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紧凑式长波红外变焦光学系统设计
被引量：
1
1
作者
曹天皓
张继艳
+3 位作者
林正煜
孙丽婷
秦腾
申洋羽
《红外技术》
北大核心
2025年第5期553-562,共10页
为满足长波红外变焦光学系统结构紧凑的需求,利用线性双组联动连续变焦结构简化系统结构,设计了一款紧凑式长波红外变焦光学系统。本设计适用于384×288阵列的非制冷红外探测器,其像元尺寸为25μm采用4片单晶硅(Si)镜片,系统总长为1...
为满足长波红外变焦光学系统结构紧凑的需求,利用线性双组联动连续变焦结构简化系统结构,设计了一款紧凑式长波红外变焦光学系统。本设计适用于384×288阵列的非制冷红外探测器,其像元尺寸为25μm采用4片单晶硅(Si)镜片,系统总长为160 mm,工作波段为8~12μm,变焦范围为100~200 mm,视场角为3.42°~6.80°,F/#恒定为1.4。本设计引入一个二元衍射面实现无热化设计并消除二级光谱像差;引入一个圆锥面和一个偶次非球面平衡长焦距、大孔径所带来的球差和色差。设计结果显示,该系统结构紧凑,系统在-40℃~60℃的温度范围内均可实现品质良好的红外热成像,全视场范围内调制传递函数在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均大于0.3。变焦凸轮曲线无拐点,公差分析结果具有良好的可加工性。
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关键词
光学设计
长波红外
变
焦
镜头
线性双组联动连续变焦
紧凑式设计
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职称材料
大倍率红外连续变焦系统双电机控制技术研究
被引量：
5
2
作者
陈秀萍
张栓民
+1 位作者
孙婷
焦明印
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期754-757,共4页
采用双电机联动控制变倍组与补偿组的变焦方案替代传统的曲线套筒,实现了采用全透射式结构型式,相对口径为1/4,焦距变化范围为342.76mm^13.15mm连续变焦光学镜头的机械补偿式变焦。将变倍组设计成步进模式,作匀速运动,补偿组设计成位置...
采用双电机联动控制变倍组与补偿组的变焦方案替代传统的曲线套筒,实现了采用全透射式结构型式,相对口径为1/4,焦距变化范围为342.76mm^13.15mm连续变焦光学镜头的机械补偿式变焦。将变倍组设计成步进模式,作匀速运动,补偿组设计成位置跟踪模式,按凸轮曲线作变速运动,采用双电机全数字伺服控制凸轮(CAM)算法,将光学设计计算的变倍镜和补偿镜位置对应关系转变为对应的脉冲数输入到CAM表中,从而确定2个不同运动速度轴之间的位置对应关系。试验结果表明:双电机控制的变倍组和补偿组位置分辨率达到0.18μm,光轴一致性水平方向达到1.9′,垂直方向达到1.3′。
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关键词
红外
连续
变
焦
双
电机控制
变
倍
组
补偿
组
步进模式
位置跟踪模式
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职称材料
紧凑低成本非制冷长波红外连续变焦光学设计
被引量：
5
3
作者
唐晗
郑万祥
+6 位作者
曾兴容
杨丹
周春芬
曹凌
徐曼
李洪兵
杨开宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期182-192,共11页
随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因...
