照相物镜设计
照相物镜的设计,光学设计
照相物镜的设计
设计任务和要求
1设计一个照相物镜，焦距：50mm,相对孔径：1/2,全视场角：40°.
2 要求：
（1）通过给定参数，计算出其他参数值；
（2）分析系统需要校正的像差类型；
（3）通过手册查询初始结构，并回答所属类型，然后输入到计算机软件中，给出输入结果的二维图；
（4）采用上机学到的知识进行全局优化，给出MFF结果；
（5）采用上机学到的知识进行对样板和公差分析，给出操作步骤图片和结果；
（6）绘制出光学系统图。
设计过程
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。
（1）参数数据
焦距：1、f’=50mm；
2、相对孔径D/f’=1/2；
3、全视场角 40°；
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, 其中f 为有效焦距, 2w 为视场角。
经过计算：其视场角为2w=40°所以w=20°。
其余参数见表：
（2）输入参数
打开ZEMAX,将上表中参数输入ZEMAX：其中第七面设为光阑面
设置相对孔径值和波段：
更换玻璃，换成国产玻璃：
输入焦距50mm进行缩放
缩放后得到我们所设计的焦距f’=50mm的初始参数（如图所示）
光学设计照相物镜的设计
2014-2015学年第二学期《现代光学设计》考核
——照相物镜设计
班级：******** 学号：************* 姓名：***
一、系统设计要求：
1、焦距：f’=15mm；
2、相对孔径：1/2.8；
3、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光）
4、视场角2w=74°
二、设计过程
1,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，初始参数为：
1
输入初始参数
2,优化设计过程
将参数输入zemax：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，顺序输入上表1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1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，Index nd中输入n值Abbe Vd 中输入v值。结果如下在system-general-aperture中输入相对孔径值 2.8，在system-wavelength中输入波段，然后在tools-make focus中该改焦距为15mm进行缩放。3,设置相对孔径值和波长
Zemax光学设计：Petzval物镜的设计实例
Zemax光学设计：Petzval物镜的设计实例
引言：
Petzval物镜，它是由两个被空气分离的正透镜组构成。1839年Joseph Petzval 设计了这个著名的“照相物镜”。其前组是一个双胶合，后组是一个双分离，两者之间有一个光圈。前组可以很好地校正球差，但会引入彗差。彗差由后组校正，光阑位置校正了大部分像散。然而，这会导致额外的场曲和晕影。因此，FOV限制在30度以内。f/3.6的f值是可以实现的，这比当时的其他镜头要快得多。Petzval首次根据光学定律计算透镜的组成，而之前的光学系统则是根据经验进行磨制和抛光的。为了计算，奥地利大公路易（炮兵司令）向匹兹瓦提供了8名炮兵和3名下士，因为火炮是进行数学计算的少数职业之一。1.Seidel分析双片式物镜的局限性在于单组元件无法校正像散，这大大限制了它的视场角范围。在光阑上的薄透镜组的像散为：
即其总是不为零。因此，只有一些透镜组不在光阑上，才能校正像散。因此，两个分离的透镜组可以用于产生等量反向的像散。这两个透镜组不一定是单透镜，也可以是消色差双片式或者更复杂的透镜组。若我们假设光阑在第一个透镜组上，第二个透镜组和它相距一段距离，那么会有光阑平移效应。只要第二个透镜组没有完全校
