光学镜头设计软件

排版整理

1.APSS.v2.1.Winall.Cracked

光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计

2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full

世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。注：另附9张光源库

3.Pics3d.v2004.1.28.winall.cracked

电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件

stip.v2004.1.28.winall.cracked

半导体激光装置2D模拟软件

5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked

激光二极管3D模拟器

6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked

化合物半导体模拟软件

7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE

ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差 以及报表 集成在一起。

8.ZEBASE Zemax

镜头数据库

9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO

是一套

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1.APSS.v2.1.Winall.Cracked

光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计

2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full

世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。注：另附9张光源库

3.Pics3d.v2004.1.28.winall.cracked

电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件

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半导体激光装置2D模拟软件

5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked

激光二极管3D模拟器

6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked

化合物半导体模拟软件

7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE

ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差 以及报表 集成在一起。

8.ZEBASE Zemax

镜头数据库

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是一套

介绍

这一章对本手册的习惯用法和术语进行说明。ZEMAX使用的大部分习惯用法和术语与光学行业都是一致的，但是还是有一些重要的不同点。

活动结构

活动结构是指当前在镜头数据编辑器中显示的结构。详见“多重结构”这一章。 角放大率

像空间近轴主光线与物空间近轴主光线角度之比，角度的测量是以近轴入瞳和出瞳的位置为基准。 切迹

切迹指系统入瞳处照明的均匀性。默认情况下，入瞳处是照明均匀的。然而，有时入瞳需要不均匀的照明。为此，ZEMAX支持入瞳切迹，也就是入瞳振幅的变化。

有三种类型的切迹：均匀分布，高斯型分布和切线分布。对每一种分布（均匀分布除外），切迹因素取决于入瞳处的振幅变化率。在“系统菜单”这一章中有关于切迹类型和因子的讨论。

ZEMAX也支持用户定义切迹类型。这可以用于任意表面。表面的切迹不同于入瞳切迹，因为表面不需要放置在入瞳处。对于表面切迹的更多信息，请参看“表面类型”这一章的“用户定义表面”这节。 后焦距

ZEMAX对后焦距的定义是沿着Z轴的方向从最后一个玻璃面计算到与无限远物体共轭的近轴像面的距离。如果没有玻璃面，后焦距就是从第一面到无限远物体共轭的近轴像面的距离。 基面

基面（又称叫基点）指一些特殊的共轭位置，这些位置对应的物像平

光学设计软件ZEMAX简明教程

沈常宇

中国计量学院光电子技术研究所

目 录

第一章 引言………………………………………………………………3 第二章 ZEMAX的基本界面及文件菜单………………………………4 第三章 编辑菜单…………………………………………… …………6 第四章 系统菜单…………………………………………………………12 第五章 分析菜单………………………………………………………17 第六章 工具菜单……………………………………………………… 29 第七章 报告菜单……………………………………… ………………36 第八章 宏指令菜单……………………………………… ……………38 第九章 扩展命令菜单……………………………………… …………39 第十章 表面类型简介………………………………………… ………40 第十一章 设计优化实例………… ……………… ……………………46

第一章 引言

对于实际的光学系统来说，它的成像往往是非完善成像，对于怎样来判断一个光学系统的性能的优劣，是光学设计中遇到的一个重要问题.在当前计算机辅助科研、教学的迅猛发展过程中，计算机辅助光学系统设计已成为光学设计不可缺少的

ZEMAX 光学设计 教学档

光學設計基礎

首先是幾何光學基礎

幾何光學是光學設計的基礎。要做光學設計必須懂得各種光學儀器成像原理，外形尺寸計算方法，瞭解各種典型光學系統的設計方法和設計過程。

實際光學系統大多由球面和平面構成。記住共軸球面系統光軸截面內光路計算的三角公式，瞭解公式中各參數的幾何意義是必要的，具體公式可參考有關光學書籍，對於平面零件有平面反射鏡和棱鏡，它們的主要作用多爲改變光路方向，使倒像成爲正像，或把白光分解爲各種波長的單色光或單色光合成白光。

