基于ZEMAX的非球面摄影镜头的设计

倪绿汀， 程 萍， 位 迪

（合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，安徽 合肥 230009）

基于ZEMAX的非球面摄影镜头的设计

倪绿汀， 程 萍， 位 迪

（合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，安徽 合肥 230009）

文章利用光学设计软件ZEMAX以及缩放法设计一款焦距50mm，像素为500×104的非球面摄影镜头。该镜头的像元大小为2.2μm，镜头采用的初始结构为双高斯摄影物镜结构。该设计的最大优点在于畸变极小，小于0.05%，各个视场的调制传递函数（MTF）值超过一般要求值，在奈奎斯特频率1／2处视场的MTF值等于0.585，0.7视场之内的MTF值等于0.464，各个视场的照度都能达到95%以上。

ZEMAX软件；摄影镜头；光学设计；调制传递函数；非球面

0 引 言

球面镜片具有球差像差的先天缺陷，从而带来了无法克服的光斑现象，而非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，就可以把光线精确地汇聚到一点。一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果，这样非球面镜头可以有效地减少镜片数量，从而减小了体积和质量。

非球面镜头成为佳能、索尼及奥林巴斯等各大公司的热门镜头。由于它在低照度下所表现出的优越性能，非球面镜头必将在视频监控中得到广泛的应用，尤其是在军事领域中，可以在军事观察、侦查以及搜索指挥中得到应用。

1 摄影镜头设计技术指标

本产品的有效像素为2 580×1 936，总像素为500万像素，像元大小为2.2μm×2.2μm，其CCD的有效面积为5.68mm×4.26mm，对角线长度为7.1mm。设计中取对角线的1／2作为系统的像高。相对孔径D／f＝1／2，D为透镜孔径，焦距f＝50mm。

由于摄影系……