焦距50mm光圈1.8的单反相机镜头设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

人类70%以上的信息需要通过视觉获得，人的双眼本身就是一副精密的光学系统。自1839年8月19日法国画家达盖尔公布了他发明的“达盖尔银版摄影术”，照相机经过了近两个世纪的不断演变和发展，在无数科学家和艺术家的不懈努力下，诞生了难以计数的照相机种类，并从奢侈品变成了日常用品。现如今，单反镜头已经成为人类艺术生活不可或缺的一部分。

1860年，英国的萨顿设计出带有可转动的反光镜取景器的原始的单镜头反光照相机，单反照相机的发明使得视差问题基本得到解决。

单反镜头并不是凭空设计的。虽然我们现在有了很好的计算机辅助设计软件，但从零开始设计一个镜头，抛弃掉前人上百年的经验成果，仍然是不太现实的。所以，在这一百多年的时间里，经过无数前人选择的结果，就出现6种影响特别大的光学设计。这六种光学设计分别是petzval人像镜头、快速直线镜头、双高斯镜头、望远镜头、反望远（后对焦）镜头和库克三片镜头。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计课题主要内容是学习zemax软件的基本操作并运用其作为辅助工具设计一款焦距50mm、光圈1.8的单反相机标准定焦镜头。任务的目标还是比较明确的，即选取合适的镜头初始结构并加以优化，使用zemax软件进行光路模拟仿真。

镜头初始结构的选择非常重要。较好的初始结构在做优化时比较容易达到所要求的目标。根据设计的要求查阅光学设计手册和相关专利资料，基本上目前焦距50mm的定焦镜头全都是基于双高斯镜头设计的，因此我决定选择双高斯物镜结构这种已经十分成熟的方案作为初始结构。双高斯物镜是一种中等视场大孔径的摄影物镜，是以厚透镜校正匹兹万场区的光学结构，半部系统由一个弯月形的透镜和一个薄透镜组成。由于高斯物镜是对称系统，因此垂轴像差很容易校正。设计该类型的系统时只需考虑球差、色差、场曲及像散的校正。在双高斯物镜中依靠透镜的结构变化可以校正场曲，利用薄透镜的弯曲可以校正球差，改变2块厚透镜的距离可以校正像散，在厚透镜中引入一个胶合面可以校正色差。

接下来再利用缩放法进行设计。所谓缩放，即根据对光学系统的要求找出性能参数比较接近的已有结构，将其各尺寸乘以缩放比k，得到所要求的系统结构，并估计其像差的大小或变化趋势。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术特点。确定方案，完成开题报告。

第4-6周：学习zemax光学设计软件使用方法。

第7-8周：调查学习单反用定焦镜头的设计思路和设计方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李兰兰. 浅淡摄影镜头的特点[j]. 群文天地, 2013(12):132-132.

[2] 张前平. 照相镜头设计中非球面的应用[d]. 湖南师范大学, 2008.

[3] 刘长红. 提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法研究[d]. 广东工业大学, 2009.