40倍显微物镜设计

课程设计报告望远物镜设计(双胶合镜结构)

黑龙江科技大学课程设计报告 项目名称：望远物镜设计（双胶合镜结构） 所属课程：工程光学 设计日期： 班级测控11--1班 学号 姓名 指导教师 成绩 电气与控制工程学院

课程设计报告说明 一、写报告前，请认真阅读《课程设计报告说明》。 二、打印装订要求 1、一律用A4纸，双面打印，并左侧装订，一式1份，并同时上交电子版（电子版上传邮箱123244441@https://www.sodocs.net/doc/6814526120.html,）。《课程设计报告说明》页也打印。 2、课程设计概述部分占一页；课程设计内容长度根据实际需要填写；结论和指导教师评语及成绩单独占一页。保证打印格式工整。 三、报告内容要求 1、课程设计目的结合实际自己写，不要雷同 2、课程设计要求按下发的设计题目写 3、课程设计原理简要说明所完成课程设计项目所涉及的理论 知识 4、课程设计内容这是课程设计报告极其重要的内容。概括 整个课程设计过程。（最好在上述内容基础上画出相应的流图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字进行说明。）

先打开ZEMAX软件，根据设计要求修改系统设定,包括系统孔径,镜头单位，视场，和波长。 （1）修改系统设定。 首先，根据要求的设计参数计算物方孔径EPD。提供的有效焦距efl为100mm，像空间F/﹟=4 。 由公式，得物方孔径EPD约等于25。 在ZEMAX主菜单软件中，选择系统> 通用配置，在弹出的对话框中，光圈类型选择入瞳直径，光圈数值选择25，单位毫米。 （2）视场设定。 在ZEMAX主菜单软件中，选择系统> 视场，在弹出的对话框中，视场类型选择角度，并输入三组视场数据，(0, 0), (0, 3)和 (0, 5)。

