2019年第四届Zemax杯镜头设计大赛

随着哈苏与富士相继发布新一代中画幅无反相机,中画幅数码相机已越来越多地走进普通电子消费品领域并进入寻常生活。中画幅相机的镜头群与全画幅相比,由于其成像圆直径更大,因而在光学设计上的挑战也更大。本届Zemax杯镜头设计大赛便旨在探索中画幅相机镜头的设计边界。

在中画幅镜头群中,有一支微距近摄镜头很具有特色。日本的Nittoh公司发布了一个公开专利WO2018216789A1

而佳能,尼康,富士、腾龙、适马等镜头厂商也有类似的针对44*33mm中画幅传感器的设计。

从专利出发,是学习钻研光学设计十分有效的途径。本次大赛便依托上述Nittoh的镜头设计展开。本次大赛赛题仅作为镜头设计的学习交流项目,不允许作为商业用途。不得存在任何侵犯专利的行为。

在Nittoh公司的专利中,包含了多个类似的微距镜头实现方式,近摄比(被拍摄物体的大小与其所成的像的尺寸比例)都在2:1左右。专利给出了每片镜片的详细几何尺寸,与材料的参考折射率和阿贝数,但没有具体指定玻璃牌号。

☆ 学生组

福德正神任意选取Nittoh专利中的一个镜头,在Zemax OpticStudio中建立对应的模型。要求把专利中的光学材料替换成真实的玻璃名称,玻璃库可以从HOYA、OHARA、HIKARI、SCHOTT、CDGM、NHG等知名材料供应商中选择,但需保证使用同一个库里的材料,不允许使用塑料镜片。替换入真实材料后,可以对镜片形状进行适当优化,以恢复由于替换材料带来的像质下降。需保证,在FdC自然光下,最近对焦位置近摄比为2:1或者更近,镜头总长度不超过180mm,最后一片镜片到CMOS保护玻璃的距离不小于20mm,任何一片镜片直径不大于传感器对角线,在对焦远摄端轴上F/#不大于4.5,在对焦远摄端半视场角为13.5±0.5°,正确设置多重结构分析对焦位置,正确使用渐晕,保证镜片的可加工性,且像质与专利中所述的相当或优于。

☆ 专业组

以学生组赛题为起点,允许改变结构增加镜片数,进一步探索该设计的光学性能极限。

  • ● 完成学生组设计(50分)
  • ● 成像质量要求针对SONY IMX461一亿像素传感器进行设计。该传感器单像素尺寸为3.76*3.76um。在该探测器50% Nyquist频率处要求中心视场MTF不低于0.2且所有视场MTF未发生截断。(10分)
  • ● 极限推进近摄比,目标能够达到1:1(20分,如果有推进但未达到目标酌情给分)
  • ● 极限推进F/#,目标能够在远摄端达到中心视场F/2.8,且边缘视场相对照度始终不低于30%(20分,如果有推进但不达到目标酌情给分)
  • ● 分析并确保对焦的凸轮曲线平滑易加工。(20分)
  • ● 分析光学防抖的实现可能与实现方式。(10分)
  • ● 分析杂散光情况。(10分)
  • ● 分析公差*情况。(10分)
  • ● 镜头畸变控制在3%以内。(X分)
  • ● 本设计允许使用非球面,但由于其可能造成的焦外“洋葱圈”情形,不鼓励使用非球面。如果使用非球面则需要分析非球面带来的不同位对焦位置时焦外的洋葱圈影响及控制方式,否则每用一个非球面扣5分。

福德正神参赛作品请在2019年8月5日前,以ZAR格式保存,并附带ppt报告,发送到China@zemax.com。参赛作品必须由正版的Zemax软件设计完成。作品一经提交,等同于授权Zemax LLC公开使用该作品的全部内容。

参赛作品需注明学生组或专业组。学生组的参赛者需提供学生的身份证明(如学生证扫描件)。学生允许参加专业组的比赛。

本次大赛设置4名学生组优胜奖。

专业组一等奖1名,二等奖2名,三等奖3名。专业组会由Zemax China打分并邀请前6位选手到CIOE中国光博会现场进行路演。最终名次由作品得分(60%)和现场路演表现分(40%)构成。

*公差表参考美国知名加工商OPTIMAX的High Precision等级加工精度。

☆ 奖项设置

学生组 专业组

福德正神优胜奖3名,每人获得300元京东消费券。

福德正神获得优胜奖的学生可以进入Zemax China人才库,有机会获取在Zemax China的实习。

福德正神一等奖1名,奖金3000元

福德正神二等奖2名,奖金各2000元

福德正神三等奖3名,奖金各1000元

专业组会由Zemax China打分并邀请前6位选手到CIOE现场进行路演。最终名次由作品得分(60%)和现场路演表现分(40%)构成。

☆ 参赛流程

报名及审核 复选 路演 颁奖 颁奖

时间:2019.07.09-2019.08.12

福德正神大规模宣传,广泛邀请参与团体、企业、院校、个人、专家等,收集参赛项目。

福德正神时间:2019.08.12-2019.08.20

福德正神评选出入围参展企业和个人(15强),同时评出学生组优胜奖获奖选手。

福德正神时间:2019.09.05

福德正神在入围15强中选出前6强在CIOE现场进行路演,嘉宾现场打分,根据成绩评选出一等奖、二等奖、三等奖等奖项。

福德正神时间:2019.09.05

进行现场颁奖。

福德正神9月7日之后,协助入围项目后续服务跟踪和对接。大赛结果对外公布。

☆ 投稿方式

参赛作品请在2019年8月12日前,以ZAR格式保存,并附带ppt报告,发送到China@zemax.com福德正神。参赛作品必须由正版的Zemax软件设计完成。作品一经提交,等同于授权Zemax LLC公开使用该作品的全部内容。

每位参赛者需要在提交作品的同时提交一份参赛报名表(表格详见CIOE官网)。点击下载报名表格

参赛作品需注明学生组或专业组。学生组的参赛者需提供学生的身份证明(如学生证扫描件)。学生允许参加专业组的比赛。

☆ 报名及参赛咨询:

CIOE中国光博会 李先生 0755-88242551Zemax China 周小姐 021-62713200

☆ 【参赛须知】

1)报名参赛即同意按照活动规定时间参与比赛,否则视为自动放弃比赛资格;

2)所有参赛作品版权归参赛选手与Zemax LLC共同所有,Zemax LLC有权公示参赛作品细节。本次大赛只接受使用Zemax正式版所做的设计。如有任何疑问,请联系 China@zemax.com

3)每个参赛选手只能获得一个奖项,优胜奖限定在学生组。一、二、三等奖不可同时获得;

4)参赛作品如为多人合作所制作,需征求团队成员同意,并标注所有成员名字;

5)报名参赛即同意主办方享有无偿对参赛作品进行公开大赛宣传、报道、公布、署名等权利;

福德正神6)主办单位CIOE组委会及赞助商Zemax对本届设计大赛活动拥有最终解释权。