红外连续变焦镜头的结构设计

随着红外光学技术的长足发展及其实际应用范围的不断扩展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强.为了验证红外连续变焦镜头的变倍性能及其成像质量,根据某红外连续变焦镜头的光学设计特点.通过对其机械结构进行选型,最终采用不同形式的凸轮机构来实现红外变焦距镜头变倍、调焦过程,对凸轮机构、变倍导向机构、调焦机构等作了较详细的说明,并从机械设计的角度出发,对系统的杂散辐射提出了抑制措施.装调结果表明,采用凸轮机构、变倍导向机构可以实现红外连续变焦镜头的变倍及调焦过程,提出的杂散辐射措施可以有效地抑制系统的杂散辐射.提高镜头的成像质量.     

双波段共口径共变焦光学系统设计

为了实现可见、红外两个波段同时观测、跟踪及测量的目的,设计了一款可见/中红外双波段连续共变焦光学系统.系统采用共口径方式同时接收可见、红外两个波段的光波.利用直接变倍比差补偿法对两个波段的变倍比差进行补偿,使可见、红外两个波段变倍比相同且在任一变焦位置焦距相等,满足双波段共口径共光路共变焦的要求.设计结果表明:系统变倍比为12×,焦距范围7~86mm.常温下,可见光工作波段为0.38~0.76μm,其调制传递函数值在空间频率80lp·mm-1处达到0.5以上;中波红外工作波段为3~5μm,其调制传递函数值在空间频率为20lp·mm-1处达到0.6以上.总体积小于392mm×58mm,成像质量满足设计要求.     

中波红外系统两挡变倍机构的研究

光电跟踪测量系统主要用于发现并跟踪远距离运动目标。在目标跟踪过程中，需要根据目标大小变换光学系统焦距。有时用短焦搜索目标，有时用长焦观察目标细节。传统的变倍机构采用导轨丝杠形式，将变倍镜组安装在滑板上，随着电机带动丝杠转动，实现变倍镜组移动。但是其缺点是结构复杂、加工装配难度大、易卡死等。本文针对这些缺点，采用了创新技术设计了一种变倍机构，改平移切换镜组为旋转切换镜组形式，解决了易卡死问题，同时结构简单、定位精度高、故障率低。光学同轴性小于30＂，重复定位精度可达到5＂以内。     

基于双直线电机的光学镜头连续变焦控制

针对传统变焦距系统存在响应速度慢、定位精度差和视轴晃动大等问题,设计了一种新型的连续调焦组件及其控制系统。利用双混合直线步进电机和微型光栅尺构成调焦组件,在简化变焦结构的基础上,采用一种四组式机械补偿方法对光学镜进行连续变焦距控制,设计了相应的变焦控制算法和控制系统硬件电路。外场实验结果表明,该系统在定位精度、响应精度和视轴晃动等方面较传统变焦控制系统均有明显改善,定位误差小于1%,视轴晃动小于10″。     

大相对孔径红外变焦距光学系统设计

设计了工作在8~12μm波段的非致冷红外连续变焦光学系统。该系统由4组元5片透镜组成,其中前固定组、变倍组和补偿组均只有1片透镜,后固定组为两片。焦距50~200mm,相对孔径较大,为1∶1。设计过程中编写了适用于二组元变焦系统的ZEMAX宏程序,该程序可给出凸轮曲线的数据和形状,同时使像面位置不受限于高斯光学关系,能够满足某些焦距位置离焦的要求。系统在空间频率为20lp/mm处,各个视场的MTF值均在0.4以上。     

变倍Maksutov-Cassegrain望远系统设计

基于系统要求以及Maksutov-Cassegrain望远物镜和变倍目镜的设计原理,设计了一种小型连续变倍Ma-ksutov-Cassegrain望远系统。为降低成本,系统中所有光学表面均采用球面。物镜部分采用弯月型厚透镜和一组双胶合透镜来更好地校正像差;目镜部分采用了无后固定组、像面在内的结构来缩短系统长度,并利用相关程序对变焦曲线进行了拟合。本系统通过目镜的连续变焦配合固定焦距的物镜实现了25～75倍的视觉放大倍率,各种像差都得到了很好的校正,满足指标要求。     