浅析光学显微镜机械结构设计

浅析光学显微镜机械结构设计 发表时间：2019-04-28T09:29:27.077Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：朱濛1 陈振波2 孔欢3 王鹏程4 姚新科5 [导读] 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。 1、南京工程学院电力工程学院 21167； 2、南京工程学院机械工程学院 21167； 3、南京工程学院电力工程学院 21167； 4、南京工程学院建筑工程学院 21167； 5、南京工程学院自动化学院 21167 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。光学显微镜的使用范围非常的广泛，发展至今，也衍生出了非常多的类型，本文结合光学显微镜的结构组成，从人体工程视角探索光学显微镜的机械结构设计，从使用的安全性、科学性、可靠性的角度分析了光学显微镜的机械结构设计的规范和标准。 关键词：光学显微镜；机械结构；人体工程学 光学显微镜的结构主要有光学结构和机械结构组成，机械结构的部分不仅能对光学结构有很好的固定作用，还起着关键性的调节作用，机械结构能够发挥光学系统的最大功效，辅助光学系统完成相关的显微镜观察工作。光学显微镜的机械结构的部分主要在载物台、物镜转换器以及调焦装置等，这些机械结构的设计不仅要遵循基本的机械结构设计原则，还要保证在光学显微镜中的具体的光学操作，除此之外，设计的原则还要迎合人体操作的需求，使得光学显微镜的机械结构更加的吻合人体工程学的设计要求，使得光学显微镜使用更加的舒适方便。 一、光学显微镜的基本构造 对于光学显微镜的机械设计，我们首先要了解光学显微镜的构造组成部分，而且还要知道这些零部件的作用，只有熟知了这些零部件的作用和使用规范，我们才能更加合理的设计光学显微镜的机械结构部分，光学显微镜一般是由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。载物台的作用是放置被观察的物体，使用调焦旋钮来驱动调焦机构能完成对载物台的调节工作。聚光灯照明系统由聚光灯和光源组成，聚光灯的作用能够让光更多的聚集到被观察的部位。物镜距离载物台比较近，是第一级的放大装置。目镜则是于人眼靠近的第二级放大镜头。 这三部分是光学显微镜的重要组成部分，构成了光学显微镜的主要工作原理。 那么机械装置有哪些呢？一般光学显微镜的机械装置有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器、与调焦装置。这些机械装置的主要作用是固定和调节光学镜头，调节标本的位置等。其中镜座是支撑整个显微镜的装置，而镜臂则用来支撑精通和载物台。 二、基于人体工程学的光学显微镜的机械结构设计 人体工程学的设计原理主要是考虑到人体结构和机械结构尺寸，并且综合考虑到人们劳动、工作效果、工作效能等方面，利用系统工程、控制理论、统计学的原理设计出一系列的设计方法。具体到光学显微镜的机械结构设计中，我们就要考虑到人们的身体尺寸和应用习惯，首先我们从有关部分获得了我国成年人的人体部分尺寸的表格（表-1），以此为根据设计光学显微镜结构部分。 1、载物台的设计 从上面的介绍中我们知道，载物台的作用是用来放置被观察物体的，并且式样能够在载物台上自由的移动，以获取最佳的观察效果。一般的移动范围是30mm*70mm和50mm*70mm，主要的设计标准就是，载物台距离工作底面的距离于载物台和人体的水平距离，分别设为B1和B2，考虑到人在调节使用载物台的过程中的行为习惯，得出计算式。 其中y1和y2分别衣着修正指数和身体活动余量修正。同理得出B2的表达式。经过计算得出： B1=307～357mm B2=301～348mm 2、调焦机构设计 调焦机构用于调节光学结构以便于观察人员获取最佳的成像效果，调焦的动作主要包括了上下移动和粗微调节机构，如何合理的设计能够使得人在调焦的过程中更加的舒适和便捷。首先是调焦旋钮的位置，在具体的使用过程中，显微镜是放在工作台上的，我们无法获取具体的使用高度和姿势，所以我们只能将人体的上身活动分为三个维度的多个不同程度的拆解动作，分别为手肘在X、Y、Z轴上的旋转方向，并在matlab的环境下运行得出，人体的手臂舒适度域： 为了适应大多数人的使用习惯，我们从95百分位这一阶段的数据为设计的参考点，确定出调焦按钮的最佳设计尺寸，从而确定调焦按钮在光学显微镜中的位置。其次是调焦按钮的外形和尺寸，旋钮的截面形状对于人手的握持方式有着一定的影响，当旋钮和手掌的接触面积越大的时候，人手的贴合的程度越好，那么使用的手感就越好，但是太大了会让人手在长期的握持中增加疲劳感，所以对于旋钮的直径设计要求为。旋钮的直径设计保持在35mm-75mm之间，厚度的大小在20mm-50mm范围内波动。最后是旋钮的扭矩M，扭矩的大小设计也非常的重要，太大了会使握持不舒服，太小的话又不利于调焦的准确，由于人类的手部关节的操作力范围为12N-18N，根据人体工程学的计算方法得出M的大小为： 除了基本的形态和尺寸设计，我们还要考虑到载物台移动过程中的摩擦力设计，太小的摩擦力会让调节过程难以掌握精确度，阻力太大的话会增加人使用的机体劳累，所以适当的摩擦力设计也是机械结构设计中需要考虑的内容。 3、物镜转换器的设计 物镜转换器是迅速切换物镜的机械装置，有内定位和外定位两种，转换器的设计直接影响了成像的质量，根据人体工程学的原理，内定位型的转换器比较能够减轻操作的负担，同时还能节省操作台的空间，所以很多光学显微镜的采用内定位转换器，其设计也非常的满足心理学和生理学的设计要求。 结语 本文通过对光学显微镜的主要结构做了介绍，并对光学显微镜的机械部分的功能做了相应的阐述，利用人体工程学的设计理论，对光学显微镜的机械结构部分作出了具体的设计标准的研究，是符合我国当前光学显微镜制造标准的。 参考文献： [1]史红伟，石要武，杨爽等.光学显微镜自动调焦指导函数的评价与选择[J].计算机辅助设计与图形学学报，2013，25（2）：235-24

基于卡塞格林系统的望远物镜设计(ZEMAX)

工程光学课程设计报告 题目f=1200的望远物镜设计 班级： 姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 报告日期：

目录 摘要 (i) 第一章绪论 (1) 1.1课程设计题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 第二章望远物镜的设计与相关参数 (2) 2.1 望远物镜的主要参数 (2) 2.2 望远物镜结构类型 (3) 2.3 物镜的光学特性 (5) 2.3 卡塞格林光学系统 (5) 2.4 ZEMAX中的像质评价方法 (6) 第三章设计与优化 (10) 3.1设计过程 (10)

3.2优化过程 (13) 第四章运用Solid works对镜片进行绘制 (17) 第五章新得与体会 (20) 主要参考文献 (22)

摘要 由薄透镜组的初级像差理论入手，根据初级像差参量PW与透镜折射率n、孔径半径r、厚度d等关系，求出了满足初始设计的结构参数的透镜折射率n、孔径半径r、厚度d、形状系数Q、曲率p。用光学设计软件ZEMAX对所求的结构参数进行了优化。光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。大体可以分为两个阶段。第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。这一阶段的设计成为“相差设计”，一般简称光学设计。 评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。

