用CODE V设计一个数码相机镜头
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1用CODE V设计一个数码相机镜头
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2.1一个简单的数码相机镜头
2.2设计规格
2.3定焦数码VGA相机物镜规格
3新镜头向导
3.1开始一个新镜头
3.2专利数据库
3.3定义系统数据
4操作表面
4.1镜头数据管理表格
4.2表面的细节
4.3改变并提交数据
4.4画图
4.5表面操作：缩放镜头
4.67．现在更新镜头图片窗口如下：
4.7新标题和开始：保存镜头
5分析起始方案
5.1快速像差曲线
5.2快速点列图
5.3畸变
5.4MTF（锐度）
5.5渐晕与照明
5.6可行性分析
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6总结
7关于优化
7.1目的
7.2方法规则
7.3默认
7.4AUTO过程
7.5局部VS.全局
8游戏规则
9变量
9.1定义变量
9.2使用LDM
9.3虚拟玻璃
10自动设计设置
10.1一般性约束
10.1.1一般厚度约束
10.1.2玻璃图约束
10.2特殊约束
10.3输出控制
10.4误差函数定义和控制
10.5保存您的设置并执行优化
11理解自动设计的输出
11.1误差函数
11.2AUTO输出的标题
11.3AUTO的每次循环的输出
11.4约束贡献
12分析结果并修改权重
13最后的优化是注意事项
14关于真实玻璃
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15关于焦深
用CODE V设计一个数码相机镜头
Doffery 2003-11-24
一个简单的数码相机镜头
数码相机现在已经很普通，最近的百万像素典范有高解析度的CCD阵列和光电子学。但是不要担心，那些都不是您用CODE V的第一任务。相反，你将设计一个还算简单的定焦的数码相机物镜。这仍需要一些光学设计，但是它是一个相对简单的题目，一个两片或三片居中的玻璃或是塑胶折射镜头组件。
这里是你将在本章所学的：
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说明一个简单镜头的一般设计规格 利用这些信息来确定一个起始点
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修改起始点来达到设计要求
做一个简单的分析，和规格进行比较确定一个优化指导性方向 在下一节您将利用本节所得到的结果作为起始点来：
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优化镜头
确定设计中的问题，发掘潜力
设计规格
有时您会接到某人关于一个镜头的规格而且您需要输入到CODE V中，分析它，可能需要优化它。这些都是直截了当的。另外，一个设计问题可能开始于一个规格，或一些说明信息，怎样完成镜头，形
成一个指导性的思想，你必需找到一个起始点，建立它，分析它并优化它。
对于这个数码相机镜头，规格是来自于CODE V的消费者产品。问题是：“如果你想做一个低价位，
定焦的VGA数码相机，你将怎样描述它？”
定焦数码VGA相机物镜规格 少数元件（1-3）普通光学玻璃或塑料
解析度 像素大小 像面大小 640X480有效像素 7.4X7.4microns 4.74X3.55mm2(对角线6mm) 图像传感器（基线是Agilent FDCS-2020）
物镜 定焦，景深 焦点 焦距 几何畸变 F/# 锐度 MTF离焦范围（中心区域为CCD内3mm） 渐晕 透过率 IR滤光片 0.75M~Infinity 定焦，6mm <4% 定孔径，F/3.5 低频，17LP/mm (中心)>85%边缘高频，51LP/mm >中心)，>25%(边缘) 角落相对照度>60% 单镜片>80% 400~700nm 1mm厚肖特IR-638或HOYA的CM500 以上规格的意义
首先，这些意味着它将是一个比较小的镜头系统，传感器的大小和焦距的大小均为6mm（大约1/4英寸）。传感器的大小和有效焦距的大小就决定了视场角的大小（FOV），根据无穷远物距关系：h = f tan θ或像高=EFL*tan(semi-FOV)
在这个案子中，像高为3mm(为传感器对角线的一半)，并且EFL=6mm，所以可以解出Semi-FOV为
26.5°，假设你想用少量的组件，这就是所有的起始点所需要的信息。
CODE V拥有分析组件允许对其它规格进行评价（畸变、MTF、相对照度、透过率）。我们将在稍后介绍这些功能，当它们需要时，但是认为锐度是一瞬间的。锐度通常用MTF来表示，它将镜头对空间频率的成像量化成函数。最大的锐度用MTF表示则其值为1.0。最小锐度出现时，其MTF为0。高的空间频率代表了细节用每毫米有多少线对来度量。我们将在稍后对MTF和其它的评价方法作更进
一步的讨论。
一个数码相机中使用的CCD阵列是由许多很小的但是大小有限的单元构成的，这些单元称之为像素（每个单元实际上是由三个有色像素构成，但是出于设计考虑，我们认为每个单元是由一个像素构成的）。规格上指出像素的大小为7.4mm2,则阵列的最大的空间频率可以由２倍的像素大小的倒数来计算出来，1/（2*0.0074）=67.6LP/mm。用这块CCD阵列，则任何比这个高的空间频率将不能分辨。不管这些，光学系统在CCD的截止频率时MTF不能为零。这就使合成的MTF与CCD的截止频率形
成对应关系。这就是前面提到的锐度的意义。
新镜头向导
开始一个新镜头
新镜头向导是一个从已存在的设计（例子，专利，或是您自己保存的最爱镜头）建立新光学系统模型或是从草图开始。它帮助您寻找适合的起始点并定义相应的您所需要的规格的参数（如孔径大小，视
场，波长等）。运行CODE V并使用新镜头向导：