正球差和彗差，那么平移第二个透镜组远离光阑一定距离，就可以产生足够的像散来校正第一个透镜组的像散。我们可以得到任意的一个像散值S3，但是两个正透镜组都会对场曲产生贡献，即Petzval 物镜的 Petzval 和总是正值。这意味着像面总是朝向镜头弯曲。通常，我们想要零像散，则让总的S3为零，场曲会使子午和弧矢像重合于弯曲的像面上。但是，还有其他选择，由弧矢像差，只要S3=-S4，我们就可以使弧矢像面为平面。而且，若让S3=-S4/3，则就可以使子午像面为平面。在设计 Petzval 镜头中有一个很好的准则，那就是让前组(A)的光焦度为K /2，后组（B）的光焦度为K，为保证总光焦度为K，让它们之间的距离为1/K。可以证明，这个准则等价于使两个透镜组的轴上边际线的偏差相等，即每个透镜组的球差、彗差和像散的贡献都最小。在此必须校正色差。一个很好的方法是，使每一个镜组独立校正色差，即让每一个镜组都是消色差双胶合透镜。设每一个元件的S1都为零，则总彗差为：
工程光学三片型照相物镜的结构参数计算课件
选择适合的光学材料，满足镜头的光学性能和机 械强度的要求。
镜片加工
优化镜片的加工工艺，提高镜头的加工精度和装 配精度，减小镜头的误差。
加工与装配的考虑因素
镜片研磨与抛光
根据镜片材料和光学设计的要求，选择合适的研磨和抛光工艺， 提高镜片的表面ห้องสมุดไป่ตู้量和光学性能。
装配精度
提高镜头的装配精度，减小装配误差对镜头性能的影响。
三片型照相物镜的 结构参数计算
焦距的计算
焦距
透镜或透镜组的会聚能力或发散能力的度量，单位是米。在工程光 学中，焦距是照相物镜的重要参数之一，它决定了物像的位置关系 。
计算公式
$f = frac{D times d}{D - d}$，其中$f$为焦距，$D$为物距，$d$ 为像距。
注意事项
焦距的计算需要考虑物距和像距的实际情况，以及透镜的光学特性。
成本与生产效率
优化生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。
05
三片型照相物镜的 应用实例
摄影物镜的设计实例
摄影物镜设计
三片型照相物镜在摄影领域中应 用广泛，主要用于相机镜头。通 过计算三片型照相物镜的结构参 数，可以获得高质量的摄影效果 。
结构参数计算
摄影物镜的结构参数包括焦距、 光阑系数、透镜间距等。这些参 数的计算对于物镜的性能至关重 要，直接影响到成像质量。
双高斯照相物镜课程设计
双高斯照相物镜课程设计
1 设计案例式教学方案
案例式教学的着眼点在于学生创造能力以及实际解决问题的能力的培养，而不仅仅是照本宣科，有助于深入了解专业领域知识和提高专业技能。通过案例式教学，令学生接触到实际工程案例，将书本上抽象的知识转化到具体的案例任务，在实际设计与操作中深化知识理解，同时培养学生的创新意识与自主学习意识。由于这种形式的教学需要较强的信息收集能力与自学能力，因此非常适合研究生。将案例式教学结合到《现代光学设计及仪器》课程中，通过教学探索，利用案例式教学的优势，突破传统教学脱离实际的困境，令学生通过这种“做中学”的形式获取知识，从而真正掌握技能，实现更高水平的研究生培养。
2 建设案例教学中，以培养目标为指导，基于课程目标与课程内容，根据本专业学生日后深造与就业的实际情况，参照实际设计任务标准，选取课程教学案例，需建立不同难度层次与不同设计类型的案例库。为了真正对学生的学习结果进行考查与评价，同时，为了打破任课教师个人知识水平的局限性，本课程中，案例库来源主要有三个途径，第一为文献搜集、专利查询等；第二为历年光电赛的赛题中摘取光学设计部分；第三为向全院教师征集的合作企业需求。案例的筛选原则为：覆盖课程大纲中的主要知识点，同时考虑案例的典型性、实用性、创新性，案例选择应由易到难，循序渐进。
3 打造混合教学模式
由于引入了案例式教学，传统的课上教学时间已不能满足教学需要；同时，为了培养学生的积极性，将教学模式从原来的“课堂教学”延展到“课前—课上—课后”的拓展课堂形式这种拓展课堂的形式能够提高学生主动学习的能力。