用zemax设计光学显微镜光学系统设计实验报告

课 程 设 计 光学显微镜设计 设计题目 学 号 专业班级 指导教师 学生姓名 测量显微镜

根据学号得到自己设计内容的数据要求： 1.目镜放大率10(即焦距25） 2.目镜最后一面到物面距离110 3.对准精度1.2微米 按照实验步骤，先计算好外形尺寸。然后根据数据要求选取目镜与物镜。 我先做物镜。因为这个镜片比较少。按物镜放大率选好物镜后，将参数输入。简单优化，得到比较接近自己要求的物镜。 然后做目镜，同样的做法，这个按照焦距选目镜，将参数输入。将曲率半径设为可变量，调入默认的优化函数进行优化。发现“优化不了”，所有参数均没有变化。而且发现把光源放在“焦点”位置，目镜出射的不是平行光。我百思不得其解。开始认为镜头库的参数可能有问题。最后我问老师，老师解释，那个所谓的“焦点”其实不是焦点，我错误的把“焦点”到目镜第一个面的距离当成了焦距。这个目镜是有一定厚度的，不能简单等效成薄透镜。焦点到节点的距离才是焦距。经过老师指点后，我尝试调节光源到目镜第一面的距离，想得到出射平行光，从而找到焦点。但这个寻找是很费力气的，事倍功半。老师建议我把目镜的参数倒着顺序输入参数。然后用平行光入射，然后可以轻松找到焦点。 但是，按照这个方法，倒着输入参数，把光源放在无限

远的地方（平行光入射），发现光线是发散的。不解。还是按照原来的方法。把光源放在目镜焦点上，尽量使之出射平行光。然后把它与优化好的物镜拼接起来。后来，加入理想透镜（会聚平行光线），加以优化。 还有一个问题，就是选物镜的时候，发现放大倍率符合了自己的需求，但工作距离与共轭距，不符合自己的要求。这个问题在课堂上问过老师，后来经老师指点，通过总体缩放解决。 物镜参数及优化函数

单双望远物镜的设计_毕业设计

燕山大学 课程设计说明书题目:单双望远物镜的设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 10级仪表3班

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：光学仪器基础课程设计 基层教学单位：自动化仪表系指导教师：王志斌 学号学生姓名（专业）班 级 10仪表3班 设计题目单双望远物镜的设计 设计技术参数焦距f=100mm，相对孔径为1：1.8, o8 w 2 。 设计要求计算物镜的各个参数；上机用软件进行优化，确定最后的设计结构，满足像差要求。 参考资料1、刘钧，高明编著，《光学设计》，2006，西安电子科技大学出版社，西安 2、《光学仪器设计手册》，1971，国防科技出版社，北京 3、光学设计软件ZEMAX 应完成内容 计算设计处望远物镜的各个参数 上机进行优化设计，确定最后的设计结构 指导教 师签字 王志斌基层教学单位主任签字谢平 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科

燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 工作态度认真 较认真 不认真 理论分析 正确完善 较为合理 一般 较差 方法设计 完善 合理 一般 较差 成绩： 指导教师： 2013年 7 月11 日答辩小组评语： 原理 清晰 基本掌握 了解 不清楚 设计结论 正确 基本正确 不正确 成绩： 评阅人： 2013年7 月 11日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 2013年7 月 11日

摘要 望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。 随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。我们知道，光学仪器的核心部分是光学系统。然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的，所以说，光学设计是实现各种光学仪器的基础。 光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。大体可以分为两个阶段。第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。这一阶段的设计成为“相差设计”，一般简称光学设计。 评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。

光学设计显微镜物镜设计

第十六章显微镜物镜设计 显微镜是用来帮助人眼观察近距离细小目标的一种目视光学仪器，它由物镜和目镜组合而成。显微镜物镜的作用是把被观察的物体放大为一个实像、位在目镜的焦面上，然后通 过目镜成像在无限远，供人眼观察。 在一架显微镜上，通常都配有若干个不同倍率的物镜目镜供互换使用。为了保证物镜的互换性，要求不同倍率的显微镜物镜的共轭距离（物平面到像平面的距离）相等。各国生 产的通用显微镜物镜的共轭距离大约为190m m左右，我国规定为195mm。如图16- 1所 示。可见，显微镜物镜的倍率越高，焦距越短。 还有一种被称为“无限筒长”的显微镜物镜，被观察物体通过物镜以后，成像在无限远，在物镜的后面，另有一个固定不变的筒镜透镜，再把像成在目镜的焦面上，如图16-2所示。筒镜透镜的焦距，我国规定为250mm。物镜的倍率按与筒镜透镜的组合倍率计算为： 250 图16 — 2无限筒长显微镜系统