随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因此设计一款总长短、质量轻、成本低、性能高的非制冷长波红外连续变焦光学系统将具有广阔的市场前景。非制冷长波红外连续变焦光学因相对孔径大、光学材料种类少等因素存在系统小型化和无热化设计难题,通过采用变F#设计方法约束物镜尺寸;利用三组联动变焦技术平衡像差、压缩系统总长;通过主动补偿的消热差技术使得系统在-40~+60℃温度范围成像质量良好,实现四片透镜构成的非制冷长波红外连续变焦光学系统设计。该系统工作波段为8~12μm,焦距变化范围为20.7~126 mm,对应F#为1.05~1.2,视场变化范围为21°×16.8°~3.5°×2.8°,变倍比为6.0×,最大物镜直径116 mm,光学系统总长180 mm,光学零件总质量418 g。该光学系统具有轻小型、高性能、低成本等SWaP-C特征,将在无人装备平台及手持热像仪设备中得到广泛应用。
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关键词
非制冷长波红外
连续
变
焦
光学系统
变
F#设计
三
组
联动
变
焦
无热化
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职称材料
题名
紧凑式长波红外变焦光学系统设计
被引量：
1
1
作者
曹天皓
张继艳
林正煜
孙丽婷
秦腾
申洋羽
机构
厦门理工学院光电与通信工程学院
出处
《红外技术》
北大核心
2025年第5期553-562,共10页
基金
福建省自然科学基金(2022J011272)
厦门市科技计划项目(项目编号2023CXY0402)。
文摘
为满足长波红外变焦光学系统结构紧凑的需求,利用线性双组联动连续变焦结构简化系统结构,设计了一款紧凑式长波红外变焦光学系统。本设计适用于384×288阵列的非制冷红外探测器,其像元尺寸为25μm采用4片单晶硅(Si)镜片,系统总长为160 mm,工作波段为8~12μm,变焦范围为100~200 mm,视场角为3.42°~6.80°,F/#恒定为1.4。本设计引入一个二元衍射面实现无热化设计并消除二级光谱像差;引入一个圆锥面和一个偶次非球面平衡长焦距、大孔径所带来的球差和色差。设计结果显示,该系统结构紧凑,系统在-40℃~60℃的温度范围内均可实现品质良好的红外热成像,全视场范围内调制传递函数在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均大于0.3。变焦凸轮曲线无拐点,公差分析结果具有良好的可加工性。
关键词
光学设计
长波红外
变
焦
镜头
线性双组联动连续变焦
紧凑式设计
Keywords
optical design
long wave infrared
zoom lens
linear double linkage continuous zoom
compact design
分类号
TB851.1 [一般工业技术—摄影技术]
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职称材料
题名
大倍率红外连续变焦系统双电机控制技术研究
被引量：
5
2
作者
陈秀萍
张栓民
孙婷
焦明印
机构
西安应用光学研究所
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期754-757,共4页
文摘
采用双电机联动控制变倍组与补偿组的变焦方案替代传统的曲线套筒,实现了采用全透射式结构型式,相对口径为1/4,焦距变化范围为342.76mm^13.15mm连续变焦光学镜头的机械补偿式变焦。将变倍组设计成步进模式,作匀速运动,补偿组设计成位置跟踪模式,按凸轮曲线作变速运动,采用双电机全数字伺服控制凸轮(CAM)算法,将光学设计计算的变倍镜和补偿镜位置对应关系转变为对应的脉冲数输入到CAM表中,从而确定2个不同运动速度轴之间的位置对应关系。试验结果表明:双电机控制的变倍组和补偿组位置分辨率达到0.18μm,光轴一致性水平方向达到1.9′,垂直方向达到1.3′。
关键词
红外
连续
变
焦
双
电机控制
变
倍
组
补偿
组
步进模式
位置跟踪模式
Keywords
infrared zoom lens
double-motor control
zooming lens group
compensating lensgroup
stepping mode
position tracking model
分类号
TN216 [电子电信—物理电子学]
在线阅读
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职称材料
题名
紧凑低成本非制冷长波红外连续变焦光学设计
被引量：
5
3
作者
唐晗
郑万祥
曾兴容
杨丹
周春芬
曹凌
徐曼
李洪兵
杨开宇
机构
昆明物理研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期182-192,共11页
基金
国家重点研发计划(0701200)。
文摘
随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因此设计一款总长短、质量轻、成本低、性能高的非制冷长波红外连续变焦光学系统将具有广阔的市场前景。非制冷长波红外连续变焦光学因相对孔径大、光学材料种类少等因素存在系统小型化和无热化设计难题,通过采用变F#设计方法约束物镜尺寸;利用三组联动变焦技术平衡像差、压缩系统总长;通过主动补偿的消热差技术使得系统在-40~+60℃温度范围成像质量良好,实现四片透镜构成的非制冷长波红外连续变焦光学系统设计。该系统工作波段为8~12μm,焦距变化范围为20.7~126 mm,对应F#为1.05~1.2,视场变化范围为21°×16.8°~3.5°×2.8°,变倍比为6.0×,最大物镜直径116 mm,光学系统总长180 mm,光学零件总质量418 g。该光学系统具有轻小型、高性能、低成本等SWaP-C特征,将在无人装备平台及手持热像仪设备中得到广泛应用。
关键词
非制冷长波红外
连续
变
焦
光学系统
变
F#设计
三
组
联动
变
焦
无热化
Keywords
uncooled long-wave infrared
continuous zoom optical system
variable F#design
three groups of linkage zoom
athermalization
分类号
TN216 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
紧凑式长波红外变焦光学系统设计
曹天皓
张继艳
林正煜
孙丽婷
秦腾
申洋羽
《红外技术》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
大倍率红外连续变焦系统双电机控制技术研究
陈秀萍
张栓民
孙婷
焦明印
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
3
紧凑低成本非制冷长波红外连续变焦光学设计
唐晗
郑万祥
曾兴容
杨丹
周春芬
曹凌
徐曼
李洪兵
杨开宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023
5
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