变焦镜头设计要求及系统参数设置

从一个已有的结构开始来设计一个简单的变焦镜头，设计要求是：

边界限制：玻璃最小中心和边缘厚度4 mm，最大中心厚度18 mm。

优化最小RMS Spot Diagram。

主要了解如何在ZEMAX 中实现一个系统的多个焦距，使用ZEMAX 自带的初始结构，由3 个透镜组组成，每个透镜均为胶合透镜，优化时要求3 组均可自由移动，达到变焦补偿。

第1 步：打开ZEMAX 自带的初始结构。

在系统盘中按路径“ZEMAX\Samples\Short course\sc_zooml.zmx”打开结构，并打开3D 视图，如图7-97 所示。从图中可以看出，初始结构由3 组双胶合透镜组成变倍组。依据设计要求，进一步完善初始结构的系统参数设置，即入瞳、视场和波长。由图中可以看出，已经有光线发射，说明系统的入瞳已经设置好了，打开入瞳设置，此时系统的入瞳直径是设计要求的25 mm。

图7-97　初始结构3D 视图(www.xing528.com)

第2 步：输入视场。

设计要求中给出像面直径为固定值34 mm，和双高斯照相物镜设定像面类似，选择近轴像高作为视场。在“System Explorer”对话窗口的下拉菜单中，点击“Fields”，按照路径“Settings→Type→Paraxial Image Height”依次设置。然后在“Fields”下拉菜单中，左键双击“Field”，弹出如图7-98 所示的视场设置对话框，并按图中的数值输入“0、12、17”三个视场。

图7-98　输入视场

第3 步：输入波长。

在“System Explorer”对话窗口的下拉菜单中，点击“Wavelengths→Settings”，并选择“F，d，C（Visible）”，点击“Select Preset”按钮完成自动输入，如图7-99 所示。

第4 步：查看系统3D 结构视图。

在完成系统参数设置后，查看3D 结构视图，如图7-100 所示。

在“Analyze”菜单栏下，点击“Reports”图标，并打开“System Data”系统报告文件，如图7-101 所示。从截取的系统报告文件中可以看出，图中的方框圈出了此时系统的焦距为98.56 mm，是定焦系统。