§ 1显微镜物镜的光学特性 一显微镜物镜的倍率 显微镜物镜的倍率是指物镜的垂轴放大率。由于显微镜是实物成实像，因此为负值，但一般用的绝对值代表物镜的倍率。在共轭距L一定的条件下，与物镜的焦距存 在以下关系： 物 2 L (1 ) 对于无限筒长的显微镜的物镜，其焦距与倍率之间的关系为: 250 物 式中，为负值。 无论是有限筒长，还是无限筒长的显微镜的物镜，倍率的绝对值越大，焦距f物越短。 所以，实际上，物镜的倍率决定了物镜的焦距。因此，显微镜物镜的焦距一般比望远镜物镜的焦距短得多。焦距短是显微镜物镜光学特性的一个特点。 二显微镜物镜的数值孔径 数值孔径NA n sinU，是显微镜物镜最主要的光学特性，它决定了物镜的衍射分辨率，根据显微镜物镜衍射分辨率的计算公式： 0.61 NA 公式中，代表显微镜物镜能分辨的最小物点间隔；为光的波长，对目视光学仪器来说， 取平均波长0.0005mm 500nm ；NA为物镜的数值孔径。因此要提高显微镜物镜的 分辨率，必须增大数值孔径NA。 显微镜物镜的倍率、数值孔径NA、显微镜目镜的焦距f目与系统出射光瞳直径D/之 间满足以下关系： / NA NA 250 D f s = 目 式中，目为目镜的视放大率。为了保证人眼观察的主观亮度，出射光瞳直径最好不小于 1mm。在一定的数值孔径下，如果目镜的倍率目越小，就要求物镜有更高的倍率，但是物镜的倍率越高，工作距离越短，这给显微镜的使用造成不方便，因此一般希望尽量提高目 镜的倍率，但目镜由于受到出射光瞳距离的限制，焦距不能太小，通常目镜的最高倍率为 15 ，因此物镜倍率越高，要求物镜的数值孔径越大。数值孔径NA与相对孔径之间近似符合以下关系：

简单望远物镜设计

电气工程学院课程设计说明书 设计题目：简单望远物镜设计 系别： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：

电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：光学仪器基础课程设计 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科

目录 第一章设计要求 (1) 第二章设计方法和ZEMAX软件 (1) 2.1设计方法 (1) 2.2 ZEMAX软件介绍 (2) 第三章设计过程 (3) 3.1 P、W法计算初始结构 (3) 3.2 ZEMAX软件优化曲率半径 (7) 第四章像差分析 (15) 心得体会 (17) 参考文献 (18)

在薄透镜组中，应用最多的是双胶合透镜，因为它是能够满足一定的P、W、C的最简单的结构形式。它是一种把低分散的冕牌玻璃正透镜和高分散的火石玻璃负透镜粘接而成的透镜。设计时，在蓝色（486.1nm），绿色（546.1nm）和红色（656.3nm）三个波长，对分散的不同值和透镜形状进行了优化，实现了最小色差。因此，此类透镜可在整个可见光区域内使用。其球差在设计时也进行了优化，和单个透镜相比，双胶合透镜的球差要小的多。使用于无限远共轭状态时，其球差最小。 摘要 光学系统的初始结构计算通常采用以下两种方式：即代数法（解析法）和缩放法。代数法是根据初级相差理论来求解满足成像质量要求的初始结构的方法，又称PW法; 而缩放法是根据已有光学技术资源和专利文献，选择其光学特性与所要求的相接近的结构作为初始结构的方法。ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。 第一章设计要求： 设计一个焦距为500mm，相对孔径为1:10的望远物镜，要求物镜本身校正球差、慧差、轴向色差。入瞳位置在物镜上。 第二章设计方法和ZEMAX软件 2.1设计方法： 任何光学系统或光组的像差参量表达式均可分为两部分：一部分称为内部参数，是指光组各个折射面的曲率半径r、折射面间的间隔d和折射面间介质折射率n；另一部分参数称为外部参数，是指物距l、焦距f'、半视场角w和相对孔径D/f'等。 P,W不仅和内部参数有关，而且也和外部参数有关,成为内部参数与外部参数的桥梁。 光学系统的初始结构计算通常采用以下两种方式：即代数法（解析法）和缩放法。代数法是根据初级相差理论来求解满足成像质量要求的初始结构的方法，又称PW法；而缩放法是根据已有光学技术资源和专利文献，选择其光学特性与所要求的相接近的结构作为初始结构的方法。双胶合玻璃透镜的结构参数的计算步骤如下：

