长焦距大变倍比中波红外变焦距系统设计 被引量：15

1

作者 江伦 黄玮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1867-1871,共5页

为实现红外连续变焦距系统变倍比大、焦距长和系统结构简单的需求,在光学系统中引入衍射元件(DOE),设计了一套3.7～4.8μm波段折/衍混合连续变焦光学系统。该系统突破了传统折射式中波红外变焦系统难以同时满足变倍比大、焦距长、系统... 为实现红外连续变焦距系统变倍比大、焦距长和系统结构简单的需求,在光学系统中引入衍射元件(DOE),设计了一套3.7～4.8μm波段折/衍混合连续变焦光学系统。该系统突破了传统折射式中波红外变焦系统难以同时满足变倍比大、焦距长、系统结构简单等要求的局限,其变倍比为20×,可在35～700mm焦距范围内连续变焦,仅包含6片透镜和2片平面反射镜。在空间频率17lp/mm处,系统在全焦距范围内调制传递函数MTF>0.5;变焦过程中系统弥散斑直径均方根值小于20μm,表明该系统成像质量良好。 展开更多

关键词 中波红外 衍射元件 变焦距系统 光学设计

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四反射镜红外变焦距系统设计 被引量：4

2

作者 张庭成 刘莉萍 +1 位作者 常军 王涌天 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期196-200,共5页

介绍了一种相对简单的、基于赛德尔像差理论的四反射镜机械补偿红外变焦距系统的光学设计方法.该方法的实现包括对单个反射镜成像规律的研究、变焦系统机械补偿的概念以及反射变焦系统赛德尔像差系数解析表达式的推导.该方法的优点在于... 介绍了一种相对简单的、基于赛德尔像差理论的四反射镜机械补偿红外变焦距系统的光学设计方法.该方法的实现包括对单个反射镜成像规律的研究、变焦系统机械补偿的概念以及反射变焦系统赛德尔像差系数解析表达式的推导.该方法的优点在于,通过求解赛德尔像差方程组可以得到系统的初始结构参数,如各个镜子的曲率半径和间隔等.两个设计实例的结果表明,这种设计方法在设计大变倍比红外反射变焦系统时是可行的. 展开更多

关键词 机械补偿 红外反射变焦距系统 赛德尔像差理论 结构参数

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中波红外变焦距系统的光学设计 被引量：52

3

作者 张良 《应用光学》 CAS CSCD 2006年第1期32-34,共3页

由于红外探测系统具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强，能在一定程度上识别伪装目标，且设备体积小、重量轻、功耗低等特点，在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察和红外制导等方面。近年来，随着红外光学技术的长足发展及其... 由于红外探测系统具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强，能在一定程度上识别伪装目标，且设备体积小、重量轻、功耗低等特点，在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察和红外制导等方面。近年来，随着红外光学技术的长足发展及其实际应用范围的不断扩展，对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。本文介绍了一种采用凝视型焦平面阵列探测器的中波红外变焦光学系统的设计，该系统利用了反射镜的折叠光路，其工作波长范围为3～5μm，变倍比为20：1。最后用CODEV光学设计软件对其像质进行了评价。 展开更多

关键词 红外光学 变焦距系统 光学设计 像质

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变焦距系统高斯解优化的研究 被引量：6

4

作者 李晓彤 何国雄 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 1993年第1期122-127,共6页

本文提出了变焦距系统高斯解优化设计的评价函数,据此在IBM—Pc/XT机上编制了相应的程序并作了实例计算。

关键词 变焦距系统 高斯解 最佳化

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变焦距系统设计的快速求解 被引量：21

5

作者 梁来顺 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第1期17-20,共4页

变焦距光学系统已经在各种光学仪器上获得了广泛的应用 ,一些新的设计思想也层出不穷。本文介绍的变焦距系统设计的快速求解方法可以贯穿到变焦距镜头设计的全过程 ,还可以应用到光学系统的初始求解、设计过程中的抽样计算、设计数据的... 变焦距光学系统已经在各种光学仪器上获得了广泛的应用 ,一些新的设计思想也层出不穷。本文介绍的变焦距系统设计的快速求解方法可以贯穿到变焦距镜头设计的全过程 ,还可以应用到光学系统的初始求解、设计过程中的抽样计算、设计数据的校对和审核、结构设计中驱动凸轮曲线的求解、外观设计等。本文列举的计算实例说明 ,这种快速求解对完成一项设计具有很多方便。 展开更多

