[已解决]二次成像投影镜头前组出瞳和后组入瞳匹配？

mini

如上图所示，这是一个二次投影成像系统，设计要求前组的入瞳和后组的出瞳对接，即前组的出瞳距和后组的入瞳距的和等于两镜间的间距。前组的像面和后组的物面重合。系统的参数如图2。我的问题是如何设计，才能使得前组的出瞳距和后组的入瞳距匹配上

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xscl

2024-4-11 10:31

mini 发表于 2024-4-11 09:24
我想了下，这种投影系统整体的焦距，视场角，入瞳直径，一般都是已知的，所以说对于前组的系统，视场角， ...

嗯，感觉后组的焦距和视场可以在一定范围内自己选择，比如放大倍率大的系统，可能口径能做到更小，或总长能做到更短，但是像差优化难度会更大，应该要权衡选择后组的焦距视场

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mini

我查阅文献是先设计后组的光路，前组的视场角，口径，光阑位置根据总体系统的指标都知道，但是后组只知道像面的大小，我想知道后组的参数如何得到啊？

Monic

如果你准备前后组分开设计的话，按照你给的这个参考图来看，前组的孔径光阑在最前端，那它经后方光学系统城的像，即那个二次像面就是前组的出瞳位置。设计后组时孔径光阑放在中间，孔径光阑经其前方光学系统成的像即后组的物面，就是后组的入瞳，那你要想实现瞳孔匹配，只要保证前组的像面和后组的物面大小一致不就行了么。重合的地方就是二次像面的位置。

mini

Monic 发表于 2024-4-10 13:51
如果你准备前后组分开设计的话，按照你给的这个参考图来看，前组的孔径光阑在最前端，那它经后方光学系统城 ...

是的，我的目的是把前组和后组分开设计，现在我的疑问是1.首先设计前组还是后组（有文献中是先设计后组）？2.咋做使得前组像面和后组的物面是一致的（具体是如何操作？），前组和后组的F数，焦距，口径这些之间具体有没有关系啊？

左岸

Monic 发表于 2024-4-10 13:51
如果你准备前后组分开设计的话，按照你给的这个参考图来看，前组的孔径光阑在最前端，那它经后方光学系统城 ...

不对吧！第一个面是光阑的话，看图的话前面系统出瞳位置应该在无穷远，可以把前面的系统优化为像方远心（出瞳在无穷远）；后面的系统光阑在中间，优化成物方远心（入瞳也是无穷远），出瞳和入瞳都是无穷远，不就可以匹配起来了！

mrjianjian

其实如果没有前组单独使用的需求，最好还是把前后组组合起来设计。需要考虑是事情主要是前组的焦距和后组的放大倍率，根据前组光瞳初步给定前组相对孔径。这种投影镜头结构，前组出瞳通常是一个很大的值，中继后组做光瞳匹配不是难事，如果不好匹配也可以先利用场镜调整光瞳位置。

mini

mrjianjian 发表于 2024-4-11 06:33
其实如果没有前组单独使用的需求，最好还是把前后组组合起来设计。需要考虑是事情主要是前组的焦距和后组的 ...

我想了下，这种投影系统整体的焦距，视场角，入瞳直径，一般都是已知的，所以说对于前组的系统，视场角，口径，和整体的系统一样，也是已知的，所以只有焦距是变量，前组的像的大小由前组的焦距确定，前组的像的大小和后组的物的大小是一致的。在文献中可以通过后组放大倍率计算出前组的焦距,那么后组的焦距和视场可以自由设定吗？

xscl

mini 发表于 2024-4-11 09:24
我想了下，这种投影系统整体的焦距，视场角，入瞳直径，一般都是已知的，所以说对于前组的系统，视场角， ...

嗯，感觉后组的焦距和视场可以在一定范围内自己选择，比如放大倍率大的系统，可能口径能做到更小，或总长能做到更短，但是像差优化难度会更大，应该要权衡选择后组的焦距视场

mini

xscl 发表于 2024-4-11 10:31
嗯，感觉后组的焦距和视场可以在一定范围内自己选择，比如放大倍率大的系统，可能口径能做到更小，或总长 ...

图片是前组，中继镜以及它们合在一起的光路图，中继镜我是按照显微物镜的设计方式设计的，放大倍率为两倍，中继镜的像质很差，前组物镜的成像质量可以，为啥合在一起就变形了，附件是zemax文件，大家能帮我看下是啥原因吗？

mini

我自己回答一下，拼接在一起发生形变主要原因事前组的出瞳和后组的入瞳没有匹配？因为后组像方远心光路，前组的焦距根据后组的放大倍率就可以得到，那么是不是对于这样的光路，先优化前组得到出瞳然后根据出瞳距设置后组的光阑的位置？