紧凑型大变倍比红外光学系统设计

发布时间：2018-02-09 09:25

  本文关键词： 连续变焦 大变倍比 红外技术 光学设计　出处：《红外与激光工程》2017年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对常用变焦结构在实现大变倍连续变焦时存在的各类问题,从变焦系统设计的基本理论出发,提出了一种可用于大变比光学系统设计的两级串联变倍模型,给出了相应的变焦方程及凸轮曲线设计的优化控制条件和方法。该模型由两组元连续变焦前组和具有变倍放大功能的二次成像后组串联组成,通过移动前组中的变倍组与补偿组实现一级变倍;通过移动补偿组与二次成像组中的二级变倍组,对前组焦距进行二级放大,扩大整个成像系统的变倍能力,同时,二次成像组还压缩了物镜口径,保证了冷阑匹配。完成了一个大变比连续变焦光学系统设计,该系统工作波段为3.7~4.8μm,采用640×480制冷型面阵探测器,像元大小15μm,F数恒定为4,可以实现6.5~455 mm、水平视角0.92°~58.2°、达70倍的连续变焦功能,仅采用了两种材料,十片透镜,总长300 mm,具有优良的成像质量和公差特性。
[Abstract]:In view of the various problems existing in the realization of large variable power continuous zoom in common zoom structures, a two stage series zoom model is proposed based on the basic theory of zoom system design, which can be used in the design of large variable ratio optical systems. The corresponding zoom equation and the optimal control condition and method of cam curve design are given. The model consists of two groups: continuous zoom front group and secondary imaging group with variable magnification function in series. By using the variable group and compensation group in the pre-moving group to realize the first-order variation, and through the second-order magnification group in the moving compensation group and the secondary imaging group, the focal length of the front group is amplified to enlarge the power of the whole imaging system, and at the same time, The secondary imaging group also compresses the aperture of the objective lens to ensure the cold aperture matching. A large variable ratio continuous zoom optical system is designed. The working band of the system is 3.740 渭 m, and the system is composed of 640 脳 480 cooled array detectors. With a constant pixel size of 15 渭 m F of 4, the pixel can achieve 6.5m 455mm, horizontal angle of view 0.92 掳/ 58.2 掳and continuous zoom function of 70 times. Only two kinds of materials, ten lenses with a total length of 300mm, are used, and they have excellent imaging quality and tolerance.
【作者单位】： 中国科学院西安光学精密机械研究所;中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所;
【基金】：中国科学院西部青年学者计划(Y629551213)
【分类号】：TN216

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本文编号：1497605