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多运动组共轨型紧凑变焦光学系统
1
作者
谢佳儀
王治乐
+2 位作者
于东辉
王泽奇
黄莉雯
《光学精密工程》
北大核心
2025年第11期1713-1721,共9页
传统变焦系统广泛运用的机械补偿型变焦结构在一定程度上存在总长较大、结构笨重的问题,难以符合小型化设备对光学系统体积和质量的严格约束。为了解决上述问题,讨论了多运动组变焦系统稳定成像原理,提出了一种基于多运动组共轨型结构...
传统变焦系统广泛运用的机械补偿型变焦结构在一定程度上存在总长较大、结构笨重的问题,难以符合小型化设备对光学系统体积和质量的严格约束。为了解决上述问题,讨论了多运动组变焦系统稳定成像原理,提出了一种基于多运动组共轨型结构的紧凑变焦光学系统模型,以五组元变焦系统为设计载体,详细阐述了从设计指标制定到高斯解分析再到优化方案的完整设计流程,并通过性能评估验证了设计结果的有效性。设计结果表明:该系统采用3片玻璃透镜与7片塑料透镜组合,用69 mm总长实现了23~69 mm三倍连续变焦,其中F数为2.4~4.5,像高为8.49 mm,工作波段为435~650 nm,系统质量控制在30 g以内,全视场全焦段成像质量优良,变焦曲线平滑无拐点。该多运动组共轨型紧凑变焦光学系统设计模型在固定行程条件下扩大了单个运动组元的有效移动范围,在压缩变焦系统轴向尺寸的同时,保障了连续变焦过程中的像质稳定性,为实现变焦光学系统的紧凑型设计目标提供了有效路径。此外,通过透镜材料玻塑混合配置方案实现了系统的轻量化。
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关键词
光学
设计
连续变焦
多运动组
紧凑型光学系统
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职称材料
轻薄型折反式中波红外超焦距成像镜头设计
2
作者
张乐函
贾大功
+5 位作者
朱猛
汪硕
李宇海
解娜
王君光
张红霞
《红外技术》
2025年第9期1093-1099,共7页
随着光电成像技术在无人机系统和目标识别领域的深入发展,轻薄紧凑的光学系统已成为研究热点。针对无人机系统对小型化高清红外探测系统的迫切需求,本文分析了环形折反式结构的景深理论,并在此基础上设计了一款应用于中红外波段,面向中...
随着光电成像技术在无人机系统和目标识别领域的深入发展,轻薄紧凑的光学系统已成为研究热点。针对无人机系统对小型化高清红外探测系统的迫切需求,本文分析了环形折反式结构的景深理论,并在此基础上设计了一款应用于中红外波段,面向中远距离探测,超焦距对焦的轻薄型折反式镜头。为了实现单片式小型化的结构,镜头采用硒化锌材料和高次非球面设计,有效矫正了像差,极大减小了系统长度和体积,可以在不变焦的情况下实现大范围、快速成像。结果表明,该镜头外口径为50.00 mm,有效焦距为43.08 mm,最大厚度仅为23.70 mm,在195.12 m至无限远的景深范围内具有良好的成像质量,实现了中波红外探测系统的小型化设计。该中波红外折反式镜头具有结构紧凑、抗振动、探测范围广、分辨率高等优点,有效解决了传统红外定焦系统探测范围小、结构复杂的问题,可以满足新一代轻薄红外探测系统的需求。
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关键词
紧凑型光学系统
环形折反式镜头
景深
非球面
中波红外
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职称材料
题名
多运动组共轨型紧凑变焦光学系统
1
作者
谢佳儀
王治乐
于东辉
王泽奇
黄莉雯
机构
哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所动态光学成像与测量国家重点实验室
出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第11期1713-1721,共9页
基金
航空科学基金资助项目(No.20220001077001)。
文摘
传统变焦系统广泛运用的机械补偿型变焦结构在一定程度上存在总长较大、结构笨重的问题,难以符合小型化设备对光学系统体积和质量的严格约束。为了解决上述问题,讨论了多运动组变焦系统稳定成像原理,提出了一种基于多运动组共轨型结构的紧凑变焦光学系统模型,以五组元变焦系统为设计载体,详细阐述了从设计指标制定到高斯解分析再到优化方案的完整设计流程,并通过性能评估验证了设计结果的有效性。设计结果表明:该系统采用3片玻璃透镜与7片塑料透镜组合,用69 mm总长实现了23~69 mm三倍连续变焦,其中F数为2.4~4.5,像高为8.49 mm,工作波段为435~650 nm,系统质量控制在30 g以内,全视场全焦段成像质量优良,变焦曲线平滑无拐点。该多运动组共轨型紧凑变焦光学系统设计模型在固定行程条件下扩大了单个运动组元的有效移动范围,在压缩变焦系统轴向尺寸的同时,保障了连续变焦过程中的像质稳定性,为实现变焦光学系统的紧凑型设计目标提供了有效路径。此外,通过透镜材料玻塑混合配置方案实现了系统的轻量化。
关键词
光学
设计
连续变焦
多运动组
紧凑型光学系统
Keywords
optical design
continuous zoom
multiple moving groups
compact optical system
分类号
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
轻薄型折反式中波红外超焦距成像镜头设计
2
作者
张乐函
贾大功
朱猛
汪硕
李宇海
解娜
王君光
张红霞
机构
天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室
出处
《红外技术》
2025年第9期1093-1099,共7页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFF0706003)
国家自然科学基金(U1813207,61875152)
+2 种基金
天津市科技支撑计划重点项目(20YFZCSY00390)
电磁空间安全全国重点实验室开放基金课题(2021JCJQLB055013)
五〇二所空间驱动与操控机构专业实验室开放基金课题(202101)。
文摘
随着光电成像技术在无人机系统和目标识别领域的深入发展,轻薄紧凑的光学系统已成为研究热点。针对无人机系统对小型化高清红外探测系统的迫切需求,本文分析了环形折反式结构的景深理论,并在此基础上设计了一款应用于中红外波段,面向中远距离探测,超焦距对焦的轻薄型折反式镜头。为了实现单片式小型化的结构,镜头采用硒化锌材料和高次非球面设计,有效矫正了像差,极大减小了系统长度和体积,可以在不变焦的情况下实现大范围、快速成像。结果表明,该镜头外口径为50.00 mm,有效焦距为43.08 mm,最大厚度仅为23.70 mm,在195.12 m至无限远的景深范围内具有良好的成像质量,实现了中波红外探测系统的小型化设计。该中波红外折反式镜头具有结构紧凑、抗振动、探测范围广、分辨率高等优点,有效解决了传统红外定焦系统探测范围小、结构复杂的问题,可以满足新一代轻薄红外探测系统的需求。
关键词
紧凑型光学系统
环形折反式镜头
景深
非球面
中波红外
Keywords
compact optical system
annular folded lens
depth of field
aspherical surface
mid-infrared
分类号
O439 [理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多运动组共轨型紧凑变焦光学系统
谢佳儀
王治乐
于东辉
王泽奇
黄莉雯
《光学精密工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
轻薄型折反式中波红外超焦距成像镜头设计
张乐函
贾大功
朱猛
汪硕
李宇海
解娜
王君光
张红霞
《红外技术》
2025
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职称材料
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