2016光学设计与CAD_教学大纲_

2016光学设计与CAD_教学大纲_
2016光学设计与CAD_教学大纲_

《光学设计与CAD》教学大纲

课程名称:光学设计与CAD

学分:4.2 总学时:40 讲课学时: 24 实验学时:16

考核方式:考试

总评成绩:平时成绩20%+期末考试成绩50%+实验成绩30%

先修课程:应用光学、物理光学

适用专业:光信息,光电工程

开课系或教研室:

(一)课程性质与任务

1.课程性质:光学设计与CAD是光电信息科学与工程专业的专业任选课。

2.课程任务:通过本课程的学习,撑握光学系统的像差基本理论、像质评价的基本方法、像质评价的几种方法,能利用ZEMAX软件进行光学设计并能实现系统的优化。

(二)课程教学基本要求

要撑握光学系统的像差理论,光学系统成像的七种基本像差,并懂得如何来消除像差;能熟练使用ZEMAX软件,懂得如何利用ZEMAX设计光学系统;能利用三种优化方法来优化光学系统;能利用像差图像来分析光学系统的成像质量;懂得如何获取光学系统的初始结构。

(三)课程教学内容

第1章绪论

光学设计的发展概况、光学设计的具体过程和步骤、仪器对光学系统性能与质量的要求,第2章像差理论:轴上点球差、轴外像差、像散与像面弯曲、匹兹凡面弯曲、畸变、初级轴外像差、匹兹凡面弯曲、位置色差、倍率色差;

第3章波像差、光学系统像差容限与像质评价:波像差、光学系统像差容限、光学系统质量评价简介;

第4章光学系统的初始设计: PW形式的初级像差系数、薄透镜系统的基本像差参量、双胶合薄透镜组的基本像差参量与结构参数的关系、用PW方法求解初始结构参数实例;

第5章光学系统的优化:光学系统的优化简介、优化四步骤、变量的选择、默认评价函数的建立、优化操作数。

第6章光线的光路计算:计算举例、光线经过平面时的光路计算。

(五)教材及参考书

教材:《几何光学.像差.光学设计》浙江大学出版社李晓彤、岑兆丰编著出版时间主编: 2011.02

参考书:1《应用光学》张以谟机械工业出版社 2007;

执笔:

审核:

审定:日期:2016年10月

光学设计cad简答题

1.2光学系统有哪些特性参数和结构参数? 特性参数:(1)物距L(2)物高y或视场角ω(3)物方孔径角正弦sinU或光速孔径角h(4)孔径光阑或入瞳位置(5)渐晕系数或系统中每一个的通光半径 结构参数:每个曲面的面行参数(r,K,a4,a6,a8,a10)、各面顶点间距(d)、每种介质对指定波长的折射率(n)、入射光线的位置和方向 1.3轴上像点有哪几种几何像差? 轴向色差和球差 1.4列举几种主要的轴外子午单色像差。 子午场曲、子午慧差、轴外子午球差 1.5什么是波像差?什么是点列图?它们分别适用于评价何种光学系统的成像质量? 波像差:实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该像点质量的指标。适用单色像点的成像。 点列图:对于实际的光学系统,由于存在像差,一个物点发出的所有光线通过这个光学系统以后,其像面交点是一弥散的散斑。适用大像差系统 2.1叙述光学自动设计的数学模型。 把函数表示成自变量的幂级数,根据需要和可能,选到一定的幂次,然后通过实验或数值计算的方法,求出若干抽样点的函数值,列出足够数量的方程式,求解出幂级数的系数,这样,函数的幂级数形式即可确定。像差自动校正过程,给出一个原始系统,线性近似,逐次渐进。 2.2适应法和阻尼最小二乘法光学自动设计方法各有什么特点,它们之间有什么区别? 适应法:参加校正的像差个数m必须小于或等于自变量个数n,参加校正的像差不能相关,可以控制单个独立的几何像差,对设计者要求较高,需要掌握像差理论 阻尼最小二乘法:不直接求解像差线性方程组,把各种像差残量的平方和构成一个评价函数Φ。通过求评价函数的极小值解,使像差残量逐步减小,达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数m没有限制。 区别:适应法求出的解严格满足像差线性方程组的每个方程式;如果m>n或者两者像差相关,像差线性方程组就无法求解,校正就要中断。 3.1序列和非序列光线追迹各有什么特点? 序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计。以面作为对象,光线从物平面开始,按照表面的先后顺序进行追迹,对每个面只计算一次。光线追迹速度很快。 非序列光线追迹主要用于需考虑散射和杂散光情况下,非成像系统或复杂形状的物体。 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。计算时每一物体的位置由全局坐标确定。非序列光线追迹对光线传播进行更为细节的分析,计算速度较慢。 3.2叙述采用光学自动设计软件进行光学系统设计的基本流程。 (1)建立光学系统模型: 系统特性参输入:孔径、视场的设定、波长的设定 初始结构输入:表面数量及序号、面行、表面结构参数输入 (2)像质评价 (3)优化:设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化 (4)公差分析:公差数据设置、执行公差分析 3.3Zemax软件采用了什么优化算法? 构造评价函数:最小二乘法、正交下降法(非序列光学系统)4.1什么叫做第一辅助光线?什么叫做第二辅助光线? 第一辅助光线:由轴上物点A发出,经过孔径边缘的光线AQ 第二辅助光线:由视场边缘的轴外点B发出经过孔径光阑中心O的光线BP 4.2薄透镜组有哪些像差特性? 一个薄透镜组只能校正两种出击单色像差。光瞳位置对像差影响:球差与光瞳位置无关;慧差、像散与光瞳位置有关;光瞳与薄透镜组重合时,像散为一个与透镜组结构无关的常数,此时畸变等于零;薄透镜组的Petzval场曲近似为一与结构无关的常量。 4.3单透镜的像差特性参数与结构参数有什么关系? 与玻璃的折射率n,单透镜的形状Q有关。不能消色差 4.4如何进行双胶合透镜组结构参数的求解? 4.5举例说明满足光学系统消除场曲条件(Petzval)的几种结构形式。 正、负光焦度远离的薄透镜系统和弯月形厚透镜 5.1望远物镜有什么光学特性和像差特性? 相对孔径不大,视场较小。 轴向边缘球差,轴向色差和边缘孔径的正弦差不用校正到零而是等于指定值。 6.1显微物镜有什么光学特性和像差特性? 焦距短,视场小。相对孔径大。 球差、轴向色差、正弦差,以及孔径高级像差。 6.2显微物镜有哪些主要类型?各有什么特点? 消色差物镜:只校正轴上点的球差和轴向色差、正弦差,不校正二级光谱色差。 复消色差物镜:要求校正二级光谱色差。 平像场物镜:要求校正场曲、像散、垂轴色差等各种轴外像差。 平面场复消色差物镜:和平像场物镜相似,还要校正二级光谱色差。 7.1目镜设计有什么特点? 焦距短、相对孔径比较小、视场角大、入瞳和出瞳远离透镜组 目镜的结构一般比较复杂;像差校正以轴外像差为主;场曲一般不进行校正;最重要的是校正像散、垂轴色差;在目镜和物镜尽可能独立校正像差的前提下,进一步考虑它们之间的像差补偿关系;采

