1。2 摄远照相物镜的发展

摄远照相物镜的发展历史要从长焦镜头的产生说起，这首先是由德国天文学家开普勒 于 1611 年他的(dioptriee)折光学中描述。一般我们会把摄影的历史归功于 Thomas Rudolphus Dallmeyer 于 1891 年所发明的拍摄长焦镜头，尽管长焦镜头也独立的由他人大 约在相同的时间发明，另外还有一些认为他的父亲 John henry Dallmeyer 在 1860 年发明。 1883 年或 1884 年新西兰著名的摄影师 Alexander Mekay 发现他能够重新创造一个更易于管 理的长焦距镜头，并且通过从一个较短的焦距望远镜物镜结合负透镜和其他光学元件操作 玻璃来进行修改光锥。至今他的一些照片任然被保存在增持特恩布尔图书馆。此后，由长 焦物镜还发展出了反长焦物镜[2]。

摄远照相物镜的优点在于系统的长度通常会比焦距短很多，于长焦距物镜的情形，我 们把相系统的相对长度叫做系统的长度（系统的第一面到相面的距离）与焦距的比值。摄 远照相物镜具有镜筒短特点，设计结构小巧，便于携带，质量减轻。

2 方案选择

在照相机离被拍摄的物体较远时，如果要得到较大倍率的图像时，则需要采用长焦距 物镜。长焦距包括中长焦镜头，其中，中焦距镜头的焦距约为标准镜头焦距的两倍，长焦 距镜头的焦距则更长。他们的共同特点是，焦距长，视场角小，在底片上成像大，所以在 同一距离上能拍得比标准镜头更大的影像。

长焦物镜由于焦距长，结构肯定很大，为了缩短镜筒长度，通常采用远距型结构，即 摄远照相物镜。摄远照相物镜采用一个光焦度为正的前组和一个光焦度为负的后组，前组 承担了较大的光焦度，后组承担了较小的光焦度。因为镜筒长小于焦距，整个物镜的长度 比通焦距的普通物镜短。文献综述

摄远照相物镜的优点。

1）使系统的总长度小于物镜的焦距。这样缩短了仪器的外形尺寸。

2）能增加视场。因为有正透镜前组和负透镜后组，除了校正球差和慧差外，还能矫 正场曲和像散。

摄远照相物镜的缺点。 相对孔径比较小。因为前组的相对孔径比整个物镜的相对孔径高得多，双胶物镜的相

对孔径不能太大，因而整个物镜的相对孔径受前组的相对孔径的限制。 摄远照相物镜的透镜组的长度可缩减到焦距的三分之二左右，前组比后组结构复杂，

常用双胶合组或双分离组，并使负镜组歪向光阑，这样有利于校正像差。为了校正畸变， 用两个分离的薄透镜代替双胶后组，可以校正畸变，使全视场达到 30。

根据设计的要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为 本设计的原始系统。在选择初始结构的时候, 不必一定找到和要求一模一样的焦距, 一般 在相对孔径和视场角达到要求时, 我们就可以把它当作初始结构进行整体缩放，利用 ZEMAXTM 进行优化设计从而得到设计要求的焦距值。

3 ZEMAX 软件介绍

ZEMAXTM 是光学设计软件，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。ZEMAXTM 目前已经是被光电子领 域熟知的光学设计的首选软件。在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系

统,照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面[3]。

ZEMAXTM 有三种不同的版本：ZEMAXTM-SE（标准版）；ZEMAXTM-XE（扩展版）； ZEMAXTM-EE（工程版）。

ZEMAXTM 的主要优点如下。

1)ZEMAXTM 的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。ZEMAXTM 中有很 多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命 令。