数码镜头设计原理

数码镜头设计原理简介
高级篇（二版）

随着光学产业的信息化步伐的加快，光学设计的领域不断拓宽，设计的科学蕴含走向博大
精深...，这些就使得人才成为市场竟争的焦点。要想适应市场的竟争，就要走出一条自己的路。

绝大多数光学同行，都是把仿真设计作为光学设计的起点，光学设计沿用老的思维，在象
差平衡上花费了很大精力，但效果欠佳，究其更本原因，是初始结构选得不甚合理。另外既
使仿形，也有限的很，例如网上就有许多不错的样例，但只有光学元件图和达到的性能指标，
多数人望而却步了，实际上由此出发，就可设计出好的结果（详见“DLP光显电视投影镜头光
路设计.ppt”贴）。

如何找到好的初解，如何从条件甚少的仿形设计中找到出路，这些都可从拓宽Zemax功能
上想办法。不要怕耽误时间，在这上花精力事半功倍。要想极大的增强ZEMAX功能，最最有效
的办法是把它当作最小二乘法计算器用，如果你能活学活用了，在光学设计上就垮上了一个很
高的台阶，真有“临会当绝顶，一览纵山小的感觉”。我的高级篇的许多难以想到的技巧就
是这样产生的。其中的一项应用可说疑非所思：在理想框架中进行PWC设计（注意：理想系统
中Zemax的所有初级象差均为零，又如何进行PWC设计呢？）,用具有此功能的“6镜焦距自动分
配(样版文件，注意保存).ZMX”程序对一个6镜系统在理想框架上进行了设计，不用任何胶合
镜就校正了色差。我们知道虚拟玻璃校色差能力很强，可惜不能与真实玻璃一致，我在Mathematica
中作出了所有国产玻璃NV点集，把它送到Autocad中，作散布中心直线，从而找出了NV函数
关系式，把此对虚拟玻璃的约束编写到Zemax优化操作集中，从而使高灵敏度的虚拟玻璃可
按国产玻璃的NV关系变动。

PWC法是寻找合理初值的最好方法，但一方面其理论复杂，不同系统的PWC法千差万别，
最主要的是计算量大，这样使应用受到极大限制。现在都会用光学性能很强的光学软件，充
分法挥光路设计软件的功能，是PWC换发新生命的方向。将PWC法容入Zemax中，利用Zemax的
各种性能，强化了PWC法的实用性。用PWC法快速寻找到好的初解，光路设计就成功了一半。
因此我的“数码镜头设计原理高级篇（二版）”就是以此为主线，介绍各种PWC设计的新方
法，在所介绍的PWC方法中，力主通用，通用方法的主要理论依据是理想框架理论。因此想
要理解透PWC法设计的精髓，就是要彻低了解理想框架理论及思想，它也是变焦系统设计的
更本。

我的“数码镜头设计原理高级篇（

二版）”准备分十部分，是很庞大的工程，好在我
的兴趣就在这理，将它看作智力游戏，可修心养性，自得其乐，因此能深入进去。
这十部分是：
第一部分 Mathematica 的光学应用
第二部分 Zemax中的简单编程
第三部分 PWC法设计光路
第四部分 Zemax中的非连续性研究
第五部分 Zemax 中的光能量分析
第六部分 ASAP中的光能量分析
第七部分 Zemax 功能扩展编程
第八部分 投影系统PWC法设计
第九部分 照象系统PWC法设计
第十部分 变焦系统PWC法设计
在上面十部分中，第一部分已有了规划：
第一部分 Mathematica 的光学应用
第一章 玻璃计算
第一节 国产玻璃NV函数建立
第二节 用V棱镜测材料
第二章 非求面仿真
第一节 非球面标准方程建立
第二节 ZEMAX中的非球面
第三章 PWC法
第一节 象差平衡方程建立
第二节 单镜结构求解
第三节 双胶镜结构求解
基本上每周一节，从元月初开始上传，所有资料均是原创，其中关于PWC法构思是全
新的，因此错处在所难免，在此只做抛砖引玉，引起光学同行对PWC法的关注。


此贴：
GGX19458132
2007年12月19日