工程光学设计

摘要 摘要:设计三片库克照相物镜,给出三片镜子的结构参数按照设计要求合理设计。近轴光路追迹求出设计系统的焦距和后焦距。然后利用zemax光学设计软件仿真验证设计结果。 关键词:照相物镜;光学设计 设计要求: 设计要求:采用三片库克(cookie)结构,D/f=1/5,半像面尺寸:18mm 半视场角:20°设计波长:0.486um、0.587um、0.656um,口径D:10mm 计算:系统焦距f,,后焦距(BFL) 第一章绪论 我们设计光学系统采用光线模型方法,即利用几何光学和光学工程中涉及到的基本方法、基本公式设计三片库克照相物镜。利用光线模型设计光学系统是非常重要的方法。曾经有位美国学者在回答有关光线和波动理论应用问题时,睿智的说;“你用光线理论设计照相机镜头,尽管是近视理论,但你用一个星期可以完成;然而你若用衍射理论设计照相机镜头,虽然你用的理论很严格,也去你一辈子才能设计出一个镜头。”可见用几何光学和工程光学中的光线模型设计光学系统是多么的重要。而近轴光线的追迹公式又是利用光线理论设计光学系统的基础。 根据近轴光学公式的性质,它只能适用于近轴区域,但是实际使用的光学仪器,无论是成像物体的大小,或者由一物点发出的成像光束都要超出近轴区域。 这样看来,研究近轴光学似乎没有很大的实际意义。但是事实上近轴光学的应用并不仅限于近轴区域内,对于超出近轴区域的物体,仍然可以使用近轴光学公式来计算平面的位置和像的大小。也就是说把近轴光学公式扩大应用到任意空间。对于近轴区域以外的物体,应用近轴光学公式计算出来的像也是很有意义的: 第一,作为衡量实际光学系统成像质量的标准。根据共轴理想光学系统的成像性质:一个物点对应一个像点;垂直于光轴的共轭面上放大率相同。如果实际共轴球面系统的成像符合理想则该理想像的位置和大小必然和用近轴光学公式计算所得结果相同。因为它们代表了实际近轴光线的像面位置和放大率。如果光学系统成像不符合理想,当然就不会和近轴光学公式计算出的结果一致。二者间的差异显然就是该实际光学系统的成像性质和理想像间的误差。也就是说,可以用它作为衡量该实际光学系统成像质量的指标。因此,通常我们把用近轴光学公式计算出来的像,称为实际光学系统的理想像。 第二,用它近似地表示实际光学系统所成像的位置和大小。在设计光学系统或者分析光学系统的工作原理时,往往首先需要近似地确定像的位置的大小。能够满足实际使用要求的光学系统,它所成的像应该近似地符合理想。也就是说,它所成的像应该是比较清晰的,并且物像大体是相似的。所以,可以用近轴光学公式计算出来的理想像的位置和大小,近似地代表实际光学系统所成像的位置和大小。由此可见近轴光学系统具有重要的实际意义,它在今后的研究光学系统的成像原理时经常用到。

