本文關(guān)鍵詞：基于介電潤濕技術(shù)液體透鏡的變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及性能分析

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【摘要】：變焦光學(xué)系統(tǒng)是照相機、攝像機等許多光學(xué)器件中的關(guān)鍵元件,傳統(tǒng)變焦光學(xué)系統(tǒng)一般由兩片或更多的固定透鏡組合而成,利用機械補償法或光學(xué)補償法進行變焦。由于存在機械可動部件,此類鏡頭變焦速度慢、價格昂貴、堅固性差,不易在微型便捷式裝置中實現(xiàn)。因此,研發(fā)壽命長、可靠性高且便于微小型化的變焦光學(xué)系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價值和巨大的市場前景。本文的工作是采用自行研制的介電潤濕液體透鏡進行變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計,并對其性能進行分析。首先,設(shè)計由介電潤濕雙液體透鏡組成的無機械運動的變焦光學(xué)系統(tǒng);其次,用介電潤濕三液體變焦透鏡取代雙液體透鏡進行變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計;最后,設(shè)計有一組可機械運動的介電潤濕液體透鏡的變焦系統(tǒng)。針對基于可自變焦光組的光學(xué)系統(tǒng),應(yīng)用高斯光學(xué)理論,推導(dǎo)出保證像面位置不變的條件。采用最大變倍比計算方法,可根據(jù)液體透鏡的焦距范圍合理選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用光線追跡法,求出變焦光學(xué)系統(tǒng)的焦距。利用光焦度高斯括號法對機械變焦結(jié)構(gòu)分析,合理選擇初始結(jié)構(gòu),并用ZEMAX光學(xué)軟件對三種變焦結(jié)構(gòu)進行設(shè)計分析與結(jié)果比較。論文的研究工作對采用液體透鏡的微型變焦系統(tǒng)的研究提供了基礎(chǔ)性的指導(dǎo)和參考作用。
【關(guān)鍵詞】：介電潤濕 液體透鏡 光學(xué)系統(tǒng) ZEMAX
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 選題背景7-8
• 1.2 變焦光學(xué)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 液體變焦透鏡的的研究10-12
• 1.4 研究內(nèi)容和安排12-14
• 第二章 介電潤濕及變焦距系統(tǒng)基礎(chǔ)理論14-43
• 2.1 介電潤濕效應(yīng)14-25
• 2.1.1 介質(zhì)上電潤濕效應(yīng)14-16
• 2.1.2 介電潤濕基本方程16-20
• 2.1.3 介電潤濕技術(shù)的應(yīng)用20-25
• 2.2 基于介電潤濕技術(shù)的液體透鏡高斯光學(xué)25-30
• 2.2.1 高斯光學(xué)系統(tǒng)的物象關(guān)系25-27
• 2.2.2 由兩個光組組成的光學(xué)系統(tǒng)27-28
• 2.2.3 由多個光組組成的光學(xué)系統(tǒng)28-30
• 2.3 基于光焦度的高斯括號法30-34
• 2.3.1 高斯括號的運算法則30-32
• 2.3.2 高斯常數(shù)32-33
• 2.3.3 光學(xué)系統(tǒng)的高斯括號法33-34
• 2.4 基于液體透鏡的光學(xué)系統(tǒng)像差補償理論34-42
• 2.4.1 像差補償分析35-37
• 2.4.2 變倍比分析37-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第三章 介電潤濕液體透鏡變焦距光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與性能分析43-67
• 3.1 基于雙液體透鏡組合的無機械運動雙視場變焦光學(xué)系統(tǒng)43-51
• 3.1.1 初始結(jié)構(gòu)設(shè)計43-47
• 3.1.2 性能分析與評價47-51
• 3.2 基于三液體透鏡組合的無機械運動雙視場變焦光學(xué)系統(tǒng)51-57
• 3.2.1 初始系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計51-53
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)仿真及性能分析53-57
• 3.3 基于三液體變焦透鏡的可機械運動的大變倍比變焦光學(xué)系統(tǒng)57-65
• 3.3.1 初始結(jié)構(gòu)設(shè)計58-61
• 3.3.2 系統(tǒng)分析和性能評價61-65
• 3.4 結(jié)果分析與討論65-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 第四章 總結(jié)與展望67-69
• 4.1 論文的主要研究工作67
• 4.2 工作展望67-69
• 參考文獻69-72
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目72-73
• 致謝73

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本文編號：533075