40倍显微物镜光学系统的设计

目录 摘要 I Abstract II 第一章绪论 1 1.1显微镜国内外发展情况 1 1.2 ZEMAX简介及原理 1 第二章物镜设计方案 2 2.1 物镜的种类 2 2.2高倍物镜的设计方案 9 第三章物镜设计参数及镜片选择 10 3.1物镜的数值孔径 10 3.2物镜的鉴别率 11 3.3物镜的有效放大倍数 11 3.4垂直鉴别率 12 3.5显微镜的视场 12 3.6 显微镜物镜设计中应校正的像差 13 3.7实际参数确定 13 第四章40×显微镜物镜光学系统仿真过程 16 4.1选择初始结构并设置参数 16 4.2自动优化 16 4.3 物镜的光线像差(Ray Aberration)分析 18 4.4 物镜的波像均方差(OPD)分析 18 4.5 物镜的光学传递函数(MTF)分析 19 4.6最终仿真参数分析 20 第五章心得体会 21 第六章参考文献 21 摘要 物镜是显微镜的结构组成中最为重要的光学元器件之一,它的原理则是利用光的折射成像原理，使被检测得物体通过光迹被物镜折射成像再传入人眼中,所以如何衡量一台显微镜质量的好坏，物镜的各项光学技术参数就成为了最为直接和影响成像质量的最重要的标准。物镜筒内是由分开一段距离并被固定的，一组或多组胶

合透镜组组装而成，目的是为了对像差和对像差公差的校正。物镜有许多具体的要求,比如透镜组的合轴或齐焦，因此物镜的结构极为复杂，需要具备精密的制作工艺。由于现代物镜的数值孔径（研究物镜的非常重要的一个参考数据）已经接近极限，物镜成像的视场中心的分辨率与研究的理论值几乎没有出入，也就意味着现代显微物镜已经达到了高度完善的地步，因此视场边缘的细致化与视场的增大化就成为我们现如今的研究工作。本次课设主要目的是设计出一个40×显微镜物镜光学系统。为了设计出相对完整的物镜光学系统，使得成像光斑（也就是误差）达到衍射极限，并能够完美的解决系统像差，主要的应用光学设计软件是ZEMAX，随后我们会详细介绍ZEMAX的发展历史和功能。设计显微物镜光学系统的过程就是个反复优化的过程，需要先经过计算机初步优化，系统分析，计算机调整参数，更改参数变量，再次进行优化，最终靠分析波前均方差和波像均方差等重要参数，评价模拟结果的点列图，设计出符合要求的显微物镜 关键词：显微物镜；ZEMAX；优化；光学系统 Abstract The most important objective is microscope optical components, use light was the first object, so direct relation with little influence imaging quality and technical parameters of the optical microscope, is the primary measure a quality standard. The structure is complex, objective, because of poor precision calibration, metal objects from the telescope in a certain distance apart and fixed lens groups. There are many specific objective requirements, such as close to axis. Modern microscope objectives, it has already reached the height already nearing their limits numerical aperture, view of theoretical resolution of the center with little difference has a narrow-sized microscope objectives. The view and improve the quality of imaging edge view, this study is still possible, still in the works. This class is mainly applied set ZEMAX optical design software, design and x microscope optical system accurately. Through computer optimization, system analysis - fine-tuning parameters - changing parameters optimized variables - again after repeated process, designed to eliminate system as the objectives and poor aspheric optics system, make whole disk image reached diffraction limit. The simulated results

三分离望远物镜的设计

燕山大学 课程设计说明书题目:三分离望远物镜的设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 09级仪表1班 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：副教授

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：光学仪器基础课程设计 基层教学单位：自动化仪表系指导教师： 学号学生姓名（专业）班 级 09仪表1班 设计题目三分离望远物镜的设计 设计技术参数焦距f=120mm，相对孔径为1：3, 3.1 w 2 。 设计要求计算物镜的各个参数；上机用软件进行优化，确定最后的设计结构，满足像差要求。 参考资料1、刘钧，高明编著，《光学设计》，2006，西安电子科技大学出版社，西安 2、《光学仪器设计手册》，1971，国防科技出版社，北京 3、光学设计软件ZEMAX 应完成内容 计算设计处望远物镜的各个参数 上机进行优化设计，确定最后的设计结构 指导教 师签字 基层教学单位主任签字谢平 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科

燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 工作态度认真 较认真 不认真 理论分析 正确完善 较为合理 一般 较差 方法设计 完善 合理 一般 较差 成绩： 指导教师： 2012年 7 月13 日答辩小组评语： 原理 清晰 基本掌握 了解 不清楚 设计结论 正确 基本正确 不正确 成绩： 评阅人： 2012年7 月 13日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 2012年7 月 13日