版式设计 全套教案

课程:版式设计 系院:美术系 教师姓名: 授课班级:09级5班 时间:2010.11—2010.12

《版式设计Ⅰ》课程教学大纲 一、课程编码及课程名称 课程编码:301101612 课程名称:《版式设计Ⅰ》英文名称:Format designⅠ 二、学时、学分及适用专业 总学时数:64学时学分:3分适用专业:艺术设计专业(本科) 三、课程教学目标 版式设计Ⅰ课程是艺术设计专业的一门重要的课程,它的主要任务通过学习使学生掌握文字的韵律美感及书写规律;培养学生和训练学生快速设计和书写能力。使学生掌握设计的视觉要素、构成要素,版式设计表现内容与形式关系、设计要素及构成规律与方法,以及各种应用设计的形式特点,使学生能够进行具有感染力的版式设计,从而使作品的内容更清晰、更有条理的传达给读者。 四、课程的性质和任务: 本课程是艺术设计专业必修专业课。通过本课程的学习,使学生了解字体设计基本概念和字体的基本功能;了解字体的发展简史及字体的类型,掌握字体绘写的基本方法与要求及字体设计的方法与技巧。培养学生的专业素质,使学生充分认识字体设计在商业设计中的重要性,和字体设计未来发展的趋势。 五、课程教学的基本要求: 本课程应该结合实践知识,分阶段、针对性的进行版式设计的讲解,使学生从理论到实践,逐渐认识、掌握字体设计案例。因此在课程教学的方法上,授课教师应该多准备实例素材,通过幻灯、多媒体向学生展示讲解,并通过校外课堂示范教学,使学生更直观的学习版式设计步骤。从工艺与制作能力两个方面引导学生,从而真正达到提高学生应用能力的目的。 六、课程教学内容: 第一章文字的概述(共11学时) (一)本章教学基本要求 充分了文字的发展概况 (二)教学内容:1.1 由图画到字体的演变 1.2 东方文字的发展历史 1.3 西方文字的发展历史 教学重点:文字的演变 教学难点:中西方文字的演变 (三)小结: 通过对本章的学习能了解字体发展概况。 第二章文字创意的基本方法(共13学时) (一)本章教学基本要求 通过本章学习使学生了解汉字的基本造型结构,汉字书写的一般规律,掌握字体设计笔画结构变化的基本方法。 (二)教学内容:2.1 文字设计的目的和价值 2.2 文字创意设计的原则 2.3 中西文字的表征 2.4 文字创意设计的方法 教学重点:汉字的基本造型结构

(整理)各种光学设计软件介绍-学习光学必备-peter.

光学设计软件介绍 ZEMAX是美国焦点软件公司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Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE:标准版,XE:完整版,EE:专业版(可运算Non-Sequential),是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。ZEMAX的主要特色:分析:提供多功能的分析图形,对话窗式的参数选择,方便分析,且可将分析图形存成图文件,例如:*.BMP, *.JPG...等,也可存成文字文件*.txt;优化:表栏式merit function参数输入,对话窗式预设merit function参数,方便使用者定义,且多种优化方式供使用者使用;公差分析:表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数,方便使用者定义;报表输出:多种图形报表输出,可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件,功能非常强大,价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外,软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件,近三十多年来,Code V进行了一系列的改进和创新,包括:变焦结构优化和分析;环境热量分析;MTF和RMS波阵面基础公差分析;用户自定义优化;干涉和光学校正、准直;非连续建模;矢量衍射计算包括了偏振;全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates(ORA?)公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起,该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血,使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件,为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年,ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比,CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面: 1.CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件;各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型;梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地

(完整word版)光学设计cad试题(五)

光学系统设计(五) 一、单项选择题(本大题共 20小题。每小题 1 分,共 20 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.对于密接双薄透镜系统,要消除二级光谱,两透镜介质应满足 ( )。 A.相对色散相同,阿贝常数相差较小 B.相对色散相同,阿贝常数相差较大 C.相对色散相差较大,阿贝常数相同 D.相对色散相差较小,阿贝常数相同 2.对于球面反射镜,其初级球差表达公式为 ( )。 A.?δ2h 81 L =' B. ?δ2h 81 L -=' C. ?δ2h 41L =' D. ?δ2h 41 L -=' 3.下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 4.场曲之差称为 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散 D. 色差 5.初级球差与视场无关,与孔径的平方成 ( )。 A.正比关系 B.反比关系 C.倒数关系 D.相反数关系 6.下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 A.球差 B.场曲 C.畸变 D.倍率色差 7.不会影响成像清晰度的像差是 ( )。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 8.下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 9.正弦差属于小视场的 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 畸变 D. 色差 10.初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。 A.3:1 B.4:1 C.5:1 D.2:1 11.光阑与相接触的薄透镜重合时,能够自动校正 ( )。 A.畸变 B.场曲 C.球差 D.二级光谱 12.在子午像差特性曲线中,坐标中心为z B ',如0B '位于该点左侧,则畸变值为 ( )。 A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断 13.厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用,是因为 ( )。 A.通过改变厚度保持场曲为零 B.通过两面曲率调节保持光焦度不变 C.通过改变厚度保持光焦度不变 D.通过两面曲率调节保持场曲为0 14.正畸变又称 ( )。 A.桶形畸变 B.锥形畸变 C.枕形畸变 D.梯形畸变 15.按照瑞利判断,显微镜的分辨率公式为 ( )。 A.NA 5.0λσ= B. NA 61.0λσ= C.D 014''=? D. D 012' '=? 16.与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A.子午平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面 17.下列软件中,如今较为常用的光学设计软件是 ( )。 A.abr 软件 B.OPD88软件 C.ZEMAX 软件 D.AutoCAD 软件 18.光学传递函数的横坐标是 ( )。 A.波长数 B.线对数/毫米 C.传递函数值 D.长度单位 19.星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。 A.不方便进行,步骤复杂 B.属主观检验方法,不能量化 C.属客观检测方法,但精度低 D.计算复杂,应用不便 20.波像差就是实际波面与理想波面之间的 ( )。 A.光程差 B.几何像差 C.离焦量 D.距离差 二、填空题(本大题11小题。每空1分,共20 分)

