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2019年第四屆Zemax杯鏡頭設計大賽

2019年第四屆Zemax杯鏡頭設計大賽

隨著哈蘇與富士相繼發布新一代中畫幅無反相機,中畫幅數碼相機已越來越多地走進普通電子消費品領域并進入尋常生活。中畫幅相機的鏡頭群與全畫幅相比,由于其成像圓直徑更大,因而在光學設計上的挑戰也更大。本屆Zemax杯鏡頭設計大賽便旨在探索中畫幅相機鏡頭的設計邊界。

在中畫幅鏡頭群中,有一支微距近攝鏡頭很具有特色。日本的Nittoh公司發布了一個公開專利WO2018216789A1點擊了解詳情

而佳能,尼康,富士、騰龍、適馬等鏡頭廠商也有類似的針對44*33mm中畫幅傳感器的設計。

從專利出發,是學習鉆研光學設計十分有效的途徑。本次大賽便依托上述Nittoh的鏡頭設計展開。本次大賽賽題僅作為鏡頭設計的學習交流項目,不允許作為商業用途。不得存在任何侵犯專利的行為。

在Nittoh公司的專利中,包含了多個類似的微距鏡頭實現方式,近攝比(被拍攝物體的大小與其所成的像的尺寸比例)都在2:1左右。專利給出了每片鏡片的詳細幾何尺寸,與材料的參考折射率和阿貝數,但沒有具體指定玻璃牌號。

☆ 學生組

任意選取Nittoh專利中的一個鏡頭,在Zemax OpticStudio中建立對應的模型。要求把專利中的光學材料替換成真實的玻璃名稱,玻璃庫可以從HOYA、OHARA、HIKARI、SCHOTT、CDGM、NHG等知名材料供應商中選擇,但需保證使用同一個庫里的材料,不允許使用塑料鏡片。替換入真實材料后,可以對鏡片形狀進行適當優化,以恢復由于替換材料帶來的像質下降。需保證,在FdC自然光下,最近對焦位置近攝比為2:1或者更近,鏡頭總長度不超過180mm,最后一片鏡片到CMOS保護玻璃的距離不小于20mm,任何一片鏡片直徑不大于傳感器對角線,在對焦遠攝端軸上F/#不大于4.5,在對焦遠攝端半視場角為13.5±0.5°,正確設置多重結構分析對焦位置,正確使用漸暈,保證鏡片的可加工性,且像質與專利中所述的相當或優于。

☆ 專業組

以學生組賽題為起點,允許改變結構增加鏡片數,進一步探索該設計的光學性能極限。

  • ● 完成學生組設計(50分)
  • ● 成像質量要求針對SONY IMX461一億像素傳感器進行設計。該傳感器單像素尺寸為3.76*3.76um。在該探測器50% Nyquist頻率處要求中心視場MTF不低于0.2且所有視場MTF未發生截斷。(10分)
  • ● 極限推進近攝比,目標能夠達到1:1(20分,如果有推進但未達到目標酌情給分)
  • ● 極限推進F/#,目標能夠在遠攝端達到中心視場F/2.8,且邊緣視場相對照度始終不低于30%(20分,如果有推進但不達到目標酌情給分)
  • ● 分析并確保對焦的凸輪曲線平滑易加工。(20分)
  • ● 分析光學防抖的實現可能與實現方式。(10分)
  • ● 分析雜散光情況。(10分)
  • ● 分析公差*情況。(10分)
  • ● 鏡頭畸變控制在3%以內。(X分)
  • ● 本設計允許使用非球面,但由于其可能造成的焦外“洋蔥圈”情形,不鼓勵使用非球面。如果使用非球面則需要分析非球面帶來的不同位對焦位置時焦外的洋蔥圈影響及控制方式,否則每用一個非球面扣5分。

參賽作品請在2019年8月5日前,以ZAR格式保存,并附帶ppt報告,發送到[email protected]。參賽作品必須由正版的Zemax軟件設計完成。作品一經提交,等同于授權Zemax LLC公開使用該作品的全部內容。

參賽作品需注明學生組或專業組。學生組的參賽者需提供學生的身份證明(如學生證掃描件)。學生允許參加專業組的比賽。

本次大賽設置4名學生組優勝獎。

專業組一等獎1名,二等獎2名,三等獎3名。專業組會由Zemax China打分并邀請前6位選手到CIOE中國光博會現場進行路演。最終名次由作品得分(60%)和現場路演表現分(40%)構成。

*公差表參考美國知名加工商OPTIMAX的High Precision等級加工精度。了解詳情

☆ 獎項設置

學生組 專業組

優勝獎3名,每人獲得300元京東消費券。

獲得優勝獎的學生可以進入Zemax China人才庫,有機會獲取在Zemax China的實習。

一等獎1名,獎金3000元

二等獎2名,獎金各2000元

三等獎3名,獎金各1000元

專業組會由Zemax China打分并邀請前6位選手到CIOE現場進行路演。最終名次由作品得分(60%)和現場路演表現分(40%)構成。

☆ 參賽流程

報名及審核 復選 路演 頒獎 頒獎

時間:2019.07.09-2019.08.12

大規模宣傳,廣泛邀請參與團體、企業、院校、個人、專家等,收集參賽項目。

時間:2019.08.12-2019.08.20

評選出入圍參展企業和個人(15強),同時評出學生組優勝獎獲獎選手。

時間:2019.09.05

在入圍15強中選出前6強在CIOE現場進行路演,嘉賓現場打分,根據成績評選出一等獎、二等獎、三等獎等獎項。

時間:2019.09.05

進行現場頒獎。

9月7日之后,協助入圍項目后續服務跟蹤和對接。大賽結果對外公布。

☆ 投稿方式

參賽作品請在2019年8月12日前,以ZAR格式保存,并附帶ppt報告,發送到[email protected]。參賽作品必須由正版的Zemax軟件設計完成。作品一經提交,等同于授權Zemax LLC公開使用該作品的全部內容。

每位參賽者需要在提交作品的同時提交一份參賽報名表(表格詳見CIOE官網)。點擊下載報名表格

參賽作品需注明學生組或專業組。學生組的參賽者需提供學生的身份證明(如學生證掃描件)。學生允許參加專業組的比賽。

☆ 報名及參賽咨詢:

CIOE中國光博會 李先生 0755-88242551Zemax China 周小姐 021-62713200

☆ 【參賽須知】

1)報名參賽即同意按照活動規定時間參與比賽,否則視為自動放棄比賽資格;

2)所有參賽作品版權歸參賽選手與Zemax LLC共同所有,Zemax LLC有權公示參賽作品細節。本次大賽只接受使用Zemax正式版所做的設計。如有任何疑問,請聯系 [email protected]

3)每個參賽選手只能獲得一個獎項,優勝獎限定在學生組。一、二、三等獎不可同時獲得;

4)參賽作品如為多人合作所制作,需征求團隊成員同意,并標注所有成員名字;

5)報名參賽即同意主辦方享有無償對參賽作品進行公開大賽宣傳、報道、公布、署名等權利;

6)主辦單位CIOE組委會及贊助商Zemax對本屆設計大賽活動擁有最終解釋權。

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