紧凑型变焦系统关键器件设计

发布时间：2023-08-03 18:27

　　近来,随着光学仪器的不断发展,变焦镜头在很多领域中得以广泛应用。变焦指得是在光学系统和光学成像中通过改变光学系统的焦距;变焦系统可实现连续的光学变焦、对不同物距的目标实现连续成像,在视频监控、电子设备和检测等领域中具有广阔的应用场景和发展潜力,如:智能手机、虚拟现实技术(VR)、增强现实技术(AR)等。目前,随着光学系统向小型化、扁平化发展的趋势日益明显,传统的变焦系统逐渐难以满足实际需求,新型的紧凑型变焦系统将成为当前的研究热点。本文从标量衍射基本理论模型出发,主要介绍了常用的标量衍射理论模型和三种常用的衍射光学元件,如:菲涅尔波带、光子筛和多台阶相位衍射元件;依据本课题紧凑型变焦关键器件的设计特点和要求,可选择使用标量衍射模型来进行变焦系统关键器件聚焦光场的分析;利用横向位移实现连续变焦的基本原理,研究提出了一种可调焦的扁平化位相波带片和一种复合型可调焦的光子筛衍射元件。本文的主要研究内容如下:分析了光学变焦系统的发展历程和研究现状,并进行了详尽的综述。从传统的纵向变焦系统开始,总结了光学变焦的基本原理和方法;然后,对比分析了有源变焦器件变焦、多摄像头变焦、横向变焦等变焦的系统优缺...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 变焦系统国内外发展概况
        1.2.1 常用的变焦原理
        1.2.2 变焦系统设计的挑战与面临的问题
    1.3 本论文的主要研究内容
第2章 横向变焦模型设计的基本理论
    2.1 引言
    2.2 衍射光场分析理论基础
        2.2.1 麦克斯韦电磁场理论
        2.2.2 矢量衍射模型
        2.2.3 标量衍射模型
    2.3 衍射光学元件设计原理
        2.3.1 菲涅尔波带片型衍射光学元件
        2.3.2 光子筛型衍射光学元件
        2.3.3 多台阶光学元件设计原理
    2.4 本章小结
第3章 横向变焦系统设计
    3.1 引言
    3.2 横向变焦的工作原理
    3.3 衍射光学变焦器件设计
        3.3.1 波带片型变焦器件设计方法
        3.3.2 光子筛型器件设计
    3.4 本章小结
第4章 横向变焦效果讨论与分析
    4.1 引言
    4.2 横向变焦器件仿真实验效果
        4.2.1 基于波带片的横向变焦仿真
        4.2.2 基于光子筛的横向变焦仿真
    4.3 基于空间光调制器的实验验证
    4.4 变焦系统误差分析
        4.4.1 对准误差分析
        4.4.2 色差特性研究
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3838585