《文字与版式设计》课程教学大纲与教案

《文字与版式》课程教学大纲 Writing and format design 课程学时:70学时,学分:4 一、本课程教学的目的与原则 通过本课程教学,明确版式设计原理在设计活动中至关重要的作用。本课程注重设计前沿理论的研究和开发,是对学生艺术潜质、思维方式、创造能力等综合素质的全面开发和培养,帮助学生掌握科学的思维方法、搭建完备的设计理念构架、构建合理的设计知识体系,自觉地运用版式设计原理进行艺术设计。同时,本课程能有效地激发学生们的设计潜能,在艺术设计学习的过程中,不断地调整自己,从认识自我到超越自我,成为时代需求的艺术设计人才。 课程将积极组织并参与设计实践以及各种设计、创意大赛,使理论与实践结合,通过严格的基础训练和设计实践,使学生建立和掌握版式设计的概念和方法,并自如运用于艺术设计活动的各个领域。 二、学习方法指导 1、以案例分析为主,通过对优秀版式设计作品剖析和模仿,引导学生建立版式设计的整体概念。 2、强调研究性学习的方法,确定专题性课题设计及组织讨论,从而引导学生在实战训练中熟练掌握设计原则。 三、本课程的重点与难点 本课程的重点是在案例教学中,培养学生整体把握版式设计中文字、图形、色彩三要素的构成关系,通过课题设计理解黑、白、灰整体分区概念;点、线、面在版式设计中的运用;各种设计原则及表现。 难点是把握具体设计内容与形式表现之间的关系;文字与文字、文字与图形之间整体与局部的构成关系。 四、本课程教学基本内容 第一章版式设计概念 [知识点提示] 版式设计概念 [重、难点提示] 建立对版式构成元素进行整体设计的概念 第一节版式设计概念导入 第二节传统中国书籍的版式 1、传统中国书籍的版面术语名称 2、传统中国书籍的版式设计特征 第二章版式设计原则 [知识点提示] 版式设计整体概念理解 [重、难点提示] 建立对版式整体设计的意识 第一节整体性原则 1、主次分明 2、分类编排 3、设计元素处理 第一节简洁性原则 第三章版式设计原理 [知识点提示] 设计原理 [重、难点提示] 黑、白、灰与点、线、面的整体布局关系,协调性与空间 第一节分类 1、同类合并原则

光学计算机辅助设计报告

光学设计辅助报告 姓名:张雨辰 学号:1011100139

光学计算机辅助设计报告 内容一:已知参数双胶合望远物镜的像质评价 1)像质评价的意义: 任何一个光学系统不管用于何处,其作用都是把目标发出的光按仪器工作原理的要求改变它们的传播方向和位置,送入仪器的接收器,从而获得目标的各种信息,包括目标的几何形状、能量强弱等。因此,对光学系统成像性能的要求主要有两个方面:第一方面是光学特性,包括焦距、物距、像距、放大率、入瞳位置、入瞳距离等;第二方面是成像质量,光学系统所成的像应该足够清晰,并且物像相似,变形要小。第一方面的内容即满足光学特性方面的要求属于应用光学的讨论范畴,第二方面的内容即满足成像质量方面的要求,则属于光学设计的研究内容。 从物理光学或波动光学的角度出发,光是波长在400~760nm的电磁波,光的传播是一个波动问题。一个理想的光学系统应能使一个点物发出的球面波通过光学系统后仍然是一个球面波,从而理想地聚交于一点。但是实际上任何一个实际光学系统都不可能理想成像。所谓像差就是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。由于一个光学系统不可能理想成像,因此就存在一个光学系统成像质量优劣的评价问题,从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。从物理光学出发,推导出几何像差等像质评价指标。有了像质评价的方法和指标,设计人员在设计阶段,即在制造出实际的光学系统之前就能预先确定其成像质量的优劣,光学设计的任务就是根据对光学系统的光学特性和成像质量两方面的要求来确定系统的结构参数。 2)像质评价的方法与Zemax实现: 对于像质评价有两个阶段:1 设计完成后,加工前,对成像情况进行模拟仿真;2 加工装配后,批量生产前,要严格检测实际成像效果。当前我们所作的工作就是对第一阶段进行实际讨论。对于像质评价的方法有两种:1 不考虑衍射:光路追迹法(点列图,像差曲线); 2 考虑衍射:绘制成像波面,光学传递函数等;有: 瑞利判断:几何像差曲线进行图形积分得到波像差; 中心点亮度(斯托列尔准则):成像衍射斑的中心亮度和不存在像差时衍射斑的中心亮度之比S.D来表示成像质量; 分辨率:反映光学系统分辨物体细节的能力,可以评价成像质量; 点列图:由一点发出的许多光线经光学系统后,因像差使其与像面的交点不再集中于同

