成像是光學(xué)設(shè)計(jì)的主旋律,隨著現(xiàn)代化的高速發(fā)展,各行業(yè)對(duì)成像鏡頭需求和要求逐步提高,如在攝影、安防、科研、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域,對(duì)鏡頭的視場(chǎng)、孔徑、靶面、變焦比等提出了更高的要求。當(dāng)前,中畫幅、全畫幅等大靶面高品質(zhì)鏡頭占據(jù)著行業(yè)發(fā)展主流,但國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)水平處于初級(jí)發(fā)展階段,高端鏡頭仍被國(guó)外產(chǎn)品所壟斷。傳統(tǒng)連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu)計(jì)算方法難以滿足大孔徑、長(zhǎng)焦距、全畫幅變焦鏡頭的計(jì)算要求,本文提出了基于廣義拉格朗日乘子法、內(nèi)點(diǎn)法、修正序列二次規(guī)劃法三種連續(xù)變焦高斯結(jié)構(gòu)最優(yōu)化算法。結(jié)合給定的系統(tǒng)參數(shù)及初級(jí)像差理論構(gòu)建一個(gè)自定義的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),采用像差分布合理的正-負(fù)-正-負(fù)-正五組結(jié)構(gòu)形式,通過設(shè)定合理的普適性參數(shù),利用三種算法優(yōu)化計(jì)算分別獲得了焦距30.356-100.243 mm、F/#2.8（恒定不變）、全畫幅五組全動(dòng)連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu),并對(duì)比分析了三種優(yōu)化算法所獲得的變焦鏡頭高斯結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足。鑒于內(nèi)點(diǎn)法穩(wěn)健性及在高變倍比優(yōu)化計(jì)算方面的優(yōu)勢(shì),本文又利用內(nèi)點(diǎn)法優(yōu)化計(jì)算獲得了焦距21.421-109.835 mm、F/#2.8（恒定不變）、全畫幅六組全動(dòng)連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu)。針對(duì)結(jié)構(gòu)緊湊廣義拉... 

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 變焦系統(tǒng)最優(yōu)化算法理論
    2.1 最優(yōu)化算法概述
    2.2 廣義拉格朗日乘子算法
    2.3 內(nèi)點(diǎn)法
    2.4 序列二次規(guī)劃算法
    2.5 三種優(yōu)化算法特點(diǎn)總結(jié)分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 普適性變焦光學(xué)系統(tǒng)的高斯理論
    3.1 傳統(tǒng)及全組全動(dòng)型變焦光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    3.2 變焦光學(xué)系統(tǒng)高斯理論的PW像差模型
    3.3 變焦光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的建立
    3.4 本章小結(jié)
第4章 30-100 mm變焦系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算
    4.1 廣義拉格朗日乘子算法優(yōu)化計(jì)算變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu)
    4.2 內(nèi)點(diǎn)法優(yōu)化計(jì)算變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu)
    4.3 序列二次規(guī)劃算法優(yōu)化計(jì)算變焦系統(tǒng)高斯結(jié)構(gòu)
    4.4 三種優(yōu)化算法結(jié)果對(duì)比分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 大孔徑長(zhǎng)焦距全畫幅變焦系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 變焦系統(tǒng)鏡組結(jié)構(gòu)形式選擇及初始結(jié)構(gòu)計(jì)算(基礎(chǔ)理論)
    5.2 30 -100 mm五組全動(dòng)型恒定大孔徑全畫幅連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.2.1 構(gòu)建變焦系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)
        5.2.2 初始結(jié)構(gòu)非球面設(shè)計(jì)
        5.2.3 結(jié)論
    5.3 22 -110mm六組全動(dòng)型恒定大孔徑全畫幅連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.3.1 構(gòu)建變焦系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)
        5.3.2 初始結(jié)構(gòu)再優(yōu)化
        5.3.3 結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文的研究成果
    6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄 計(jì)算程序(以GLM算法為例)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]連續(xù)變焦系統(tǒng)的一階結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 翟婷婷,朱健強(qiáng).  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[3]多組元全動(dòng)型變焦物鏡設(shè)計(jì)[J]. 鐘劉軍,安志勇,高鐸瑞,趙昭.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(12)
[4]多組全動(dòng)型變焦系統(tǒng)新型設(shè)計(jì)[J]. 蔡偉,張鷹,張新,伍雁雄,張繼真.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]變焦距系統(tǒng)的變倍補(bǔ)償方式[J]. 蔡偉,張新,馮秀恒,王靈杰,張建萍,何鋒赟.  光學(xué)精密工程. 2011(09)
[6]變焦距物鏡高斯光學(xué)參數(shù)的求解[J]. 李林,王涌天,張麗琴,黃一帆.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[7]變焦距鏡頭高斯光學(xué)設(shè)計(jì)的新方法[J]. 王琦,王光宇,程雪岷,王涌天.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2002(08)
[8]多組元全動(dòng)型變焦距透鏡高斯光學(xué)參數(shù)的求解方法[J]. 張麗琴,王涌天,李林.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2002(05)
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[10]全動(dòng)型變焦距物鏡光焦度分配及倍率選段的優(yōu)化規(guī)范[J]. 崔軍.  深圳大學(xué)學(xué)報(bào). 1993(Z1)



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