大变倍比连续变焦光学系统研究

发布时间：2021-07-27 14:10

　　本文首先建立了三组元连续变焦光学系统数学模型,利用该模型设计完成了两款大变倍比连续变焦光学系统。基于1920×1080高清成像芯片,设计完成了100x可见光连续变焦光学系统。该变焦光学系统的焦距为6⁶00mm,F/#为3⁹。该系统采用正组补偿式光学系统结构型式、三组元独立运动实现连续变焦。系统中均采用国产玻璃材料,极大降低了加工成本。文中对该系统的MTF、点列图、畸变等性能都进行了分析。在连续变焦过程中,传递函数曲线在中心视场处均接近于衍射极限,弥散斑尺寸均小于探测器的像元尺寸,最大畸变值小于9%。文中利用两种设计方法,完成了各动组凸轮曲线的优化设计和对比分析。最后得到的变焦凸轮曲线平滑无拐点、吻合程度高。上述结果分析表明该可见光连续变焦光学系统具有变倍比大、变焦轨迹平滑、分辨率高、成像质量好等优点。为证明该三组元变焦数学模型具有普遍适应性,基于640×512制冷型凝视焦平面探测器设计完成了80x中波红外连续变焦光学系统。该系统工作波段为3.7μm⁴.8μm,F数为4,焦距变化范围为9⁷40mm。利... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

瓦洛塔尔-30镜头

大变倍比连续变焦光学系统研究Transmission ratio >70%Number of spheres 8Number of diffractive 1

第一章 绪论焦系统的定义。同样对于红外变焦系统而言，复合式连续变焦系统利用二次成像的方法，将两个变焦光学系统拼接而成基本上解决了传统的变焦型式无法达到大变倍比的难题。目前已投入使用的利用复合变焦方式设计而成的红外长波变焦距系统的变倍比可以达到 180X，结构图如 1.6 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]20倍双组联动变焦距光学系统设计[J]. 李宏壮,张振铎.  光学学报. 2015(02)
[3]带增倍镜的红外变焦光学系统设计[J]. 王臻.  光学与光电技术. 2014(05)
[4]基于Excel与Pro/E的连续变焦镜头凸轮设计[J]. 周永峰,毛翠丽.  机械工程师. 2014(07)
[5]基于Matlab的变焦光学系统设计[J]. 高铎瑞,钟刘军,赵昭,付强,刘显著.  中国激光. 2014(04)
[6]高清晰大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 陈津津,金宁,周立钢,贾星蕊.  红外与激光工程. 2013(10)
[7]20×长波红外变焦光学系统设计[J]. 杜玉楠,牟达,刘莹莹,王文生.  红外技术. 2013(10)
[8]大变倍比中波红外变焦光学系统设计[J]. 李岩,张葆,洪永丰.  光学学报. 2013(04)
[9]大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 王海洋,李力,金宁,付艳鹏,李训牛.  红外与激光工程. 2013(02)
[10]宽波段、高分辨率折反式航摄物镜设计[J]. 张欣婷,刘如广,安志勇.  应用光学. 2012(06)

博士论文
[1]高变焦比中波红外连续变焦光学系统研究[D]. 周昊.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[2]大变倍比变焦距系统设计[D]. 蔡伟.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012

硕士论文
[1]3合1连续变倍数码显微系统的设计[D]. 陈艳婷.浙江大学 2015
[2]变焦安防、日夜共焦式光学系统设计及评价[D]. 杨欢丽.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[3]20倍变焦镜头结构设计[D]. 侯振岩.长春理工大学 2013
[4]焦距6-60mm变焦安防镜头设计[D]. 张齐元.长春理工大学 2013
[5]高变倍比中波红外变焦光学系统设计[D]. 高金红.长春理工大学 2013
[6]高变倍比宽光谱连续变焦镜头设计[D]. 吴喆明.天津理工大学 2013
[7]20倍数码变焦光学系统设计[D]. 张玉林.西安工业大学 2012
[8]8～24mm变焦目镜光学系统设计[D]. 崔占刚.长春理工大学 2012
[9]数码相机变焦距物镜设计[D]. 李洋.大连理工大学 2010
[10]中波红外变焦光学系统研究[D]. 王艳彬.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3305936