在光學系統中造成光能損失的原因有三點：透射面的反射損失、反射面的吸收損失和光學材料內部的吸收損失。

其次是象差理論

光學系統有七種初級象差：

球差

慧差

象散

場曲

畸變

位置色差

垂軸色差

然後是材料的選擇和公差的分配

玻璃按下列各項質量指標分類和分級：

折射率和色散係數

同一批玻璃中，折射率及色散係數的一致性

光學均勻性

應力雙折射

條紋度

氣泡度

光吸收係數

最後要瞭解光學工藝

光學工藝大致分爲切割，粗磨，精磨，抛光和磨邊，最後還有鍍膜和膠合。

ZEMAX 光学设计 教学档

光學名詞中英文對照

光圈(Iris)：位於攝像機鏡頭內部的、可以調節的光學機械性闌孔，可用來控制通過鏡頭的光線的多少。 隔離放大器(Isolation am

《分镜头脚本》课程教学大纲

课程编号：559011011

一、课程说明

（一）开课对象：三年制艺术设计（动漫方向）专业 （二）课程性质：

本课程是三年制培养方案确定的必修专业课。授课对象主要是艺术设计（动漫方向）专业的学生，参加本课程的学习并达到课程评价要求者，可获2学分。

先修课程为： 1 设计速写。

2 剧本创作与分析。 3 动画运动规律。 （三）课程目的：

1 总体目的

本课程为专业课实践教学。分镜头脚本是动画片制作前期准备工作中重要的一步，是导演总体把握短片拍摄的视觉化效果图，可以提前决定影片的效果。

2 具体目标

(1) 掌握故事板的绘制。

(2) 运用动画运动规律，根据剧本和自己的制作风格制作出设计作品。 （四）课程教学的基本原则：

1 根据课程性质和目标的定位，本课程的内容选择原则为：

（1）紧密结合写生与考察的培养目标，注重本课教学的科学性、系统性、专业性与实践性，注意理论与实践相结合，指导与示范相结合，观察与实践相结合。

（2）坚持每天对学生作品的检查和点评，根据学生的实际情况作出指导。 （3）优秀作品的展出汇报。 （五）学时数、学分数及学时数具体分配： 学时数：36 学时 学分数： 2 学分 学时数具体分配：

《分镜头脚本》课程教学大纲

课程编号：559011011

一、课程说明

（一）开课对象：三年制艺术设计（动漫方向）专业 （二）课程性质：

本课程是三年制培养方案确定的必修专业课。授课对象主要是艺术设计（动漫方向）专业的学生，参加本课程的学习并达到课程评价要求者，可获2学分。

先修课程为： 1 设计速写。

2 剧本创作与分析。 3 动画运动规律。 （三）课程目的：

1 总体目的

本课程为专业课实践教学。分镜头脚本是动画片制作前期准备工作中重要的一步，是导演总体把握短片拍摄的视觉化效果图，可以提前决定影片的效果。

2 具体目标

(1) 掌握故事板的绘制。

(2) 运用动画运动规律，根据剧本和自己的制作风格制作出设计作品。 （四）课程教学的基本原则：

1 根据课程性质和目标的定位，本课程的内容选择原则为：

（1）紧密结合写生与考察的培养目标，注重本课教学的科学性、系统性、专业性与实践性，注意理论与实践相结合，指导与示范相结合，观察与实践相结合。

（2）坚持每天对学生作品的检查和点评，根据学生的实际情况作出指导。 （3）优秀作品的展出汇报。 （五）学时数、学分数及学时数具体分配： 学时数：36 学时 学分数： 2 学分 学时数具体分配：

1. 人眼的角膜可认为是一曲率半径r=7.8mm的折射球面，其后是n=4/3的液体。如果看起来瞳孔在角膜后3.6mm处，且直径为4mm，求瞳孔的实际位置和直径。

2.在夹锐角的双平面镜系统前，可看见自己的两个像。当增大夹角时，二像互相靠拢。设人站在二平面镜交线前2m处时，正好见到自己脸 孔的两个像互相接触，设脸的宽度为156mm，求此时二平面镜的夹角为多少？