关键词 变焦距光学系统 运动组元 变焦距函数 求解

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变焦距系统像点漂移的研究 被引量：2

6

作者 黄玮 《光学机械》 CSCD 1991年第2期16-19,共4页

本文系统的分析和论证了变焦距系统像点漂移产生的原因;比较了不同结构形式和倍率选段的变焦距系统对像点漂移量的影响,为跟踪测量变焦距系统设计初步选型提供了客观依据;给出一种具有实际意义的校正变焦距系统像点漂移的有效方法;提出... 本文系统的分析和论证了变焦距系统像点漂移产生的原因;比较了不同结构形式和倍率选段的变焦距系统对像点漂移量的影响,为跟踪测量变焦距系统设计初步选型提供了客观依据;给出一种具有实际意义的校正变焦距系统像点漂移的有效方法;提出了以像点漂移允差为依据制定变焦距系统光学元件中心偏差公差的方法和制定机械结构一些相关公差的参考依据。 展开更多

关键词 变焦距系统 像点 漂移

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变焦距系统像点漂移的校正

7

作者 黄玮 《光学机械》 CSCD 1990年第4期9-14,共6页

关键词 变焦距系统 像点 漂移 几何光学

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变焦距光学系统降低公差灵敏度的方法 被引量：11

8

作者 赵阳 巩岩 胡宜宁 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期121-125,共5页

针对高分辨力CCD探测器(1 k×1 k,6.3μm×6.3μm),确定了一个可见光波段连续变焦光学系统,传递函数(MTF)接近衍射极限。本文通过公差分析可知前固定组和变倍组的公差灵敏度非常高,对加工和装调提出了苛刻的要求。该方法根据设... 针对高分辨力CCD探测器(1 k×1 k,6.3μm×6.3μm),确定了一个可见光波段连续变焦光学系统,传递函数(MTF)接近衍射极限。本文通过公差分析可知前固定组和变倍组的公差灵敏度非常高,对加工和装调提出了苛刻的要求。该方法根据设置前固定组轴向移动补偿和焦面轴向补偿来降低前固定组的公差灵敏度和提高系统成像质量,并分析了前固定组轴向补偿机械结构的可行性。通过分析公差灵敏度产生的原因,提出对敏感表面上的入射角进行合理优化设计以有效降低公差灵敏度。实验结果表明,在不增加成本的前提下降低加工和装调难度,提高系统整体性能。 展开更多

关键词 变焦距系统 高分辨力 公差灵敏度 角度优化 轴向补偿

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长焦距大口径连续变焦距光学系统 被引量：12

9

作者 田铁印 王红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2369-2374,共6页

为了实现对远距离目标的实时跟踪与测量,设计了口径为650 mm,焦距为5 000～2 000 mm的连续变焦距光学系统.提出了牛顿式折反射光学系统与倒置的连续变焦距光学系统组合的设计方法,实现了光瞳的合理匹配与对接.确定了合适的入瞳位置,消... 为了实现对远距离目标的实时跟踪与测量,设计了口径为650 mm,焦距为5 000～2 000 mm的连续变焦距光学系统.提出了牛顿式折反射光学系统与倒置的连续变焦距光学系统组合的设计方法,实现了光瞳的合理匹配与对接.确定了合适的入瞳位置,消除了变焦过程中像面容易产生的鬼像.通过合理匹配主系统和变焦距系统的光焦度,使得二级光谱最小化.运用CODEV软件对各焦距位置的像差进行优化与平衡,使变焦距光学系统在各焦距位置的像差均得到校正与平衡,像面保持严格的一致性,从而各焦距位置成像质量良好.实验显示该系统全视场平均传递函数均在0.524以上（Nyquist频率：35 lp/mm）,满足使用要求. 展开更多