版式设计教学大纲

《版式设计》课程教学大纲 一、本课程教学的目的与原则 通过本课程教学,明确版式设计原理在设计活动中至关重要的作用。本课程注重设计前沿理论的研究和开发,是对学生艺术潜质、思维方式、创造能力等综合素质的全面开发和培养,帮助学生掌握科学的思维方法、搭建完备的设计理念构架、构建合理的设计知识体系,自觉地运用版式设计原理进行艺术设计。同时,本课程能有效地激发学生们的设计潜能,在艺术设计学习的过程中,不断地调整自己,从认识自我到超越自我,成为时代需求的艺术设计人才。 本课程将积极组织并参与设计实践以及各种设计、创意大赛,使理论与实践结合,通过严格的基础训练和设计实践,使学生建立和掌握版式设计的概念和方法,并自如运用于艺术设计活动的各个领域。 二、学习方法指导 1、以案例分析为主,通过对优秀版式设计作品剖析和模仿,引导学生建立版式设计的整体概念。 2、强调研究性学习的方法,确定专题性课题设计及组织讨论,从而引导学生在实战训练中熟练掌握设计原则。 三、本课程的重点与难点 本课程的重点是在案例教学中,培养学生整体把握版式设计中文字、图形、色彩三要素的构成关系,通过课题设计理解黑、白、灰整体分区概念;点、线、面在版式设计中的运用;各种设计原则及表现。 难点是把握具体设计内容与形式表现之间的关系;文字与文字、文字与图形之间整体与局部的构成关系。 四、本课程教学基本内容 第一章版式设计概念 [知识点提示] 版式设计概念 [重、难点提示] 建立对版式构成元素进行整体设计的概念 第一节版式设计概念导入 第二节传统中国书籍的版式 1、传统中国书籍的版面术语名称 2、传统中国书籍的版式设计特征

第二章版式设计原则 [知识点提示] 版式设计整体概念理解 [重、难点提示] 建立对版式整体设计的意识 第一节整体性原则 1、主次分明 2、分类编排 3、设计元素处理 第一节简洁性原则 第三章版式设计原理 [知识点提示] 设计原理 [重、难点提示] 黑、白、灰与点、线、面的整体布局关系,协调性与空间第一节分类 1、同类合并原则 2、确定中心内容 3、邻近原则 第二节分区 1、黑、白、灰关系 2、面的构成 3、空白空间 第三节分栏 1、网格构成 2、版式设计中的线 3、重复原则 阶段性小结与讲评 第四章文字的编排设计 [知识点提示] 文字与文字之间的编排 [重、难点提示] 标题、副标题与正文在编排中的关系、文字易读性 第一节字体 1、宋体 2、黑体 3、文艺复兴字体 4、巴洛克字体

光学计算机辅助设计

目录 一、建立初始结构 (2) 二、插入多重组态 (2) 三、优化操作数 (3) 四、进行优化 (5) 五、镜头替换 (7) 六、公差分析 (8) 七、零件图 (9) 八、设计感想 (11)

一、建立初始结构 打开ZEMAX,新建一个文件,输入初始数据,设置数值孔径为0.24,波长为1.55nm后的2D图形与斑点图如下: 图1 二、插入多重组态 (一)插入Config1-3三个组态:打开Editor--Multi Configuration Editor--Insert(加两行)--Insert Config(加两列); (二)设置厚度:将 7、9、11三个面的厚度分别设为50m、100m、150m; (三)此时,3D图如下: 图2

三、优化操作数 1.设置约束条件 (一)输入操作数; (二)用到的操作数: TTHI:设置厚度 OPLT:厚度、间隙小于多少 REAX:实际光线数据的约束 OPGT:厚度、间隙大于多少 EFLX:两器件组合焦距 EFFL:两器件系统焦距 DIFF:两个操作数相减 ABSO:取绝对值 (三)设置相应的Target与Weight值,双击刷新Value与Contrib(贡献值)如下图: 图3

图4 (四)设置完成后初始图: 图5

四、进行优化 (1)根据上述问题进行修改,优化 MXCA的贡献值过大,我将MXCA –surf1、surf2的值由1-11改为1-10,优化(opt)后贡献值接近0,修改数据优化后: 图6

(2)出现的错误图形 错误原因:6.7面相隔距离太近 图7 (3)由于初始结构图形较差,修改参数(将后3个镜面曲面半径设置成无穷)查看贡献值,修改数据优化后 图8

