开山腰的浮云,才能看到峰顶,阳光只能从云缝中穿出照亮江面.都利用了光沿直线传播.二、光的反射
1．镜花水月
解析：物体在水和镜中成的像都是虚像,因此说在水中捞不到月亮,在镜中摘不到花.2．猪八戒照镜子,里外不是人.解析：根据平面镜成像的规律,平面镜所成的像与物体大小相等,物像对称,因此猪八戒看到的像和自己一模一样,仍然是个猪像,自然就“里外不是人了”.3．玉不琢不成器
解析：玉石没有研磨之前,其表面凸凹不平,光线发生漫反射,玉石研磨以后,其表面平滑,光线发生镜面反射.4．举杯邀明月,对影成三人.（出自唐代李白的《月下独酌》）
解析：“举杯邀明月”说明月亮在酒杯中形成一个虚像,涉及平面镜成像.5．宝钗好耀首,明镜可鉴形.（出自汉代秦嘉的《赠妇》）
解析：“宝钗好耀首”说明通过珠宝首饰的反射后的光线进入人眼中,显得格外耀眼；“明镜可鉴形”利用了平面镜成像知识.6．掬水月在手,弄花香满衣.（出自《春山夜月》）
解析：“掬水月在手”水中为什么会有月亮,涉及到的物理知识是平面镜成像.7．皓月千里,浮光跃金,静影沉璧（出自宋代范仲淹的《岳阳楼记》）
解析：“皓月”是因为反射了太阳光,月亮本身不发光；“浮光跃金”指太阳光被水面反射了,看上去湖面泛起金光；“静影沉璧”是反射形成的虚像.8．野旷天低树,江清月近人.（出自唐代孟浩然的《宿建德江》）
解析；“江清月近人”是指月亮在水中形成一个虚像,作者感觉与月亮虚像的距离很近.其实不符合科学道理的,因为平面镜成像特点是物像到镜面的距离相等,故并没有“近人”.三、光的折射
1．海市蜃楼
解析：光经过密度不均匀的空气产生折射现象,所看到的是虚像.2．一滴水可见太阳,一件事可见精神.解析：一滴水相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像规律,透过一滴水可以有太阳的实像.3．大漠孤烟直,长河落日圆.（出自唐代王维的《使至塞上》）
解析：作者看到的“落日”并不是实际的太阳,而是光经过不均匀的大气时发生了折射形成的虚像,太阳的实际位置在地平线以下.4．潭清疑水浅,荷动知鱼散.（出自唐代储光羲的《钓鱼湾》）
解析：“潭清疑水浅”是指潭水清澈见底,使人怀疑它很浅,是因为光从水进入空气时,发生了折射的缘故,我们看到的是潭底的虚像.四、光的色散
1．夕阳返照桃花坞,柳絮飞来片片红.（出自清代牛应之的《雨窗消意图》）
解析：柳絮本来是白的,而诗中却说是“片片红”.其原因是太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成,红色的桃花反射红光,吸收其他色光,当柳絮穿过一片红色的桃花林时,只有红光被反射出来,反射出来的红光照到白色的柳絮上,柳絮自然呈现出淡淡的红色.2．去年今日此门中,人面桃花相映红.（出自唐代崔护的《题都城南庄》）
解析：我们看到物体的颜色是由其反射色光的颜色决定.红色的桃花只反射红光,红光反射到人面上,人面看起来也变成了红色.