关键词 连续变焦距光学系统 折反射光学系统 光学设计 像质

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靶场光学测量中的变焦距光学系统 被引量：9

10

作者 李零印 王一凡 王骥 《中国光学》 EI CAS 2011年第3期240-246,共7页

变焦距光学系统通过调整光学系统参数,改变光学系统的焦距来保证光学系统动态成像的需求。本文从变焦距光学系统的基本原理出发,简单描述了光学补偿与机械补偿变焦光学系统的设计,阐述了常见变焦距光学系统的类型与结构。指出了传统变... 变焦距光学系统通过调整光学系统参数,改变光学系统的焦距来保证光学系统动态成像的需求。本文从变焦距光学系统的基本原理出发,简单描述了光学补偿与机械补偿变焦光学系统的设计,阐述了常见变焦距光学系统的类型与结构。指出了传统变焦距光学系统存在的问题,结合DSP和步进电机在变焦距光学系统中的最新应用,概述了靶场光测设备的变焦距光学系统的最新动态,分析了电机直传技术在靶场光测设备应用的可行性,意在为新一代数字变焦光学系统提供理论参考。 展开更多

关键词 变焦距光学系统 靶场 DSP 步进电机

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变焦距物镜高斯光学参数的求解 被引量：22

11

作者 李林 王涌天 +1 位作者 张丽琴 黄一帆 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期424-427,共4页

针对变焦距物镜设计中高斯光学参数求解的难点,利用几何光学和乘子罚函数法对单变倍组与单补偿组、双组连动和多组元全动型等变焦距系统的高斯光学参数求解进行了研究,给出了系统高斯光学参数的求解方法.给出的计算方法不仅可用于求解... 针对变焦距物镜设计中高斯光学参数求解的难点,利用几何光学和乘子罚函数法对单变倍组与单补偿组、双组连动和多组元全动型等变焦距系统的高斯光学参数求解进行了研究,给出了系统高斯光学参数的求解方法.给出的计算方法不仅可用于求解多组元全动型系统的高斯光学参数,对简单系统的变焦参数求解也有效. 展开更多

关键词 变焦距系统 高斯光学参数 变倍组 补偿组 罚函数

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连续变焦距镜头结构设计及焦距实时输出分析 被引量：14

12

作者 乔健 曹立华 +2 位作者 崔爽 施龙 张磊 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期521-524,共4页

机械补偿式变焦距镜头以其自身的优点受到了广泛的关注和应用。介绍机械补偿式三组元连续变焦系统的基本工作原理及组成,根据实际使用要求,设计出保证变倍过程中变倍组和补偿组按一定函数规律运动的圆柱凸轮结构、导向机构及相应的加工... 机械补偿式变焦距镜头以其自身的优点受到了广泛的关注和应用。介绍机械补偿式三组元连续变焦系统的基本工作原理及组成,根据实际使用要求,设计出保证变倍过程中变倍组和补偿组按一定函数规律运动的圆柱凸轮结构、导向机构及相应的加工工艺,从变倍运动方程和设计的变焦结构形式出发,分析变焦过程中焦距实时输出的实现方法和存在的问题,并提出相应的解决措施,对焦距值实时输出精度的提高以及变焦距镜头的设计和装调具有借鉴作用。 展开更多

关键词 变焦距系统 机械补偿 凸轮机构 焦距实时输出

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折射/衍射混合长波红外连续变焦光学系统设计 被引量：5

13

作者 王保华 刘英 +3 位作者 孙强 王媛媛 张建忠 姜洋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期148-153,共6页

