不断发展的红外变焦透镜

近年来，红外变焦透镜系统取得了长足的进步。这些进展包括：变信范围的扩展；性能的改善；尺寸和重量的减小；小型化和复杂化等。本文将叙述红外变焦透镜设计应用的发展。同时阐述几家公司在变焦系统方面的工作情况，提供加工方面公差技术的参考，还将介绍瓣发明的反射式变焦系统，并提出将来发展的几点建议。     

10μm红外电视摄象机

本文描述一种工作在8μm和12μm之间的新型红外电视摄象机。利用了液晶薄膜的热光特性。由扫描偏振器获得图象然后显示于荧光屏上。能够以0.1秒的响应时间显示人体外表。     

用于目标探测的红外变焦透镜系统

已经设计了一种设计思想简明的高速红外变焦透镜系统,它在8—13μm波段内工作,用于导弹姿态的探测。虽然该光学系统在大相对孔径和变焦比为3:1的情况下具有很高的分辨率,但是,整个系统还是十分紧凑和轻便的。本文介绍了作为光学设计出发点的高斯光学,并由此导出变焦原理。本文将讨论象差校正的对称性原理的应用。用追迹近轴光线的方法确定透镜的光焦度以及把透镜分为若干透镜组。此外,本文还将讨论有关材料选择的问题。变焦系统由六块透镜组成,其中一块是平场透镜,位于象面附近。系统的全部玻璃仅重172.4克,长161.79mm。系统中有两个用凸轮连接在一起的可以移动的透镜组,构成机械补偿变焦系统。具体设计是在计算机上用最优化程序完成的。系统在变焦范围内的成象分辨率达到了1毫弧。本文还将介绍一些性能数据,并讨论公差问题。     

光学胶膜液体可变焦微透镜阵列

微透镜阵列在光束匀化、波前测量、集成成像等领域有广泛应用。设计了一种基于光学胶膜(Optically Clear Adhesive, OCA)的液体可变焦微透镜阵列。采用矩形排列的硅微孔阵列控制单个透镜的孔径和排布,并以OCA光学胶膜和去离子水作为微透镜阵列的塑形材料。通过调整微流体腔内液体注入的体积实现对透镜焦距从1.46~10.44 mm的调整。依据聚焦与成像实验证实了微透镜阵列具有良好的均匀性。最后,将该微透镜阵列应用于激光光束匀化整形,通过一对微透镜阵列实现了光束匀化整形。进一步通过固定一对微透镜阵列的间距实现匀化光斑尺寸在7.2~8.4 mm内可调,为匀化光斑尺寸可调提供了新思路。     

红外电视摄象机:从热到光

RCA公司报导了一种实验型的固体红外摄象机。在室内完全黑暗情况下,此摄象机显示出对人眼可识辨的热物体的电视图像。做示范的时候,摄像机能够鉴别人手上的纹路和探测手接触在物体上一秒钟或者更短的时间后残余的热像。     

激光变焦透镜设计

本文叙述了激光聚焦用的一种光学补偿三透镜变焦系统快速一级设计的方案,并用T1-59计算器和PC-100A打印机设计了一个变焦比R=3,变焦历程Z=2和Z=1处的有效焦距fe=8的激光变焦系统。     

50Hz交流电控制的可变焦液体透镜

研究了采用"金属导电基底/Parylene介电层/Teflon疏水层"透镜内芯材料的介电上电润湿(EWOD)特性。实验获得了导电液滴分别在直流电(DC)和50Hz交流电(AC)控制下的接触角随电压变化的曲线。实验结果表明,为达到DC电源控制下的液滴的EWOD相同效果,使用低频的AC电压应考虑其瞬时最大值而不是有效值(均方根值)。目前已经制作出基于50Hz交流电控制的可变焦液体透镜并进行加电压变焦实验。给出了该液体透镜的焦距与电压之间的变化曲线,实验结果与上述分析一致。     

▲CCD摄象机用透镜

英国Fujinon公司推出的两种图象变焦透镜,适用于CCD摄象机。这两种型号为A8×12MD和A4×7.5MD。具有失真小、分辨力高等特点。小型化设计可用在有限的空间和遥控摄象机。此透镜由英国的SGI公司经销。     

医用电视摄象机

视频技术在医学中的应用非常广泛,从教学、研究直至诊断和治疗。本文报导西德慕尼黑工科大学的眼科医院“Rechts der Isar”研制的三种医用电视摄象机:新型的微型彩色电视摄象机,高速摄象机和多光谱摄象机。     