光学设计cad试题五

光学系统设计(五) 一、单项选择题(本大题共 20小题。每小题 1 分,共 20 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个就是正确的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.对于密接双薄透镜系统,要消除二级光谱,两透镜介质应满足 ( )。 A 、相对色散相同,阿贝常数相差较小 B 、相对色散相同,阿贝常数相差较大 C 、相对色散相差较大,阿贝常数相同 D 、相对色散相差较小,阿贝常数相同 2.对于球面反射镜,其初级球差表达公式为 ( )。 A 、?δ2h 81L =' B 、 ?δ2h 81L -=' C 、 ?δ2h 41L =' D 、 ?δ2h 4 1L -=' 3.下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统就是 ( )。 A 、显微物镜 B 、望远物镜 C 、目镜 D 、 照相物镜 4.场曲之差称为 ( )。 A 、球差 B 、 彗差 C 、 像散 D 、 色差 5.初级球差与视场无关,与孔径的平方成 ( )。 A 、正比关系 B 、反比关系 C 、倒数关系 D 、相反数关系 6.下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 A 、球差 B 、场曲 C 、畸变 D 、倍率色差 7.不会影响成像清晰度的像差就是 ( )。 A 、二级光谱 B 、彗差 C 、畸变 D 、像散 8.下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统就是 ( )。 A 、显微物镜 B 、望远物镜 C 、目镜 D 、 照相物镜 9.正弦差属于小视场的 ( )。 A 、球差 B 、 彗差 C 、 畸变 D 、 色差 10.初级子午彗差与初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。 A 、3:1 B 、4:1 C 、5:1 D 、2:1 11.光阑与相接触的薄透镜重合时,能够自动校正 ( )。 A 、畸变 B 、场曲 C 、球差 D 、二级光谱 12.在子午像差特性曲线中,坐标中心为z B ',如0B '位于该点左侧,则畸变值为 ( )。 A 、正值 B 、负值 C 、零 D 、无法判断 13.厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用,就是因为 ( )。 A 、通过改变厚度保持场曲为零 B 、通过两面曲率调节保持光焦度不变 C 、通过改变厚度保持光焦度不变 D 、通过两面曲率调节保持场曲为0 14.正畸变又称 ( )。 A 、桶形畸变 B 、锥形畸变 C 、枕形畸变 D 、梯形畸变 15.按照瑞利判断,显微镜的分辨率公式为 ( )。 A 、NA 5.0λσ= B 、 NA 61.0λσ= C 、 D 014''=? D 、 D 012''=? 16.与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A 、子午平面 B 、高斯像面 C 、离焦平面 D 、主平面 17.下列软件中,如今较为常用的光学设计软件就是 ( )。 A 、abr 软件 B 、OPD88软件 C 、ZEMAX 软件 D 、AutoCAD 软件 18.光学传递函数的横坐标就是 ( )。 A 、波长数 B 、线对数/毫米 C 、传递函数值 D 、长度单位 19.星点法检验光学系统成像质量的缺陷就是 ( )。 A 、不方便进行,步骤复杂 B 、属主观检验方法,不能量化 C 、属客观检测方法,但精度低 D 、计算复杂,应用不便 20.波像差就就是实际波面与理想波面之间的 ( )。 A 、光程差 B 、几何像差 C 、离焦量 D 、距离差

《版式设计》课程教学大纲

《版式设计》课程教学大纲 课程编号:01081291 课程英文名称:Layout 适用专业:装潢艺术设计(本科) 课程类别:专业必修课学时及学分:64学时,4学分 先修课程:《造型基础I》、《造型基础II》、《文字设计I》、《标志设计》 一、基本目的 版式设计是装潢设计的重要课程,该课程以版面的视觉功能设计为前提,以版面设计的形式美法则训练为基本内容。主要学习版式设计的理论和表现手法,注重版式的创造性研究。我们的任务就是使学生理解版式设计在本专业中的重要性,充分掌握版式设计的设计程序和技巧,并加强学生对设计作品整体的控制和把握能力。 二、教学基本要求 教学要求就是要让学生熟悉和了解版式设计的手段和方法,在遵循形式美法则的前提下独立完成自身的设计和制作任务,充分运用各种版式形式,理解版式设计对设计作品的作用。 三、教学内容 1.版式设计的概念 2.版式设计的意义 3.版式设计的形式原则 ⑴分割与集合; ⑵对比与调和; ⑶对称与平衡; ⑷律动与生命; ⑸变化与统一; ⑹主从与秩序; ⑺整体与局部 4.版式设计中对于文字的处理 5.版式构成的造型要素 ⑴点;⑵线;⑶面 6.版式设计中对图形的处理 ⑴方形图形;⑵出血图形;⑶褪底;⑷特殊图式 7.版式设计的几种形式 ⑴全版式;⑵定位式;⑶重复式;⑷重叠式;⑸聚集式;⑹分散式;⑺引导式;⑻自由式四、各章内容的重点、难度、深度和广度 1.认识版式设计的意义,重视版式对设计作品的重要性,理清形式与创意的关系。 2.版式设计的形式原则,特别是对比与调和、变化与统一、整体与局部的关系。

3.版式设计中对于文字的处理,这是往往会被忽视的,要对文字的强烈的有视觉敏感。五、实验项目及实验要求 无 六、学时分配建议 七、指定教材及教学参考书 1.《版面构成》王汀编著广东人民出版社2001年 2.《平面广告版式创意技巧》曾希圣著陕西人民美术出版社1994年 3.《平面视觉传达设计》吴国欣编湖南美术出版社 八、学生成绩评定方法 创意占60%,制作占40% 大纲执笔人:郭玉川 大纲审订人:宁钢郭玉川 编写日期:2005.7

常用光学设计软件介绍

ZEMAX ZEMAX是美国焦点软件公司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Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE:标准版,XE:完整版,EE:专业版(可运算Non-Sequential)。 ZEMAX的主要特色:分析:提供多功能的分析图形,对话窗式的参数选择,方便分析,且可将分析图形存成图文件,例如:*.BMP, *.JPG...等,也可存成文字文件*.txt;优化:表栏式merit function参数输入,对话窗式预设merit function参数,方便使用者定义,且多种优化方式供使用者使用;公差分析:表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance 参数,方便使用者定义;报表输出:多种图形报表输出,可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V CODE V是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件,近三十多年来,Code V进行了一系列的改进和创新,包括:变焦结构优化和分析;环境热量分析;MTF和RMS波阵面基础公差分析;用户自定义优化;干涉和光学校正、准直;非连续建模;矢量衍射计算包括了偏振;全球综合优化光学设计方法。 OSLO oslo是一套标准建构系统及最佳化的光学软件。最主要地,他是用来决定光学系统中最佳组件的大小和外型,如照相机、客户产品、通讯系统、军事/外层空间应用以及科学仪器等。除此之外、他也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 LENSVIEW LensVIEW为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库,囊括超过18,000个多样化的光学设计实例,并且每一实例都显示它的空间位置。它搜集从1800年起至目前的光学设计数据,这个广博的LensVIEW数据库不仅囊括光学描述数据,而且拥有设计者完整的信息,摘要,专利权状样本,参考文件,美国和国际分类数据,和许多其它的功能。LensVIEW 并能产生各式各样像差图,做透镜的快速诊断,和绘出这个设计的剖面图。 ASAP ASAP是功能强大的光学分析软件,是专为仿真成像或光照明的应用而设计,让您的光学工程工作更加正确且迅速。ASAP让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。 传统描光程序的速度是非常烦琐秏时的。ASAP对于整个非序列性描光工具都经过速度的优化处理,让您可以在短时间内就可做数百万条几何描光的计算。光线可不计顺序及次数的经过表面,还可向前,向后追踪。此外ASAP具有强大的指令集可以让您进行特性光线以及物体的