第四篇：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．
第五篇：校园的不文明现象及改善
校园的不文明现象及改善
大学，一个我们目前朝夕生活的地方，他对我们的健康成长和人格养成起到了至关重要的作用，反过来我们的言行举止也给他贴上了一个标签。这个标签使的他成为了不同于社会的特殊存在。尽管校园里有许多美好的东西，但也有很多不尽如人意的地方。比如校园内一些常见的不文明现象。我不清楚这些现象出现于何时，我只知道他确实存在着，而且无时不在，无处不在。更恼人的是，我们明明知道这些行为不文明但却大多时候都在乐此不疲的做着。说到不文明现象就不得不提着几个典型：
一、上课时不将手机调为震动或者关机：上课时老师讲得津津有味学生们在安静倾听或者记笔记忽然一阵手机旋律飘来老师与同学的思路被打断课堂氛被围扰乱更有甚者彩铃声音怪异无比同学们往往被声音吓到而他们却漫不经心或哈哈大笑名然自得。
二、无处不在的占座。英格索尔说真正的文明在于每个人把自己应得的权利留给他人。而某些学生非但没有把自己的权利留给别人，反倒是把别人的权利给剥夺了。我们学校作为一所老学校，本来教室资源就紧张，再加上一些占座现象，导致好多学生根本就没地方学习。你来上自习自己有地方就行了，为何非得占上五六个空座呢？你的伙伴还没来，但你却占下了，造成许多地方出现明明有空座可却没地学习的怪现象。难怪好多学生调侃：经常见鬼（明明座空着却非说有人）。我觉得学校有必要规定一下禁止占座，因为这大大降低了教室的使用率。
三、情侣在公共场所过分亲密。英国的罗斯金说文明就是要造就有修养的人。我们并非说情侣没有修养大学是自由恋爱的时代我们没有人阻止他们烂漫幸福。然而需要注意场合。在公共场所接吻拥抱爱抚那些过分亲密的行文举止那样的旁若无人实在有碍观瞻。
四、到处张贴广告发传单
这也是大学校园各种墙上展板上常见的标志贴了撕撕了贴屡禁不止。严重破坏了我们大学校园里优美的环境也害苦了那些打扫卫生清洁小广告的工作人员和学生。埃利斯说“万物之中文明是最脆弱的任何高度的文明都经不起它所面临的多重危险的威胁。”中国本是礼仪之邦文明古国然而中国的不文明现象早都很多外国人的耻笑。人说中国之兴兴于学生。身为中国代表的大学生们寒窗数十载不就为了在社会中体现它的价值么而一个人的价值只能在为他人奉献中得以体现。若是我们在做任何事时都能先考虑到别人的感受何愁文明不再何愁中国不兴
道德是社会普遍认可的行为规范良好的社会秩序亦是个人发展的必然条件而大学学子更是“高素质”的理性动物为什么大学校园有这么多且严重的不文明行为呢 其一为社会原因。社会上功利诱惑的增多、增强使一些大学生在思想上急功近利主观上把大学完全当成敲门砖当成实现其功利的手段。所以他们不在乎“我的大学”怎样不在乎我的同学怎样只是去追求自身利益最大化。他们被功利蒙住了眼想不到真正实现可行功利的正手段。其二教育因素。首先高中与大学的教育从来就没有一个好的接轨各行其是。高中实行的是严格的管制是教育学生能做什么和不能做什么都由老师时时监管他们的
行为并未内化为自身的认识。长此以来他们不知道自己所做是对还是错也不会去关心他们只关心是否符合了要求。而大学生的一个显著特点就是脱离了监管阶段从而暴露出了对那些自己曾身体力行的文明的但并未内化入心的行为的无意识失落。其三学校与学生之间的矛盾。学校缺乏人性化管理服务质量不够学生不能真正溶入学校做到爱校如家。从而在行为上产生不文明行为
一、重视对学生的道德教育培养正确价值观。让同学们能自觉遵守最起码的道德文明。
二、建立健全适当的监督机制。适时地提醒同学们文明规范做法。
三、处理学校好与学生的关系。使学生与学校的和谐共处让学生真正地爱护维护自己的校园从而自觉符合学校的规范。
四、树立文明的榜样。带动起其他同学的文明积极性。