为了提高图像的分辨率,提高红外系统的探测距离和探测精度,满足多种条件下的使用要求,基于最新的非制冷型384×288凝视型焦平面阵列探测器,设计了折射/衍射混合长波红外连续变焦光学系统。系统工作波长为8～12μm,F数1.5,变倍比25:... 为了提高图像的分辨率,提高红外系统的探测距离和探测精度,满足多种条件下的使用要求,基于最新的非制冷型384×288凝视型焦平面阵列探测器,设计了折射/衍射混合长波红外连续变焦光学系统。系统工作波长为8～12μm,F数1.5,变倍比25:1。设计过程中,系统引入衍射面构成折/衍射混合结构,校正色差和高级像差,减少了透镜的使用数量,简化了系统结构。最后利用CODE V光学设计软件进行了优化设计和像质评价,设计结果表明,系统在探测器的Nyquist频率(20 lp/mm)处,所有变焦距位置和视场的MTF值均大于0.4,接近系统的衍射极限。系统具有变倍比大、分辨率高、像质好、结构简单等特点,可应用于众多光电探测领域。 展开更多

关键词 变焦距系统 光学设计 红外光学 衍射光学

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变焦系统凸轮曲线的优化设计 被引量：23

14

作者 陈鑫 付跃刚 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第1期45-47,共3页

由于变焦系统凸轮曲线的的质量直接影响像质,因此从实际应用出发,以变焦方程和动态光学原理为依据,结合实际工作中需要设计的变焦镜头,通过对变焦系统高斯计算的过程进行分析,指出影响凸轮曲线的主要因素为变倍组和补偿组的焦距以及二... 由于变焦系统凸轮曲线的的质量直接影响像质,因此从实际应用出发,以变焦方程和动态光学原理为依据,结合实际工作中需要设计的变焦镜头,通过对变焦系统高斯计算的过程进行分析,指出影响凸轮曲线的主要因素为变倍组和补偿组的焦距以及二者的间隔。针对3个参量之间的对应关系进行讨论,提出了优化凸轮曲线的方法。 展开更多

关键词 变焦距系统 凸轮曲线 光学设计 优化设计

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长波红外连续变焦光学系统的设计 被引量：20

15

作者 张良 刘红霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1279-1281,1309,共4页

红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标的优点,在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察以及红外制导等方面。近年来,随着红外光学技术的长足发展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。针对... 红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标的优点,在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察以及红外制导等方面。近年来,随着红外光学技术的长足发展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。针对320×256凝视型焦平面阵列探测器,设计了长波红外连续变焦光学系统。其工作波长范围为8～12μm,F数为2.5,变倍比为10:1。并用光学设计软件CODE V进行了仿真计算和像质评价,系统在空间频率16 lp/mm处,全焦距范围内调制传递函数在0.35以上,接近衍射极限。设计结果表明,长波连续变焦红外光学系统具有变倍比大、分辨率高、体积小、像质好等特点,可应用于众多光电探测领域。 展开更多

关键词 红外光学 变焦距系统 光学设计

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非制冷高变倍比连续变焦光学系统的设计 被引量：5

16

作者 张良 刘红霞 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期250-254,共5页

针对长波非制冷氧化钒320×240像元焦平面阵列探测器,像元间距25μm×25μm,采用变焦距光学系统设计原理,引入非球面和衍射面设计技术进行像差平衡,设计了长波红外连续变焦光学系统。该系统工作波段为8μm～12μm,视场为2.86
... 针对长波非制冷氧化钒320×240像元焦平面阵列探测器,像元间距25μm×25μm,采用变焦距光学系统设计原理,引入非球面和衍射面设计技术进行像差平衡,设计了长波红外连续变焦光学系统。该系统工作波段为8μm～12μm,视场为2.86°～50°连续可变,F数为1.2,变倍比为18∶1,在整个变焦范围内,光学调制传递函数在0.5以上,接近衍射极限,并且全视场能量70%集中在探测器的一个像元内。整个变焦光学系统仅使用一种红外材料(单晶锗)进行像差矫正。 展开更多

关键词 非制冷 变焦距系统 光学设计

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正组补偿变焦距镜头的焦距输出函数 被引量：4

17

作者 金春水 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第4期11-15,共5页

用于精密跟踪测量的变焦距镜头不同于普通的变焦距镜头，要求其在变信过程中实时输出高精度的系统焦距值。本文从几何光学理论出发，并结合实际变焦距镜头的参数，讨论了二组元大变倍比正组补偿交焦距镜头的焦距输出函数，可避免对变焦... 用于精密跟踪测量的变焦距镜头不同于普通的变焦距镜头，要求其在变信过程中实时输出高精度的系统焦距值。本文从几何光学理论出发，并结合实际变焦距镜头的参数，讨论了二组元大变倍比正组补偿交焦距镜头的焦距输出函数，可避免对变焦距镜头实际焦距的逐点标定工作． 展开更多