光学设计与CAD

光学系统设计 (一) 一、单项选择题(本大题共20小题。每小题1分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、 多选或未选均无分。 1 .主光线与光轴所确定的平面叫做 ( B )。 A.弧矢平面B.子午平面C.焦平面D.像平面 2.共轴球面系统中,轴上点像差有 ( C )。 A.球差和彗差 B.球差和倍率色差 C.球差和位置色差 D.彗差和倍率色差 3?通常情况下观察像差时,除 0视场和边缘视场外,还应注意的一个视场为 A.0.707 视场 B. 0.5 视场 C. 0.3 视场 D. 0.85 4. F 光边缘光球差与 C 光边缘光球差之差也等于 (A A.边缘光和近轴光色差之差 C.F 光和C 光近轴光球差之差 5. 望远镜的放大率是指 (D )。 A.垂轴放大率 B.轴向放大率 C.角放大率 D. 视觉放大率 6. 下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有 A.球差 B. 场曲C.畸变 D. 倍率色差 7. 不会影响成像清晰度的像差是 (C )。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 &下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 A.显微物镜B.望远物镜 C.目镜D.照相物镜 9. 正弦差属于小视场的 ( A.球差 B. 彗差 C.畸变 D. 色差 10. 初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 A.3 : 1 B.4 : 1 C.5 : 1 D.2 : 1 11. 下列光学元件中,任何情况下都不会产生场曲的是 A.厚凸透镜B.平行平板 C.球面反射镜 D. 12. 下面光学元件中不产生色差的是 ( A A.球面反射镜 B. 薄凸透镜 C.薄场镜 D. 13 .薄双胶合物镜置于球面反射镜球心,光阑与球心重合, (D A. 0.4 B. 0.25 C. 0.1 14.场景置于系统中,除产生场曲外, 像散 C 视场 (A )。 B. 边缘光和近轴光球差之差 D. F 光和C 光近轴光色差之差 ( 不晕透镜 薄双胶合物镜 则系统彗差最小可以为 A.球差 B.彗差 C. 15. 厚透镜的场曲公式为 A. S |v J 2—(丄 n -1 r 1 C. S iv 心』 n 「1 D. 0 还可产生 D.畸变 ( 丄) 「2 丄) r 2 B. D. S |V S |V 16. 波像差就是实际波面与理想波面之间的 A.光程差 B.几何像差 C. 离焦量 17. 在进行目镜光学系统设计时,应 (D J 2T 丄 n 「2 J 2亠(丄 n -1 r 2 (A )。 D.距离差 )。 丄) r i 丄) r i

版式设计教学大纲1

《版式设计》教学大纲 一、课程说明 课程编号: 学分: 2 总学时:32 课程开设院(系):美术系 适用专业:环境艺术设计 前期课程:素描色彩构成基础设计概论环境实体写生手绘效果图表现技法工程制图与识图 AutoCAD基础与应用计算机效果图设计与制作室内设计原理空间创意设计 二、教学性质和任务 课程性质:本课程是环境艺术设计专业学生的一门选修课。 课程任务:版面设计是在对平面构成的形态、色彩、肌理、空间、动势等设计要素和构成要素认知及研究的基础上,对这些要素的组合规律、对它们表现的可能性及其与内容的关系进行全面的学习研究,为以后的环境艺术设计专业相关的版面设计奠定良好的基础。三、课程教学目标 (一)知识目标 1、理解版式设计的基本概念: 2、掌握版式设计的视觉元素及其特征; 3、掌握版式设计的关系构成要素。 (二)能力目标 1、能够进行环境艺术设计专业所需版面的设计 四、教学方法 理论讲授与实践相结合…… 五、考核方法 平时成绩加综合作业…… 六、理论教学内容和要求 第一章版式设计基础 教学要求: 通过本章节的学习,掌握版式设计的原则。 教学内容: 版式设计的基础知识 教学重点: 1、版式设计的原则和要求 2、办公空间设计原则