明日的文明始于今日的奉献。今日的文明始于我们我们莘莘学子。作为中国学子的表率我们大学生比他们成熟比他们学得更多能力更强对于文明礼仪的理解我们更应该比他们深刻。而我们的所作所为是否有愧于心有愧于我们大学生的称号呢。祖国的未来是属于我们的，而我们光靠占座时的疯狂劲是无法担负重任的，我们只有先修好德，才能搞好建设，希望通过1、2000年4月，湖人与尼克斯的比赛中，科比故意肘击克里斯-查尔兹，小个查尔兹极为恼怒之下对科比祭出两记组合勾拳，被分开后科比才用破口大骂的方式来解恨。科比直接被驱逐，查尔兹也受到处罚。
2、2002年3月，湖人与步行者比赛行将结束时，科比对前辈雷吉米勒施以重拳，两人扭打在一起直接冲向技术台。被分开后，科比还与球迷拍手庆祝，事后他被联盟禁赛两场
3、2004年湖人大战马刺，科比在比赛中肘击了邓肯。
4、2005年，科比在对灰熊的比赛中报复性地肘部击打迈克-米勒喉咙，被追加为二级恶意犯规，并禁赛两场。
5、2007年1月22日，科比在对勇士比赛中恼羞成怒得在投篮时肘击理查德森头部。
6、2007年1月26日，湖人对阵山猫，科比在投篮时肘击杰拉德-华莱士头部，后者反而被吹防守犯规。
7、2007年1月28日，湖人对阵马刺，科比因吉诺比利封盖了他的投篮，肘击后者的面部，致其血流满面。科比后被禁赛一场。
8、2007年1月29日湖人对阵马刺，终场前2.7秒马吉诺比利封盖了科比的投篮，科比恼羞成怒，在空中右手小臂故意重击吉诺比利脸部，使后者长时间倒地痛苦难忍、血流满面。回放显示，科比右手垂直投篮后，故意旋转了整整90度，手臂狠狠地砸在吉诺比利的脸上。赛后科比竟然说他被追加禁赛一场太冤枉，说他绝对不是“有意”的。
9、2007年3月6日，湖人对森林狼，科比中肘击贾里奇面部，被联盟禁赛一场。这次是因为贾里奇在此前的一次防守中封盖了科比的三分。
10、2007年3月10日，科比肘击科沃尔面部，再次被联盟追加一级恶意犯规。至此，科比成为06-07赛季因肘击而被禁赛最多的球员。
11、2008年总决赛，科比在被换下场时，为了发泄不满，竟然肘击队友拉德曼诺维奇。
12、2009年2月9日，科比在与骑士比赛中飞踹莫-威廉姆斯。
13、2009年5月5日，湖人季后赛对火箭第一场，在双方倒地后科比对巴蒂尔故意连续膝盖顶脸和肘击头部，巴蒂尔鲜血满面，但科比未受到任何处罚，回放录像时，球迷们惊呼太残忍了！都不忍再看回放。
14、2009年5月5日，也是湖人季后赛对火箭第一场，科比突破中明显故意发力用膝盖撞伤姚明的右腿，姚明在随后的第二和第三场比赛中身体重心只能主要防在左腿上，到第三场比赛中姚明的左脚终于不堪重负产生裂纹而赛季报销，这次重伤为后者生涯终结埋下了直接的隐患，说姚明的过早退役科比是罪魁祸首。可以说湖人2009季后赛能艰难地4：3淘汰那段时期最好的火箭（常规赛22连胜），科比的黑肘和黑腿脚至少三次起到了极大的作用。
15、2009年5月7日，湖人季后赛对火箭第二场，科比肘击阿泰斯特，导致后者失控追着科比讨要说法，吓得科比举手作无辜状以此骗得裁判同情并将阿泰驱逐出场。
16、2009年西部决赛，科比多次肘击琼斯的脸和咽喉，但裁判熟视无睹。
17、2010年2月湖人对阵76人队，在伊戈达拉跳起空中投篮时，科比光天化日之下故意用手捅伊戈达拉的下身要害处，使后者身体一软投了个三不沾，这种行为极为卑鄙下流。那场比赛中科比两次袭击了伊戈达拉下身要害处。
18、2010年总决赛第6场，在帕金斯起跳抢篮板时，科比故意下脚使帕金斯在空中失去平衡，下落时又对其凶狠犯规，导致帕金斯膝盖严重受伤无缘抢七大战。&
19、2012赛季，科比在进攻中撞伤卢比奥，导致其赛季报销。
20、科比在对凯尔特人的比赛中用膝盖顶皮尔斯腹部，看看皮尔斯痛苦的表情，你就应该知道被科比用膝盖顶肋骨的疼痛程度。
21、科比在对爵士的比赛中，肘击米尔萨普。
22、同样是对阵爵士，科比肘击德隆我们共同的努力还铁大一个和谐校园。
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