【摘要】：變焦距光學(xué)系統(tǒng)可以實現(xiàn)在相機位置不變的情況下獲得不同比例的圖像。因此,其在軍用與民用領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。隨著對變焦距光學(xué)系統(tǒng)的需求逐步增加,在一些工作場景中,例如航空航天、晝夜一體監(jiān)控設(shè)備等領(lǐng)域,人們對變焦距光學(xué)系統(tǒng)提出了新的要求,包括小型化、高成像質(zhì)量、更寬的工作波段等。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這種寬波段共焦面變焦距光學(xué)系統(tǒng)的小型化,同時提高成像質(zhì)量,本文采用多組變倍的變焦距光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。利用高斯括弧計算多組變倍變焦距光學(xué)系統(tǒng)高斯光學(xué)結(jié)構(gòu)并結(jié)合數(shù)據(jù)可視化分析方法,分析多組變倍變焦距光學(xué)系統(tǒng)的變焦過程。同時,為了校正寬波段變焦距光學(xué)系統(tǒng)前組的二級光譜與三級光譜,提出了一種子波段縫合光學(xué)玻璃組合選擇方法。該方法是將設(shè)計波段拆分成多個子波段區(qū)間,并將子波段區(qū)間進行縫合生成更大的子波段區(qū)間直至將整個波段覆蓋,同時對所有可能的光學(xué)玻璃組合在每個子波段區(qū)間列出復(fù)消色差方程組。通過最小二乘法對方程組求解,得到能夠有效校正寬波段長焦距光學(xué)系統(tǒng)二級光譜與三級光譜的最優(yōu)玻璃組合。最終本文基于多組變倍的變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及子波段縫合方法,完成了一個含有三個移動組、焦距變化范圍在80mm至400mm、F數(shù)為5、工作波段在480nm至900nm之間的寬波段變焦距光學(xué)系統(tǒng),光學(xué)系統(tǒng)軸上視場MTF在70lp/mm處可以達到0.6,邊緣視場MTF在70lp/mm處達到0.3,光學(xué)系統(tǒng)總長為230mm、相對長度為0.575,設(shè)計結(jié)果滿足小型化要求。
【圖文】：

改變對于光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的影響，本章后續(xù)章節(jié)過程的。及其計算試例，可以看出，當(dāng)計算項數(shù)加多后工計算工作量可想而知。但是隨著現(xiàn)代計軟件的應(yīng)用，就使得這類繁瑣的計算變得簡單利用計算機來實現(xiàn)其快速計算，編程簡單易行，由高斯括弧構(gòu)成的變焦方程可以分析復(fù)雜變統(tǒng)變焦方程系統(tǒng)變焦方程的建立組成的變焦光學(xué)系統(tǒng)的示意圖如圖 2.1 所示:

1 1Ah lB 位置的放大倍率為2 22 2' 'Bh lmh l= = （2-39）由于1 2l '= l ，1 2l = l'，所以有1ABmm= （2-40）這里可以看出，對于系統(tǒng)中的任意一個組元都存在著一個現(xiàn)象，即該組元有兩個置可以實現(xiàn)相面的位置不變，，且軸向放大倍率互為倒數(shù)。這相當(dāng)于把物面和像面的置交換了一下，這就是物像交換原則。所以在變焦系統(tǒng)中，運動組份在運動過程中的每個時刻都存在兩個位置是它的物交換位置，把這些位置連接起來，則變倍組有兩條物像交換曲線，補償組也有兩條像交換曲線。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O43

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曲銳;鄧鍵;彭曉樂;曹曉荷;;0.4～1.7μm寬波段大相對孔徑光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2015年08期

2 翟婷婷;朱健強;;連續(xù)變焦系統(tǒng)的一階結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究[J];光學(xué)學(xué)報;2015年07期

3 李宏壯;張振鐸;;20倍雙組聯(lián)動變焦距光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2015年02期

4 鐘劉軍;安志勇;高鐸瑞;趙昭;;多組元全動型變焦物鏡設(shè)計[J];激光與光電子學(xué)進展;2014年12期

5 李巖;張葆;洪永豐;;大變倍比中波紅外變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2013年04期

6 宋玉龍;劉智穎;崔成君;;前置超光譜成像變焦系統(tǒng)的設(shè)計[J];光子學(xué)報;2012年11期

7 張庭成;廖志波;;6倍制冷型中紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2012年11期

8 周昊;劉英;孫強;;25倍中紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2012年04期

9 江倫;黃瑋;;高變倍比變焦距系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2011年12期

10 許偉才;黃瑋;;新型折反射式連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2011年06期

本文編號：2664229