固态电视摄象机

一种全固态电视摄象机比雪茄的包装稍大些,重量只6唡,曾由仙童(Fairchild)摄象机和仪器公司空间和防卫系统分部在美国演示过。已知的MV-100型,它不用通常的光导摄象管,并能在从光亮的日光直到减弱的室内光照条件下进行工作。一连串地采用电荷耦合器件作传感器这还是第一次。在MV-100型中,它具有     

红外电视:一种廉价的手提式热电摄象机

这里要说的这种热电摄象机,是一种敏感热辐射的电视摄象机,成本很低廉。摄象机的核心即热电摄象管及其在热成象中应用在一些文章中都有一般的叙述。这种摄象管(图1)的结构,除与1时的敏感可见光的光导摄象管相似外,还有两个特点:就是有热电靶和锗面板。靶的直径18毫米,是将TGS沿法向于晶面上的热电轴切片,由锗面板的背面支衬着。靶的正面有一层能很好吸收热辐射的材料作的导电层,通过面板的密封环将外面连接。接近正常环境温度物体的辐射能的峰值,在8～14微米大气窗口内,在这个波段中锗面板是敷霜的。这里说的管子是英国电子管有限公司根据政府合同而制造的。     

电视红外遥控信号接收透镜的优化设计

为满足电视超窄边框的需求,解决传统电视中遥控红外接收器印制电路板与显示面板竖直方向并列所占用边框宽度尺寸大的缺点,在将印制电路板移至面板的后面,使其不占用电视地侧空间的前提下,设计了可远距离多角度有效接收遥控信号的红外接收透镜,可在电视地侧也实现超窄边框。根据几何光学全反射原理与折射定律,利用Tracepro软件对所设计的透镜进行仿真与分析,检查透镜设计中存在的缺陷与不足,再对透镜结构轮廓线进行调整与修改,得到最优化的透镜结构。结果表明,当红外印制电路板与透镜外观非直接相对时,改变透镜局部结构,红外接收器仍可接收到有效光通效率,符合且超过电视遥控测试标准。优化设计实现了电视地侧边框的极窄化或及外观的复杂多样化的设计目标。     

摄象机智能化自动聚焦与变焦原理

摄象机实现自动聚焦与变焦的方式有多种，智能化自动聚焦与变焦方式是最为先进的一种，文中介绍了该方式实现的原理与过程。     

基于IPMC薄膜驱动的可变焦微透镜的研究

基于电活性聚合物驱动的可变焦微透镜所需电压通常在千伏,严重限制了其在便携式设备中的应用。本文设计了一种低电压驱动的可变焦微透镜,透镜采用离子聚合物金属复合材料(IPMC)薄膜作为驱动结构,以柔性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为透镜主体,实现了低驱动电压下的大变焦范围。为进一步优化微透镜可变焦范围,利用有限元仿真软件对驱动器结构参数、圆环垫片厚度、临界面曲率等部分进行了仿真研究,确定微透镜各组件的最佳结构尺寸。仿真结果表明：利用IPMC薄膜作为驱动结构,可变焦微透镜在驱动电压为1-3V时,变焦范围为42.77-1518.14cm,驱动电压远低于电活性聚合物驱动的变焦微透镜,这种驱动电压小焦距范围广的特点使其具有很高的应用前景。     

红外摄象机文献目录

在期刊《Laser Focus World》1990年6月第117～120页上,刊有以红外摄象机文献为题的文献目录,现译成中文刊出,供从事这方面技术研究的人员参考。感兴趣者可按上述期刊第145页上的读者服务卡要求,函索即可。     

微处理机用于电视摄象机

苏联作者V.V.Bykov等在1984年4月30日的“电影和电视技术”(Tekhnika i K-ino Televidenya)上发表了一篇题为“Theuse of microprocessors in TV Cameras”的文章。它报导了用微处理机作自动校准、     

具有脉冲快门和图象运动补偿的星载电视摄象机

本文阐述一种具有电脉冲快门和图象运动补偿装置的高分辨力电视摄象机,介绍了解决卫星电视摄象的图象运动补偿方法,并给出了详细的工程设计以及飞机试飞实验结果。     

高分辨率CCD电视摄象机

日本松下通信工业公司向市场投放一种固体监视器电视摄象机WV-CD20和WV-CD24,售价为20万日元(1176美元)。这种高分辨率摄象机使用具有25万个象素的摄象器件(510×492象元),硅芯片只有一个指尖大小。该摄象机能收集光象,并同时转换为电信号,能存储和传输。图象分辨力为水