随着社会的不断进步,人们对照相镜头的光学性能及成像质量的要求也越来越高。为了满足社会的需要,设计人员采用各种方法来提高镜头的光学性能及成像质量,其中,利用非球面透镜代替球面透镜是一种非常有效的方法之一。非球面透镜相对球面透镜具有更多的设计自由度,因而在镜头设计中更容易校正控制像差,从而提高镜头的光学性能和成像质量,简化镜头的结构。近年来,由于计算机技术和非球面加工、检测技术的不断进步,非球面在镜头设计中已经得到了越来越广泛的应用。本文将根据照相镜头的设计理论,利用ZEMAX设计软件,以非球面透镜代替球面透镜对初始结构进行优化设计,最终设计得到一个非球面双高斯镜头,该镜头的成像质量体现了非球面在镜头设计中的优势。本文共分五章。像差是贯穿整个镜头设计过程的核心问题,第一章介绍了像差的基本理论,包括七种初级像差和薄透镜初级像差理论。在第二章中,我们详细介绍了照相镜头的光学特性及结构特点。第三章主要介绍了照相镜头的基本结构及一般设计方法。在镜头设计过程中,我们一般是从专利文献或者手册资料中选择一定的基本结构作为初始结构,再根据需要对其加以改进,进行像差校正平衡,因此熟悉掌握各种基本结构的特点是很有必要的。第四章介绍非球面的基本知识,包括非球面的优点及制造方法,给出了非球面的数学表达及初级像差,分析了非球面位置的选择。第五章介绍了当前常用的光学设计CAD软件,设计出一个非球面双高斯镜头,该镜头的成像质量相比普通球面镜头有了大幅度提升,体现了非球面在照相镜头设计中的优越性。