摘要 望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。 随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。我们知道，光学仪器的核心部分是光学系统。然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的，所以说，光学设计是实现各种光学仪器的基础。 光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。大体可以分为两个阶段。第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。这一阶段的设计成为“相差设计”，一般简称光学设计。 评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。 关键字：望远镜三分离物镜ZEMAX 缩放法

光学显微镜的发展历史

杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所，江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A'B'，它位于目镜前焦面或稍后处，经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式： f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离，x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为： '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 ' 1 f

'2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离，则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离，且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束，而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜，镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜，孔阑在物镜的象方焦面上，构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小，而且要求象面上有均匀的照度，故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像，为获得大孔径并保证轴上点成像质量，显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求： 1 '120202β?=≤f y 显微镜的分辨率和有效放大率 光学仪器分辨率 瑞利判据：两个相邻的“点”光源所成的像是两个衍射斑，若两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径，即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处，则这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时，以两点对光学系统的张角可表示两分辨点的距离，其值为：

基于卡塞格林系统的望远物镜设计(ZEMAX)

工程光学课程设计报告 班级： 姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 报告日期：

目录 摘要 (i) 第一章绪论 (1) 1.1课程设计题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 第二章望远物镜的设计与相关参数 (2) 2.1 望远物镜的主要参数 (2) 2.2 望远物镜结构类型 (3) 2.3 物镜的光学特性 (4) 2.3 卡塞格林光学系统 (4) 2.4 ZEMAX中的像质评价方法 (5) 第三章设计与优化 (9) 3.1设计过程 (9) 3.2优化过程 (12) 第四章运用Solid works对镜片进行绘制 (16)

第五章新得与体会 (18) 主要参考文献 (19)

摘要 由薄透镜组的初级像差理论入手，根据初级像差参量PW与透镜折射率n、孔径半径r、厚度d等关系，求出了满足初始设计的结构参数的透镜折射率n、孔径半径r、厚度d、形状系数Q、曲率p。用光学设计软件ZEMAX对所求的结构参数进行了优化。光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。大体可以分为两个阶段。第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。这一阶段的设计成为―相差设计‖，一般简称光学设计。 评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。

光学课程设计显微镜系统结构

一、设计题目：显微镜系统结构 二、设计目的： 三、设计介绍：原理、概念、外型尺寸设计、物镜及目镜造型 四、望远镜光学特性： 参考资料 一、概述 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。 根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm 的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。

光学课程设计报告——华中科技大学

光学课程设计报告 姓名：糜健 班级：光信0802 学号：U200813208

目录 1.设计任务及要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计技术要求 (2) 2.设计步骤 (2) 2.1总体设计流程图 (2) 2.2光学系统外形尺寸的计算 (3) 2.2.1 望远镜基本结构参数的确定 (3) 2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算 (3) 2.2.3物镜的选型及初始结构参数的计算 (5) 2.2.4目镜的选型及其初始结构参数的计算 (8) 2.3像差调节 (10) 2.3.1物镜的调节： (10) 2.3.2目镜的调节： (12) 2.3.3像质评价 (15) 4.附录：零件图与系统图 (16) 4.1双胶合物镜正透镜零件图 (17) 4.2光学系统图 (18)

1.设计任务及要求 1.1设计任务 双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）1.2设计技术要求 双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝6倍； 2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）； 3、望远镜的视场角2ω＝8°； 4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕； 5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm； 6、lz ′>8～10mm。 2.设计步骤 2.1总体设计流程图

2.2光学系统外形尺寸的计算 2.2.1 望远镜基本结构参数的确定 焦距：由D/f1’=1：4，f1’=4D=120mm。又因为Γ=f1’/f2’，f2’=f1’/Γ=20mm。 出瞳大小：D’=D/Γ=5mm。 分划板口径：D分=2f1’tanω=16.7824mm。 出瞳的视场角：因为Γ=tanω’/tanω ，ω=4°，2ω’=45.522°。 2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算 普罗Ⅰ型转向棱镜基本结构如下： 普罗Ⅰ型转向棱镜是由两块等腰直角棱镜所构成的，具有转向的功能，可以解决开普勒望远镜成倒像的问题，使其成正立的实像，在本双筒望远镜系统中，棱镜位于目镜与分划板之间，对一块等腰直角棱镜进行棱镜的展开如下： D L 如图，D为棱镜的通光口径，L为棱镜的展开长度，由几何关系可知：L=2D。即可以将一块等腰直角棱镜展开为厚度为L的玻璃平板，玻璃平板又可以等效为厚度d=L/n的空气平板，其中 n为玻璃平板的折射率。因此系统可以等效为由物镜、目镜、分划板、两空气平板所组成得系统。将两空气平板放置在物镜与分划板之间，结构图如下：