照相物镜设计
三片型物镜的复杂化型式型式:
一类是把前、后两个正透镜中的一个分成两个，主 要是为了增大物镜的相对孔径。另一类是把前、后 两个正透镜中的一个或两个用双胶合透镜组代替， 主要是为了增加相对孔径和视场，同时改善边缘视 场的成像质量。
在完成第一阶段校正的基础上，全面分析一下系统像差的校正 状况，找出最重要的高级像差，作为第二阶段的校正对象。当 然在第一阶段中已加入校正的像差在第二阶段必须继续参加校 正。因为只有在基本像差达到校正的前题下，校正高级像差才 有意义。对剩余像差或高级像差的校正，采取逐步收缩公差的 方式进行，使它们校正得尽可能小。在校正过程中某些本来不 大的高级像差可能会增大起来，这时必须把它们也加入校正， 或者在无法同时校正的情况下采取某种折衷方案，使各种高级 像差得到兼顾。第二校正阶段往往是整个设计成败的关键。如 果系统无法使各种高级像差校正到允许的公差范围之内，只能 放弃所选的原始系统，重新选择一个高级像差较小的原始系统。 回到第一阶段重复上述校正过程，直到各种高级像满足要求为 止。
视场角2ω
小的只有2°～3°，甚至更小，大的可能达到 140°。
摄影物镜的视场角决定了被摄景物的范围。不同的 照相机画面的尺寸是一定的，例如：
16mm电影摄影机 10.4×7.5mm2 35mm电影摄影机 22×16 mm2 135#照相机 36×24 mm2 120#照相机 55×55 mm2
照相机物镜的设计 课程设计
武汉工程大学
课程设计（学年论文）
说明书
课题名称：照相机物镜的设计
专业班级：
学生学号：
学生姓名：
学生成绩：
指导教师：
课题工作时间： 2011年6月20日至 2011年7月1日
XXX大学教务处
一.前言
背景知识
相机镜头是相机中最重要的部件，因为它的好坏直接影响到拍摄成像的质量。同时镜头也是划分相机种类和档次的一个最为重要的标准。一般来说，根据镜头，可以把相机划分为专业相机，准专业相机和普通相机三个档次，无论是传统的胶片相机还是数码相机，都可以适用于这个划分。镜头能分为变焦和定焦两大类。变焦镜头我们刚才已经试用了，就是焦距可变，也就是可以推拉的镜头。除此之外还有定焦镜头，就是焦距不能变只有一个焦段，或者说只有一个视角。在镜头外观上二者存在明显的差异，定焦镜头只有对焦环（就是控制清晰度的，稍后介绍），而变焦镜头拥有两个环，一个对焦环（控制清晰度）和变焦环（控制视角，即推拉）。
定焦镜头因为其焦距固定，因此比较好分类：广角镜头：一般低于35mm的镜头为广角镜头，低于28mm的为超广角镜头。广角镜头视角广，纵深感强，景物会有变形，比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、集会等。
中焦镜头：一般在36mm到134mm的镜头为中焦镜头。中焦镜头比较接近人正常的视角和透视感，景物变形小，适合拍摄人像、风景、旅游纪念照等。
长焦镜头：一般高于135mm以上的镜头为长焦镜头，也被称为远摄镜头。其中，大于300mm 以上的为超长焦镜头。长焦镜头视角小，透视感弱，景物变形小，适合拍摄无法接近的事物，如野生动物、舞台等，也可以利用长焦镜头虚化背景的作用，拍摄人像。
工程光学三片型照相物镜的结构参数计算课件
计算光圈大小
根据设计要求和光圈类型的选 择，计算出光圈的大小。
光学元件的相对位置与装配精度
确定透镜的相对位置
根据光学系统的设计要求和透镜的折射率，确定每个透镜的相对 位置。
确定光圈的相对位置
根据光学系统的设计要求和光圈的类型，确定光圈的相对位置。
计算装配精度
根据光学元件的相对位置和设计要求，计算出每个元件的装配精度。
在实验中应用新技术和方法，探 索提高三片型照相物镜性能的途
径和方法。
05
工程实例：三片型照相物镜的设 计与应用
三片型照相物镜在某型号相机中的应用实例
背景介绍
某型号相机在市场上受到用户欢 迎，但存在视野受限和像质不高 等问题，需要采用三片型照相物
镜进行改进。
物镜设计
