鱼眼镜头光学系统是一种大视场角成像的光学系统，可以摄取普通镜头无法比拟的场景范围。随着信息化时代的到来，鱼眼镜头在导航、通信、机器视觉、微小智能系统等方面都获得了成功的应用。从鱼眼镜头的结构来说，由于孔径光阑之前若干组元具有数值很大的负光焦度，其外形通常是那种极度弯曲且凹向光阑的负弯月状，当孔径光阑中心点经过这样的前组逆向成像时，必然产生大量的光阑球差，因此计算光阑球差是设计这类系统不可缺少的一环。而这种负弯月状镜头，一般起压缩半视场角ω的作用，从而实现大角度成像的目的，所以这类镜头的参数的初始设计与分析也是非常有意义的。　　 本文具体研究内容如下：　　 1．介绍了鱼眼镜头特有的“非相似”成像的原理，以及分析了鱼眼镜头的物像关系和四种不同的投影成像模式的特点和适用场合，其中包括等距投影、等立体角投影、体视投影和正交投影。　　 2．阐述了鱼眼镜头光阑球差的定义，介绍并分析了几种国内外光阑球差的求解方法的优缺点，并且提出了两种光阑球差的求解方法，通过鱼眼镜头设计实例证明，得到了光阑球差的数值分布，具有很好的精度。　　 3.探索性分析了鱼眼镜头的前组光学系统的结构，主要是由几组负弯月状镜头组成。通过建立模型分析，得到了几个初始参数的限定公式。最后通过3个鱼眼镜头实例来说明推导出的限定公式的正确性和普遍性。　　 4.设计了一套180°鱼眼镜头的前组初始参数，满足了等距投影成像的特点，能够起到压缩光线以及视场角的作用，完成了设计的基本目的。