关于光阑的问题

多鱼

在设计一个未知结构的镜头时（但是已知大概的镜组数），初始时的孔径光阑应该设置在哪个位置啊

optical202506

结合之前的的设计经验，分享一下我的看法：
考虑该问题最重要的原则：要优先考虑像差校正与系统匹配
1.优先建议放在镜组中间
    因为将孔径光阑置于镜组几何中心或光学对称面上（尤其对3片以上镜组），可以兼顾像差与渐晕控制
        详细来说就是：
   a ）像差平衡：光阑位于镜组中间可对称约束轴外光线路径，有效抑制彗差、像散等轴外像差
   b）渐晕控制：减少轴外光束遮挡，提升边缘视场照度均匀性（渐晕系数优化）
   c）透镜口径最小化：当光阑与某透镜边框重合时，所需透镜口径最小，降低系统尺寸和成本.适用场景：通用型镜头（如标准摄影镜头）、多镜组系统（如变焦镜头）
2.但如果你设计的是目视系统（如显微镜、望远镜）：
      需满足光瞳衔接原则，即出瞳位置需与人眼瞳孔匹配（通常出瞳距≥6mm）
       孔径光阑常置于物镜附近或中间焦面（如分划板位置）
3.如果是投影计量系统（如工业测量镜头）
     一般是要求 入瞳/出瞳位于无穷远（远心光路），避免测量视差。此时光阑需设置在物镜或像镜的焦平面处
4.但你如果设计的的是小型化系统（如手机镜头）：
   建议采用 后置光阑（镜后单边结构），简化机械设计。但可能牺牲边缘像质



总结一下吧：



镜头组的结构类型​​           建议初始光阑位置​​        ​​                      优化方向​​         ​​                                         镜头举例
​​对称/准对称结构​​           镜组几何中心                              微调位置平衡像差                                   双高斯镜头、标准定焦
​​长焦/望远结构​​                   前组镜片后侧                               靠近前组减少口径                                 望远镜物镜、长焦镜头
​​广角/短焦结构​​              后组镜片前侧                                抑制边缘像差                                           鱼眼镜头、广角镜头
​​远心系统​​                          物镜像方焦平面处                       严格保持焦面位置                                   工业检测镜头
​​微型化系统​​                   最后一枚镜片前                      权衡尺寸与边缘像质                                   手机镜头、内窥镜


以上，供参考，不合理的地方，欢迎大家批评指正！谢谢

追光的学生

我觉得，比较理想的位置一定是居中放，利用近对称性的方式，平衡各种像差、畸变。

光阑居中，也容易降低公差敏感度。

hous

可以先居中，再综合考虑RI与CRA前后调整。 往前对CRA优好，RI降低，反之亦然。