针对某型号相机的特点，设计三片 型照相物镜，重点考虑结构参数的 计算和优化。
采用环保材料和制造工艺，降低三片 型照相物镜的生产成本和对环境的影 响，实现可持续发展。
三片型照相物镜技术面临的挑战与对策建议
技术创新
人才培养
加强光学、机械、电子等多学科交叉，推 动三片型照相物镜技术的不断创新，提高 核心竞争力。
加大对光学领域人才的培养力度，建立完 善的人才激励机制，吸引更多优秀人才投 身工程光学事业。
领域二：在显微镜中的应用前景展望
显微镜在观察微观世界方面具有重要作用，但存在视野 受限和像质不高等问题。采用三片型照相物镜可以有效 解决这些问题，提高观察效果。
照相物镜设计
由此可以看出，具有较长焦距的物镜，只能有较小的视场，而短焦距的物镜，则须是广角的。
按视场角的大小，照相物镜又分为： a) b) c) d) 小视场物镜：视场角在30度以下 中视场物镜：视场角在30-60度之间 广角物镜：视场角在60-90度之间 超广角物镜：视场角在90度以上
在一定的成像质量要求下，照相物镜的三个光学特性参数之间，存在着相互制约的关系。在 物镜结构的复杂程度大致相同的情况下，提高其中任意一个光学特性，则必然使其它两个光 学特性降低。前苏联的伏洛索夫研究了若干优良物镜后，曾得出一个经验公式来表示三个特 性之间的关系，其公式为：
5. 双高斯物镜（Planar） 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，在视场缩小时， 可得到1：1.4的结果，稍复杂化后，可得到更大的相对孔径， 达1：0.85，这一类型的物镜是目前普遍使用的物镜，也是 最受欢迎的物镜。
照相物镜设计实验报告
照相物镜设计实验报告
引言
照相物镜是照相机中最重要的部分之一，其设计与使用对照片的质量有着重要影响。本次实验旨在设计一种具有优秀成像性能的照相物镜，并通过实验验证其设计准确性和性能优劣。
实验目的
1. 理解照相物镜的工作原理和设计要求；
2. 掌握常见的物镜设计方法；
3. 通过实验比较不同设计方案的成像质量。
实验设备和方法
实验设备
1. 光学实验台
2. 平行光源
3. CCD相机
实验方法
本次实验采用透镜组设计法，通过依次放置多个透镜组并调整其位置和参数，最终设计出成像质量优秀的照相物镜。具体步骤如下：
1. 确定照相物镜的成像要求，包括焦距、最大光圈和成像质量等；
2. 选择初始透镜组并确定其种类和初始参数；
3. 根据设计要求，计算并调整第一组透镜的位置和参数，使得光线在物镜中尽可能接近理想成像；
4. 依次添加和调整后续透镜组的位置和参数，使得整个物镜达到设计要求；
5. 利用光学实验台上的平行光源，将物镜与CCD相机结合，检测和比较不同设计方案的成像质量。
结果与分析
经过多次尝试和调整，我们最终设计出了一款具有较好成像性能的照相物镜。通过与其他常见物镜进行对比实验，我们发现该物镜在分辨率、色彩还原和畸变等方面表现出色。
分辨率
我们用实验室提供的标准分辨率测试图像对物镜的分辨能力进行了评估。结果显示，该物镜在高细节区域的细节还原能力较强，能够清晰地显示出测试图像中的小细节。这说明该物镜的分辨率较高，适合用于拍摄细节丰富的照片。
色彩还原
我们还通过拍摄标准色卡来评估物镜的色彩还原能力。与其他常见物
镜相比，该物镜在还原真实颜色方面表现出色。标准色卡上的颜色在照片中得到了准确的还原，色彩饱和度和亮度也比较均衡。这对于摄影师来说是非常重要的，因为一款色彩还原能力好的物镜可以减少后期调色的工作量。
照相物镜设计
三片型物镜的复杂化型式型式:
一类是把前、后两个正透镜中的一个分成两个，主 要是为了增大物镜的相对孔径。另一类是把前、后 两个正透镜中的一个或两个用双胶合透镜组代替， 主要是为了增加相对孔径和视场，同时改善边缘视 场的成像质量。
第７章 照相物镜设计
1. 照相物镜的光学特性和结构型式
照 相 物 镜 性 能 : 焦 距 （ f’）， 相 对 孔 径
（D/f’）和视场角（2ω）
光学特性的最大特点是它们的变化范 围很大。
焦距
