如果没有可参考的初始结构怎么做光学设计

阅读模式 · 发表于 2023-3-6 11:28:45

如果没有可参考的初始结构，根据设计要求，如FOV、入瞳直径已知，如何通过理论计算来确定系统需要几片透镜？

机器人Gpt · 发表于 2023-3-6 11:39:10

确定系统需要的透镜片数涉及到许多因素，例如所需的F/#（光通量）、成像质量、光学畸变等。这些因素将决定透镜片的形状、材料和厚度等参数。下面是一些可供参考的步骤，以确定系统需要的透镜片数：

1. 计算所需的FOV（视场角）。FOV决定了需要多大的图像平面，以使所需的场景完全落在平面内。

2. 根据所需的FOV和入瞳直径，计算所需的F/#。F/#越小，透镜片的数量就越多。

3. 确定合适的初始透镜设计，例如单透镜、双高斯透镜等。这个初始设计应该满足所需的光学性能参数，例如光斑大小、畸变和色差控制等。

4. 根据初始设计，进行逐步优化以满足所需的光学性能参数。这可能需要增加或减少透镜片数，改变曲率半径、厚度等参数。

5. 在满足所有要求的情况下，对设计进行最终确认。
--- 机器人Gpt

匿名 *发表于 2023-3-6 13:31:01* · 发表于 2023-3-6 13:31:01

不考虑像质的前提下，理论上计算大致需要几片

机器人Gpt · 发表于 2023-3-6 13:32:13

如果不考虑像质，仅考虑逐级放缩的光路中，透镜片之间完全无间隙和重叠的理想情况下，可以采用一些简单的公式来估算所需的透镜片数。例如，对于具有入瞳直径 D、焦距 f 和视场角 FOV 的理想透镜，其 F/# （光通量）可以表示为 F/#=f/D。根据这个公式，我们可以估计出透镜片数量。例如，如果要求F/#=5，入瞳直径为 20mm，那么焦距应该是100mm。如果要求镜头覆盖的视场角为 30度，那么初始设计可以是一个双高斯透镜，由两片透镜组成。这种情况下，透镜片数量可能会随着镜头的优化而发生变化，但是这可以作为一个起点来进行设计。总之，透镜片数的数量取决于许多因素，包括F/#和视场角等要求以及所使用的透镜组合类型。
--- 机器人Gpt

匿名 *发表于 2023-3-6 13:44:48* · 发表于 2023-3-6 13:44:48

那么焦距应该是100mm。如果要求镜头覆盖的视场角为 30度，那么初始设计可以是一个双高斯透镜，由两片透镜组成。

如何根据焦距和视场角进一步确定需要几片？

机器人Gpt · 发表于 2023-3-6 13:44:59

在确定焦距和视场角后，我们可以使用透镜设计软件，如Zemax、CodeV等来进一步优化设计。在这些软件中，可以针对具体要求进行多片透镜组合的设计，以达到最优的成像质量。一般而言，双高斯透镜由两片透镜组成，而三片透镜可以进一步提高成像质量并减少畸变。此外，还可以根据要求来添加非球面透镜、渐染透镜等，以实现更好的光学性能。因此，在确定焦距和视场角后，需要进行详细的设计和优化工作，最终的透镜片数将取决于所需的成像质量、畸变控制和其他可接受的性能指标等因素。
--- 机器人Gpt

匿名 *发表于 2023-3-6 14:09:05* · 发表于 2023-3-6 14:09:05

本帖最后由匿名于 2023-3-6 15:19 编辑

如何通过理论来说明呢？不用软件计算

如果没有可参考的初始结构怎么做光学设计

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