光学设计 第17章 目镜设计

第十七章 目镜设计 目镜是望远镜和显微镜的一个组成部分，它的作用是把物镜所成的像，通过目镜成像在无限远，供人眼观察。它是一切目视光学仪器不可缺少的部件。 §1 目镜的光学特性 一 焦距 望远镜物镜焦距与目镜焦距之间存在以下关系： 目物f f ?Γ-= 当目镜的焦距目f 增加时，物镜的焦距物f 很快增加(因为1>>Γ)。因此为了减小仪器的体积和重量，必须尽可能减小目镜的焦距。另一方面，仪器又要求一定的出射光瞳距离，这就限制了目镜的焦距不能过小。一般望远镜目镜的焦距/f 在mm 30~15左右。 对于显微镜的目镜来说，它的焦距和视放大率之间符合以下关系 250=?Γ目f 显微镜目镜的视放大率Γ一般在?10左右。显微目镜的焦距也在mm 25左右。因此无论是望远镜的目镜，还是显微镜的目镜，焦距短，是它们的共同特点。 二 出射光瞳直径和相对孔径 由于目镜的出射光束直接进入人眼的瞳孔，人眼瞳孔的直径一般在mm 4~2左右变化，因此军用望远系统的出射光瞳直径/D 一般在mm 4左右。显微镜的出射光瞳直径/D 则为mm 2~1左右。 目镜的焦距/f 约为mm 30~15，所以目镜的相对孔径/ /f D 一般小于5:1。 三 视场角 如图17－1所示，目镜的视场角/ω是位于物镜和目镜共同焦平面上的像对目镜主点的张角。 图17－1 望远镜系统 对于望远系统，其视放大率Γ与物镜视场角ω和目镜的视场角/ ω有如下的关系式： ωωtg tg ?Γ=/ 可见，无论是增大望远镜的视放大率Γ，还是增加视场角ω，都要求增大目镜的视场角/ ω。 对显微镜来说，要增加物镜的线视场必须增加目镜物方焦面的线视场，在目镜焦距一定

课程设计报告样例

课程设计报告课程设计题目：售后服务系统 专业： 班级： 姓名： 学号: 指导教师: 年月日

1、系统需求分析 根据对用户所做的系统功能需求分析，将本系统应该具有以下功能模块：模块功能如下： 1、系统管理模块： 此模块主要用于系统的设定，其中包括：系统权限及角色管理，用户管理，系统退出，修改密码，增加系统用户等； 系统权限是系统操作的前提条件。企业角色是有限系统权限的集合，例如总经理、部门经理等。用户是指操作系统的使用人员，例如系统管理员，信息录入员等。 2、售后信息管理模块： 此模块主要是对消费者信息以及问题库的管理和维护，包括售后服务信息的增加、删除、修改等操作；系统提供各种问题的分类管理。问题涉及产品故障分析，问卷调查，投诉信息等。 产品安装信息管理：主要包括产品安装记录的增加、删除、修改等操作； 产品维修信息管理：主要包括产品维修信息（包括维修时间、维修内容、维修金额等）的增加、删除修改等操作； 产品退换信息管理：主要包括产品退换信息（包括退换时间、退换原因等）的增加、删除、修改等操作； 产品回访信息管理：主要包括用户回访记录的增加、删除、修改等操作； 投诉信息管理：主要包括产品投诉信息的前台提交，管理员查看，回复等操作。 3、统计查询管理模块： 统计查询管理模块提供各种与售后服务相关的模糊、复合查询。企业可以利用本系统实时进行售后服务的各种信息查询，使售后服务管理真正做到优质高效。 2、系统设计

2.1 后台数据库设计 本系统一共需要8个基本信息表，以下为所有表的数据结构： 设计表“admin”用来存储管理员的信息 表2-1 管理员信息表 列名数据类型长度允许空描述 Id Int 4 否序号Username Varchar 50 否用户名Password Varchar 50 否密码Creattime Datetime 8 否创建时间Logintimes Int 4 否登录次数Quanxian Varchar 1000 否权限设计表“attend”用来存储产品安装的信息 表2-2 产品安装信息表 列名数据类型长度允许空描述 Id Int 4 否序号 Eid Nvarchar 50 是安装设名称Type Nvarchar 50 是服务公司名称Money Nvarchar 53 是安装人员Ftime Nvarchar 50 是安装时间Remark Nvarchar 500 是查看/修改Addtime Nvarchar 50 是录入时间设计表“depart”用来存储售后服务分类的信息 表2-3 售后服务分类信息表 列名数据类型长度允许空描述 Id Int 4 否序号 Name Nvarchar 50 是服务分类名称Addtime Nvarchar 50 是录入时间设计表“emp”用来存储售后服务信息 表2-4 售后服务信息表 列名数据类型长度允许空描述 Id Int 4 否编号