第二章版式设计的视觉元素 教学要求: 通过本章的学习,了解版式设计中文字的基本属性、标题与正文的编排处理原则、版心、页眉与页码的编排设计、文字的输出要求、版式中的图片、版面设计中的色彩与符号。 重点:版式设计的编排处理原则以及版式设计中的色彩与符号。 教学内容: 1、文字的基本属性; 2、标题与正文的编排处理原则; 3、版心、页眉与页码的编排设计; 4、文字的输出要求; 5、版式中的图片; 6、版面设计中的色彩与符号。 教学重点: 1、版式设计的编排处理原则以及版式设计中的色彩与符号。 第三章版式设计的关系构成要素 教学要求: 通过本章的学习,了解常用版式的类型型、版面美的形式、版式的视觉流程设计。 教学内容: 1、常用版式的类型; 2、版面美得形式; 3、版式的视觉流程设计。 教学重点: 1、版面美的形式及视觉流程; 2、掌握版式设计的关系构成要素。 第四章版式设计的实际运用与分析 教学要求: 通过本章的学习,了解杂志的版式设计、网页的版式设计、报纸的版式设计、产品招贴广告的版式设计、房地产广告的版式设计、画册的版式设计、户外广告的版式设计、DM的版式设计、名片的版式设计及案例分析、展板的版式设计。 教学内容: 1、常用版式作品赏析; 2、环境艺术设计展板设计的特点和要求; 教学重点: 1、环境艺术设计展板设计的特点和要求。 七、实践教学内容和要求 项目一版式视觉元素设计 教学要求:

照明用LED光学系统的计算机辅助设计

光电器件 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 严 萍,李剑清 (浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032) 摘 要: 介绍了LED在照明领域的应用前景,提出了利用计算机辅助非序列光线追迹设计照明用LED的光学系统的分析方法,以达到计算机虚拟试制LED的目的。 关键词: LED;色还原性;非序列光线追迹;虚拟试制 中图分类号:TN312.8 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2004)03-0181-02 Computer Aid Design of Optical System of LED for Illumination YAN Ping,LI Jian qing (C ollege of Information Engineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310032,CHN) Abstract: The application prospects of LED in the illumination field are review ed.An analysis method w ith w hich optical system of LED for illumination is designed by computer aid non sequential ray trace is introduced to achieve virtual prototype of optical design. Key words: LED;color rendition;color rendering index(CRI);non sequential ray trace; v irtual prototy pe 1 引言 半导体发光二极管(LED)是一种直接将电能转换成光能的固态半导体器件。发光二极管的结构主要由芯片、电极和光学系统组成。通常由塑料密封材料组成的光学系统和电极机构构成LED的绝大部分体积。LED可发射红、黄、绿、蓝或白光。发光波长或颜色由芯片的组成材料所决定。高亮度LED被认为是新一代的照明光源。 发光二极管用于照明有许多的优点:工作电压低,耗电量少;性能稳定,寿命长(可达10万小时);抗冲击,耐振动性强;重量轻,体积小,成本低。高亮度单色光的LED已得到了广泛的应用。LED可直接发射所需颜色的波长,无需用滤光片,尽管它们比传统的灯泡昂贵,但它具有更高的性能价格比。例如,功耗10W的红色LED交通信号灯就可替代传统的150W白炽信号灯,而且LED信号灯的寿命至少5年,但白炽灯的寿命通常只有半年。单色LED在广告显示、路牌显示、航班警告灯、跑道灯、汽车尾灯和建筑装璜等领域目前已有广泛的应用。 对于普通照明来说,用越多的颜色混合来获得的白光,色还原性就越高。它的难点是如何使从不同光源发出的不同颜色的分裂光均匀地混合成白光。此外,由于不同颜色的LED芯片有着不同的驱动电压要求,不同的衰竭性能以及不同的温度性能,这就需要开发一种复杂的控制系统。 2 LED光学系统的计算机辅助设计 LED光学系统设计包括LED器件内的光学设计和LED器件外的二次光学设计。LED内光学器件通常由芯片、反射镜和由塑料密封材料制成的光学透镜所组成。芯片、反射镜和透镜的几何形状决定了LED的光提取效率和光能量分布。LED器件的外光学设计主要是根据不同的实际应用使光能量重新分布,从而达到更有效、更合理地使用有限光能量的目的。 和其他光源的应用一样,光学工程师运用光学原理来设计LED的实际光学系统。计算机辅助设计在光学工程领域是一非常有用的工具。目前市场 半导体光电!2004年第25卷第3期严 萍等: 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 收稿日期:2004-02-26.

光学设计cad答案

光学系统设计(三) 一、单项选择题(本大题共 20小题。每小题 1 分,共 20 分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.系统的像散为零,则系统的子午场曲值( )。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 2.双胶合薄透镜组,如果位置色差校正为零,则倍率色差值为 ( )。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 3.下列像差中,对孔径光阑的大小和位置均有影响的是( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散和场曲 D.畸变 4.除球心和顶点外,第三对无球差点的物方截距为 ( ) 。 A.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ''-= 5.下列像差中,属于轴外点细光束像差的是( )。 A.球差 B.子午彗差 C.子午场曲 D.畸变 6.瑞利判据表明,焦深是实际像点在高斯像点前后一定范围内时,波像差不会超过 ( )。 A.λ21 B. λ31 C. λ41 D. λ51 7.对于目视光学系统,介质材料的阿贝常数定义为 ( )。 A.C F D D n n 1n --=ν B. C F D D n n 1n ++=ν C. C F D D n n 1n -+=ν D. C F D D n n 1n +-=ν 8.9K 玻璃和6ZF 玻璃属于 ( )。 A.冕牌玻璃和火石玻璃 B.火石玻璃和冕牌玻璃 C.均属火石玻璃 D.均属冕牌玻璃 9.在ZEMAX 软件中进行显微物镜镜设计,输入视场数据时,应选择 ( )。

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