为了满足市场对低成本、高变焦比光学变焦手机摄像镜头的需求，采用三运动组份变焦核结构型式，选用优质光学塑料非球面透镜与普通光学玻璃球面透镜混合结构，利用计算机辅助设计软件Zemax优化镜头系统，设计了一种4.6倍光学变焦、500万像素(5×106 pixel)的手机摄像镜头。系统全视场调制传递函数（MTF）值在空间频率20 lp/mm处大于0.8，广角端及摄远端的MTF值在1/2奈奎斯特频率处大部分视场大于0.4 lp/mm；相对畸变均小于3.2％；全视场广角端处的相对照度大于67％，摄远端处的相对照度大于89％，并且变焦曲线平滑。该镜头系统具有分辨率高、制造成本低、变焦比高的优点。

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为了降低变焦距系统设计时对经验的过度依赖，提出用Matlab仿真分析来分配变焦系统各组元光焦度。以组元之间的间隔为初始量，把变倍组的物距作为自由量，通过计算公式求出满足间隔要求的光焦度分配和组元运动形式。并通过Matlab仿真，画出变焦过程中各组元移动轨迹，分析各组元偏角、视场角等因素对系统复杂程度的影响，合理分配各组的光焦度，最后制定出初始结构。对没有经验的设计者，是一种很好的方法。为了验证该方案的可行性，设计一个14×正组补偿型变焦系统，所设计系统优化后的光焦度分配值和计算的结果很接近。

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为了避免环境温度变化影响红外双波段目标模拟器的投影图像质量，对其变焦投影镜头进行了光机热分析。建立了变焦投影镜头的有限元分析模型，通过对非定常的热应力问题进行准静态处理，完成了有限元模型的热分析和静力学分析，并求解出整机随温度变化的位移云图。通过有限元数据转换算法将离散节点的坐标数据转化为矢高变形数据，利用Householder算法完成了基于Zernike多项式的镜面热变形拟合，并将拟合系数导入光学设计软件，得到了不同温度下变焦投影镜头的热分析结果。结果表明，当温度在10～30 ℃区间时，投影图像质量对整机的热变形不敏感。

针对制冷型320 pixel×240 pixel凝视焦平面阵列探测器，设计了一款10倍中波红外连续变焦光学系统。系统采用机械正组补偿变焦结构，通过二次成像设计实现系统100%的冷光阑效率，利用硅和锗两种普通红外光学材料，通过引入合理的非球面和衍射面，借助ZEMAX光学设计软件对系统进行优化设计和像差平衡，实现了20~200 mm的中波红外连续变焦系统的优化设计。设计结果表明：系统仅采用7片镜片，实现了变倍比为10、F数为2、工作波段为3.7~4.8 mm的中波红外连续变焦系统的优化设计，系统的调制传递函数在空间频率16 lp/mm处大于0.4，点斑均方根半径均小于16 mm，接近衍射极限，满足系统成像要求，且系统的变焦曲线平滑，符合变焦要求。

zemax 光学设计系统入门的最佳选择 资源整理不易，请珍惜，零基础入门到精通光学设计是针对某一个明确或不明确的光学需求，通过光学设计师与客户的沟通、讨论与相互妥协，最终达成共识，形成满足需求的可量化可测量的光学指标，然后据此开展包括光学透镜、结构、尺寸、重量、价格、工期、工艺、材料、强度、温度等等因素在内设计工作，最终形成满足要求的光学系统

行业分类-设备装置-一种物联网双目视觉变焦动态目标跟踪试验系统平台与测距方法