本科课程设计报告(详细)

大学本科课程设计 题目基于JAVA的横版2D小游戏 姓名学号 2014221119200025 专业年级 指导教师职称 2016年 12 月 10日

大学本科毕业论文（设计） 目录 1 绪论 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的内容 (1) 1.3 本程序的难点 (1) 2 系统的开发环境介绍 (2) 2.1 JAVA知识背景简介 (2) 2.2 JAVA语言起源 (3) 2.3JAVA技术简介 (5) 3 需求分析 (7) 3.1 系统目标 (7) 3.2 主体功能 (7) 4 系统概要设计 (8) 4.1 系统功能模块划分 (8) 4.2 程序流程框图 (8) 5 主要功能实现 (10) 1）英雄动作合成 (10) 2）碰撞检测 (10) 3）绘图 (10) 6 调试报告 (10) 7 总结 (12) 8 附录 (12)

基于JAVA的横版2D小游戏 1 绪论 1.1 课程设计的目的 随着社会的进步，生活节奏越来越快，很多人发现自己在忙碌中丢失了许多童年的乐趣。这款横版2D射击小游戏与80、90后们童年常玩的街机小游戏具有相似的画风和游戏玩法，能让我们找回往日呼朋唤友打街机的豪情壮志。不仅如此，我们还降低了通关的难度，让我们在学习和工作之余也能较为简单地体验通关的快感。 1.2 课程设计的内容 本程序是一个有趣且富有挑战性的2D横版射击闯关类游戏。本游戏为彩色界面，有开场动画、主菜单等功能，其中主菜单包含有开始游戏、操作说明、制作者三个选项。游戏中英雄与冒险途中所遇到的敌人斗智斗勇，并躲避危险的地雷，最终击败boss并通关游戏。 1.3 本程序的难点 本游戏有两个难点： 1）动作合成：英雄的动作是由多种动作合成的，其中动作之间的衔接的流畅度非常重要，比如边跳边攻击，边走边攻击等动作。 2）碰撞检测：各种游戏元素之间的碰撞检测，比如一颗子弹怎样才

工程光学课程设计报告

工程光学课程设计 设计名称：工程光学课程设计 院系名称：电气与信息工程学院 专业班级： 学生XX： 学号： 指导教师： 工程学院教务处制 2013年12 月

工程光学课程设计评分表 题目名称25×显微物镜 实习时间2013年12月23 日至2013 年12 月31 日共 2 周实习地点实验楼513 设计报告得分序号评价项目 满 分 得分 1 应用文献资料能力及综合运用知识能力 2 设计说明书撰写水平；插图质量 3 设计（实验）能力及创新性 设计报告得分总计 实物制作效果 评语： 指导教师签字：年月日 学生XX 班级学号 平时表现 （20分） 答辩 （20分） 综合评定得分实习成绩

注：最后成绩的评定以优（90100）、良（8089）、中（7079）、及格（6069）和不及格（少于60分）五级给出。 一、ZEMAX软件介绍 美国ZEMAX Development Corporation研发ZEMAX 是一套综合性的光学设计软件，集成了光学系统所有的概念、设计、优化、分析、公差分析和文件管理功能。ZEMAX所有的这些功能都有一个直观的接口，它们具有功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。ZEMAX 有两种不同的版本：ZEMAX-SE和ZEMAX-EE，有些功能只在EE版本中才具有。 ZEMAX 可以模拟序列性（Sequential）和非序列性（non-sequential）系统，分别针对成像系统和非成像系统。ZEMAX采用序列和非序列两种模式模拟折射、反射、衍射的光线追迹。序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计，如照相系统、望远系统、显微系统等。这一模式下，ZEMAX以面作为对象来构建一个光学系统模型，每一表面的位置由它相对于前一表面的坐标来确定。光线从物平面开始，按照表面的先后顺序进行追迹，追迹速度很快。许多复杂的棱镜系统、照明系统、微反射镜、导光管、非成像系统或复杂形状的物体则需采用非序列模式来进行系统建模。这种模式下，ZEMAX以物体作为对象，光线按照物理规则，沿着自然可实现的路径进行追迹，可按任意顺序入射到任意一组物体上，也可以