照相物镜的焦距，短的只有几毫米，长的可 能达到2～3m，甚至更长。
摄影物镜焦距的大小，决定了照片上的像和实际物 体之间的比例尺 y' l'
yl
对一般照相机来说，像平面靠近焦面， l' 故f '有：
f'
l
在物距l一定的情况下，欲得到大比例尺的照片，即 要求β增加，则必须增加物镜的焦距f′
相对孔径D/f’
小的只有1/10，甚至更小，而大的可能达到 1/0.7。
摄影物镜的相对孔径主要影响像面照度。摄 影物镜像面的照度和相对孔径的平方成比例。 为了满足景物较暗时摄影的需要，或者为了 对高速运动物体摄影，要求采用很短的曝光 时间，它们都要求提高像面的照度，因此就 需要采用大相对孔径的物镜。
Zemax光学设计：一个180mm单反相机物镜的设计参考
Zemax光学设计：一个180mm单反相机物镜的设计参考
引言：
在观察远处目标时，为了获得较大的放大率，就得使用长焦距物镜。若同时要求结构紧凑，就必须采用远摄型设计，此时光学系统的总长小于焦距，即远摄比γ＜1。单反相机的180mm标准物镜，该系统由9个镜片组成，视场角ω=6.8°，光圈F=2.8，线视场y`=21.5mm，与135胶片的半对角线一致。（该设计参考《近代光学系统设计概论》）
设计仿真：首先输入系统特性参数，如下：在系统通用对话框中设置孔径。在孔径类型中选择“Paraxial Working F/#”，并根据设计要求输入“2.8”；
在视场设定对话框中设置3个视场，要选择“Angle”，如下图：
在波长设定对话框中，设定0.486um、0.5876um和0.656um共3个波长，如下图：
查看LDE：
2D Layout：
上图中，前组、后组的界限已不清晰。第一组正透镜采用双分离，不但可以减小剩余带球差，也可以诱导出球差的高级分量。查看点列图：
查看球差-色差曲线：
尽管相对孔径不小，但各孔径的球差均控制在0.2mm以内，像质好。
查看畸变：
由于视场角不大，畸变也较小。
zemax设计-三片式照相物镜设计
三片式照相物镜设计
透镜参数：
1.焦距为9mm。
2.相对孔径为1/4。
3.全视场2ω为40度。
4.所有视场在67.5lp/mm处时，MTF>0.3。
5.三个透镜选用的玻璃依次为ZK5，F6，ZK11。
CAD图：
1.系统二维图：
2.系统三维图：
3.点列图：
1）当ω=20度时，系统的慧差较大。
2）从图中可以看到黑色圆圈所包含的点较多，说明能量较为集中。3）系统的弥散斑半径较小，该系统符合设计要求。
4.MTF曲线
1）当所有视场在67.5lp/mm处时，MTF曲线>0.3。符合系统设计要求。
2）图中黑色的线为衍射极限，图中其他曲线的走势和衍射极限的走势基本相同，系统较为优秀。
3）S曲线（弧矢曲线）与T曲线（子午曲线）基本重合，说明镜头的像散比较小。
4）图中曲线较为平直，说明边缘与中间一致性较好。
5.光线扇面（Ray Fan）
6.光程差扇形图（OPD Fan）
7.Field Curv/Dist（场曲）
8.点扩散函数PSF
9.包围圆能量曲线
在上图中，曲线较为陡直，且拐弯点较高，说明该系统较好。
关于望远物镜的设计
1. 设计一个望远镜(焦距100mm，全视场角8度)
2. 设计一个显微镜（放大倍率10倍，NA=0.2，共轭距离210mm）
3. 设计一个照相物镜（焦距50mm，相对孔径1/2，全视场角50度）
内容:（1）通过给定的参数，计算出其他参数值。
（2）分析系统需要校正的象差类型。
（3）通过手册查询初始结构，并回答所属类型，然后输入到计算机软件中给出输入结果的二维图。
（4）采用上机学到的知识进行全部优化。给出MTF结果。
（5）采用上机学习的知识进行对样板和公差分析，给出操作步骤的图片和结果。
（6）绘制出光学系统图。
望远物镜设计
（1）f’=100, D/f’=1/4, D=25mm, 2w=8
（2）系统需校正的像差：球差、慧差、色差、场曲
（3）查手册选初始结构，f’=109.81, D/f’=1/2.2,2w=12，l’f=99.12 .