关键词 正组补偿变焦距镜头 变焦距系统 焦距函数 电视测量系统 图像处理 精密加工

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基于ZEMAX二组运动变焦系统凸轮曲线优化 被引量：8

18

作者 林明发 余晓芬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期60-63,共4页

凸轮曲线优化是机械补偿变焦距光学系统后期设计的一个重要环节。只有沿着准确的凸轮曲线控制变焦距系统的活动组份,才能保证有稳定良好的像质。本文提出一种基于ZEMAX的凸轮曲线优化设计新方法。该方法利用ZEMAX宏语言编写变焦距系统... 凸轮曲线优化是机械补偿变焦距光学系统后期设计的一个重要环节。只有沿着准确的凸轮曲线控制变焦距系统的活动组份,才能保证有稳定良好的像质。本文提出一种基于ZEMAX的凸轮曲线优化设计新方法。该方法利用ZEMAX宏语言编写变焦距系统凸轮曲线设计程序,得到变倍组和补偿组之间准确的相对位移关系。同时,该程序能够计算出随着光学系统焦距变化的像斑尺寸连续变化曲线,实现在设计凸轮曲线的同时,随着焦距的连续变化,实时了解光学系统综合像质走向。此举对凸轮曲线的合理性提供了至关重要的佐证。 展开更多

关键词 ZEMAX ZPL 变焦距系统 凸轮曲线优化设计 变焦显微镜

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AOTF光谱相机前置变焦光学系统设计 被引量：3

19

作者 赵昭 安志勇 +3 位作者 高铎瑞 王劲松 蔡红星 钟刘军 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期580-585,共6页

基于声光可调谐(AOTF)光谱相机的技术指标和性能要求,采用机械正组补偿方式,实现了10×可见光波段连续变焦光学系统的设计。详细介绍各组元的光焦度分配和初始结构的计算过程,并用Zemax光学软件进行设计,对设计结果进行了像质评价... 基于声光可调谐(AOTF)光谱相机的技术指标和性能要求,采用机械正组补偿方式,实现了10×可见光波段连续变焦光学系统的设计。详细介绍各组元的光焦度分配和初始结构的计算过程,并用Zemax光学软件进行设计,对设计结果进行了像质评价和像差分析,并对凸轮曲线进行求解。设计和分析结果表明:该系统在0.38μm^0.7μm波段实现了30mm^300mm连续变焦,在空间频率50lp/mm处调制传递函数(MTF)值最大达到0.7。该系统可工作在可见光波段,具有变倍比大、变焦曲线平滑的特点,能够满足光谱相机的成像要求。 展开更多

关键词 光学设计 变焦距光学系统 初始结构参数 声光可调谐滤波器

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中红外AOTF前置光谱相机折/衍射混合变焦光学系统

20

作者 赵昭 王劲松 +1 位作者 高铎瑞 安志勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期42-48,共7页

设计了基于AOTF器件的中波红外光谱相机前置变焦系统，针对AOTF器件和探测器的特性，系统采用折/衍射混合设计，用6片透镜即实现了25~300 mm连续12×变焦，并用ZEMAX软件对则汇集结果进行优化和像质评价。结果表明，该光学系统各个... 设计了基于AOTF器件的中波红外光谱相机前置变焦系统，针对AOTF器件和探测器的特性，系统采用折/衍射混合设计，用6片透镜即实现了25~300 mm连续12×变焦，并用ZEMAX软件对则汇集结果进行优化和像质评价。结果表明，该光学系统各个波段上在空间频率14 lp/mm处调制传递函数（MTF）值接近衍射极限，能量集中度大于90%。可用于大多情况下中红外光谱成像分析以及中红外的目标探测及识别。 展开更多

关键词 光学设计 变焦距光学系统 声光可调谐滤波器 光谱相机 红外光学系统

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