非球面在小变倍比变焦距光学系统设计中的应用

为了提高变焦系统的性能,使其拥有良好的像质,简化系统结构,方便机械加工、装调,在小变倍比变焦距光学系统设计过程中引入了非球面设计。利用光学设计软件ZEMAX对系统在长、中、短3个焦距位置进行优化设计,由此得到了一焦距15.6196～23.4084mm,视场±10.29°～±7°的变焦系统,系统由4组6片透镜组成,其中包括1个非球面。该系统具有结构简单紧凑、成像质量较好等特点。     

一种新型调焦机构设计

调焦机构是变焦距镜头中重要的组成部分,目前对变焦距镜头调焦主要采用凸轮机构的变焦方式,其缺点是体积大、效率低、精度差。为此本文提出了直线驱动的方式进行调焦的原理与方法,介绍了一种应用系统,其主要由直线电机、直线导轨、直线位移传感器、DSP控制器等组成,从根本上改变了传统的调焦机械结构。具体给出了测量系统的组成结构和实验结果,并进行了精度影响因素分析,实验结果表明测量精度可保证在0.005mm内。     

红外变焦距光学系统的设计

由于非致冷焦平面阵列红外探测器不需要制冷,可以在常温环境下工作,因此配合这种探测器的光学系统在军事和民用上得到了非常广泛的应用。本文介绍一种用于非致冷焦平面阵列红外探测器的长波红外变焦距系统的设计,系统采用传统的透射光路形式,其工作波段8-12μm,变倍比3.5:1,最后利用CODE V光学设计软件对其像质进行了评价。     

正交传动机构的设计与应用

对于机械系统中遇到的正交连续传动的问题,利用槽轮机构进行设计,克服了一般设计中易发生的货物干涉和挤压现象,使得所设计的正交传动机构具有较好的传动精度和运动平稳性.该机构主要有两部分构成:提升机和运货机.通过调整槽轮机构的动停比,使得货物的提升运动和水平运动得以连续进行.其设计特点是结构简单、传动精度高和经济实用.     

FMS中加工质量故障预报的新方法

对引起加工质量故障的原因进行了研究,建立了用于加工中心加工质量故障分析的与/或故障树,提出了隐加工质量故障(FMQF)的概念和由·FMQF 找出制造系统故障的决策树方法.本文在模糊理论基础上,提出了隐加工质量故障识别的新方法,用这种方法可以根据控制图的变化进行设备状态估计.基于以上研究,建立了可用于柔性制造系统隐加工质量故障预测和预报的专家系统.     

立方准晶的反平面问题与Ⅲ型裂纹问题

发展了立方准晶材料的断裂理论 .通过应用Fourier分析和对偶积分方程理论 ,得到了立方准晶材料Ⅲ型裂纹问题的精确解析解 ,并由此确定了位移与应力场 ,应力强度因子和应变能释放率 .结果表明 ,应力强度因子与材料常数无关 ,而应变能释放率依赖于所有的材料常数 .这些为研究此新固体材料的变形和断裂提供了重要的信息 .     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Genomics,metagenomics,and microbial oceanography—A sea of opportunities

Microbial oceanography is an emerging discipline resulted from the interaction,cross-fertilization and integration of life science and ocean science.Microbial oceanography integrates the principles of marine microbiology,microbial ecology and oceanography to study the role of microorganisms in the biogeochemical dynamics of natural marine ecosystems.The application of genomics tools to study marine microbes is resulting in rapid advancements in microbial oceanography that has important implications in globa...     

Information for Authors

正General Journal of Beijing Institute of Technology(JBIT),an English language journal sponsored by Beijing Institute of Technology,was established in 1992.JBIT mainly publishes research articles that reflect the latest achievements in basic theory and experimental studies in various engineering fields and in applied mathematics,mechanics,physics,chemistry,and so on.JBIT is listed in Ei,CA,SA,AJ,CSA,MR,ZM and many other abstracting indexes.     

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正General Journal of Beijing Institute of Technology(JBIT),an English language journal sponsored by Beijing Institute of Technology,was established in 1992.JBIT mainly publishes research articles that reflect the latest achievements in basic theory and experimental studies in various engineering fields and in applied mathematics,mechanics,physics,chemistry,and so on.     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

Research on How to Teach Vocabulary by Adopting Morphological Method

On the basis of some theories and teaching experience, the thesis first attaches importance to vocabulary teaching and suggests that a morphological method should be applied. Supported by some examples, how to teach vocabulary in a morphological way is mainly discussed in the essay.