属于双胶合、双分离摄远物镜
二维输出结果：
（4）
（5）采用上机学习的知识进行对样板和公差分析，给出操作步骤的图片和结果。步骤：一. 设定Tolerance Data
1. 一般情况我们可以利用Zemax 的Default Tolerances 进行设置，在Tolerance Data Editor 中Tools 菜单下有Default Tolerances 选项。
弹出如下对话框:
在此对话框可以对各面的R值，TC,偏心(Decenter),倾斜(Titlt),不规则度(Irregularity)及材质的公差进行设定。各项意义如下：
Surface Tolerances 一列
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5.1 照相物镜的发展及其基本结构
在照相物镜设计中，类型的选择预先确定了设计成败的可能性，物镜的选型不仅对初级像差， 而且对高级像差也是十分有关的，因此选型很重要。 1. 风景摄影物镜 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
1902年出现的天塞物镜，可看作是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好。天塞的光 学结构简单，实用，它的解像力高，反差适中，畸变小，获得了 “鹰眼”的美誉，当年被蔡司公司尊为头号镜头，一切蔡司公司 所生产的顶级相机全部配备天塞镜头
将三片式中的单透镜改为双胶合的设计比较多，海里亚物镜就 是其中的一种，是美国在二战中用得最多的夜航摄物镜，它利 用二胶合面把高级慧差和带球差校正得很好。 5. 双高斯物镜（Planar） 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，在视场缩小时， 可得到1：1.4的结果，稍复杂化后，可得到更大的相对孔径， 达1：0.85，这一类型的物镜是目前普遍使用的物镜，也是 最受欢迎的物镜。
9. 变焦距物镜
5.2 照相物镜的光学特性
照相物镜的光学特性，主要由三个因素表征：照相物镜的焦距、相对孔径和视场角。 （1）焦距：照相物镜焦距的大小，决定了照片上的像和实际物体之间的比例。 光学系统的垂轴放大率：
β=
y′ l ′ = y l
对于一般相机，物距都比较大，而镜头的焦距一般比较小，因此像平面靠近焦平面， 像距近似与焦距相等，因此：
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。摄远物镜是在第二次世界大战中为了侦察摄影的需 要而发展的。 比较著名的有蔡司公司的“远摄天塞”，相对孔径1：6.3， 视场35-40度。改进的“泰来康”，相对孔径1：6.3，视 场30度，畸变小于0.2%。
美国在二战中也生产了大量的摄远物镜，如右图所示，其 为焦距1米，相对孔径1：8及焦距1米，相对孔径1：5.6的 物镜。
利用新老玻璃的组合，生产出了质量更好的达岗（1892）和 双普罗塔（1894）。这两种物镜至今还在生产，其相对孔径 为1：6，视场为60度。这种物镜的自由度较多，每一半都可 以单独校正像差，因而一个物镜可作为二种焦距的物镜使用。
从达岗出发，把靠近光阑的二透镜从胶合组里分离出来，利 用多出的自由度设计出了1：4和70度视场的结果，这种物镜 至今仍是主要的航摄物镜之一。 4. 三片式物镜 1893年，塔克洛尔（H.D Tealor ）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。 1 4 50 如果视场减小时，相对孔径可达1：2.8，现在它仍然是一种比 1 2.8 较流行的物镜。
1821年出现了胶合的透镜，代替了弯月牙形的单透镜，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像散。
2. 匹兹堡人像物镜 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 在近轴部分的成像质量优良，至今仍在用作电影放映物镜等 须要大孔径小视场的场合。 匹兹堡物镜的改进型式很多，是现在五大类物镜中的一类。 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，只能用作风景摄影。 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。
1 2 E ′ = π Lτ ( D f ′ ) 4
τ 为物镜透过率
f′ β≈ l
此式说明照相机的放大率与焦距成正比，而与物距成反比。 由于用途不同，照相物镜的焦距也不相同。通常照相物镜的焦距标准如下：
物镜类型 鱼眼物镜 超广角物镜 广角物镜 标准物镜 短望远物镜 望远物镜 超望远物镜
物镜焦距f’/mm 7.5、15 17、20 24、28、35 50 85、100 135、200、300 400、500、600、800、1200
到1866年，像差理论的发展，使人们认识到对称的胶 合透镜可以把像差校正得很好，设计出了右图所示的物 镜，其相对孔径为1：8，视场为50度，物镜的球差、 色差和慧差都有很好的校正，畸变和倍率色差也因结构 对称而不大。
重钡冕玻璃的出现使得在1890年设计出了普罗塔物镜，该物 镜以其校正了匹兹堡和及像散而优于之前的所有物镜，它的 相对孔径在1：Baidu Nhomakorabea.5-1：18之间，视场为40-90度，由它拍摄的 整张照片都是清晰的。
（2）相对孔径： D f ′ 照相物镜的相对孔径，决定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度，最高分辨率即通常所说 的截止频率：
N=
D f′
λ
=
2u ′
λ
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，多数照相物镜因其接收器本身 的分辨率不高，相对孔径的作用并不是为了提高物镜的分辨率，而是为了提高像面光照度：
7. 反摄远物镜 在电影摄影中，常常用到短焦距物镜，为了在物镜后面能 安装取景棱镜，因而要求有长的像方顶焦距。这就需要使 用所谓的反摄远物镜，其是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。 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。