基于ybar-y图的光学结构计算方法研究

作     者：吕向博 朱菁 杨宝喜 黄惠杰 

作者机构：中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第11期

页      面：111-119页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家科技重大专项(批准号:2009ZX02205-001) 国家国际科技合作专项(批准号:2011DFR10010) 上海市科技人才计划项目(批准号:14YF1406300)资助的课题 

主　　题：光学设计 几何光学 手机摄像物镜 头盔显示器目镜 

摘      要：本文基于ybar-y图,建立了计算光学系统一阶结构的数学模型,并利用粒子群优化算法对模型进行了求解,可以自动优化出各种光学系统的一阶结构.编写了一套含图形用户界面(GUI)的软件,将光学系统的基本设计要求进行处理后导入GUI,求解之后利用商用光学设计软件如ZEMAX等,将一阶结构转换为实际透镜结构,然后经过透镜优化,就可以设计出满足要求的光学系统.根据本文所提出的光学结构计算方法,首先进行了1300万像素手机摄像物镜的设计,该物镜使用了4片非球面,各项性能指标能够满足设计要求.然后设计出一套头盔显示光学系统的目镜,使用了两片非球面透镜实现了90的视场角,其他的性能指标也都满足要求.两类光学系统的设计实例验证了该方法是一种可靠的光学系统一阶结构获取方法.