3、夹角为35度的双平面镜系统，当光线以多大的入射角入射于一平面镜时，其反射光线再经另一平面镜反射后，将沿原光路反向射出？

4、有一双平面镜系统，光线以与其中的一个镜面平行入射，经两次反射后，出射光线与另一镜面平行，问二平面镜的夹角为多 少？

5、一平面朝前的平凸透镜对垂直入射的平行光束会聚于透镜后480mm处。 如此透镜凸面为镀铝的反射面，则使平行光束会聚于透镜前80mm处。求 透镜的折射率和凸面的曲率半径（计算时透镜的厚度忽略不计）。 解题关键：反射后还要

经过平面折射

6、人眼可简化成一曲率半径为5.6mm的单个折射球面，其像方折射率为4/3， 求远处对眼睛张角为1度的物体在视网膜上所成像的大小。

7、一个折反射系统，以任何方向入射并充满透镜的平行光束，经系统后，其 出射的光束仍为充

1. 人眼的角膜可认为是一曲率半径r=7.8mm的折射球面，其后是n=4/3的液体。如果看起来瞳孔在角膜后3.6mm处，且直径为4mm，求瞳孔的实际位置和直径。

2.在夹锐角的双平面镜系统前，可看见自己的两个像。当增大夹角时，二像互相靠拢。设人站在二平面镜交线前2m处时，正好见到自己脸 孔的两个像互相接触，设脸的宽度为156mm，求此时二平面镜的夹角为多少？

3、夹角为35度的双平面镜系统，当光线以多大的入射角入射于一平面镜时，其反射光线再经另一平面镜反射后，将沿原光路反向射出？

4、有一双平面镜系统，光线以与其中的一个镜面平行入射，经两次反射后，出射光线与另一镜面平行，问二平面镜的夹角为多 少？

5、一平面朝前的平凸透镜对垂直入射的平行光束会聚于透镜后480mm处。 如此透镜凸面为镀铝的反射面，则使平行光束会聚于透镜前80mm处。求 透镜的折射率和凸面的曲率半径（计算时透镜的厚度忽略不计）。 解题关键：反射后还要

经过平面折射

6、人眼可简化成一曲率半径为5.6mm的单个折射球面，其像方折射率为4/3， 求远处对眼睛张角为1度的物体在视网膜上所成像的大小。

7、一个折反射系统，以任何方向入射并充满透镜的平行光束，经系统后，其 出射的光束仍为充

二、望远物镜设计

一般用的望远物镜采用折反式，分为四种：双胶合、双分离、三片型（Triplet）、摄远物镜。下面分别对这四种物镜进行分析，并给出简要设计过程。 1、双胶合物镜

双胶合物镜的特点是结构简单，制造和装配方便，光能损失小。玻璃选择得当，可以同时校正球差、正弦差和色差。当高级球差得到平衡时，胶合面的曲率较大，剩余的带球差偏大。因而，双胶合物镜只适用于小孔径的使用场合。

下面简要介绍一下用初级像差求取双胶合物镜的初始结构，大概分三步：基本像差参量的确定、玻璃的选择、结构参数的求解。

双胶合薄透镜组的结构参数包括三个折射球面的曲率半径、两种玻璃材料的折射率和平均色散。因为初级像差理论求解初始结构时，将像差参数进行归一化，归一化后只考虑内部参数，而与外部参数（物距、焦距、视场角、相对孔径）无关，所以如果考虑用双胶合的话（合适的情况下），直接用像差公式计算。

题目要求：物镜焦距为200mm，半视场角为4°，相对孔径为1：5，系统总的视放大率为6倍，出瞳距离为20mm

确定基本像差参量 根据设计要求，设像差的初级量为零，则按球差、正弦差和位置色差的初级像差表达式，得

选择玻璃：由于