医用光学变焦消色差内窥物镜设计

医用内窥物镜由于空间狭窄,设计难点在于如何进行局部光学变焦并分辨出局部放大人体组织的成像视图,因此物镜要满足低色差、高可靠性、微型化等需求。从分析内窥镜光学变焦存在的技术路线出发,应用阿尔瓦雷斯透镜在内窥物镜中实现光学变焦,这种结构变焦简单、结构稳定、快速且成像可靠。进一步以高斯括号法和像差理论为出发点,发展了基于阿尔瓦雷斯透镜内窥镜物镜消色差变焦光学设计理论。然后依据该理论,推导得到消色差物镜系统光学设计初始值。最后应用光学色差理论求解验证了理论的正确性,为进一步应用阿尔瓦雷斯透镜设计内窥镜提供了光学设计理论基础。     

宽光谱、长焦距准直物镜光学设计

介绍了大视场、宽光谱、长焦距微光准直物镜的光学设计.重点讨论了宽谱段准直物镜的二级光谱校正及像差平衡问题,并用Zemax软件,进行了光学设计.设计结果:系统的二级光谱为0.1 mm,其他像差也达到了像质要求.     

远距型红外消热差物镜设计

介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,将其与远距型物镜模型相结合,得到了光焦度分配方程组,再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合,获得初始的光焦度分配,然后利用计算机辅助设计进行像差校正。该方法准确、实用。作为应用实例,利用ZEMAX软件分别设计了中波红外和长波红外光学系统,它们的焦距均为100 mm,F数为2.0,远距比达到0.8。环境温度分析结果表明:在-40 ~60 ℃范围内,成像质量稳定,调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相吻合。     

长工作距变焦显微系统物镜设计

激光内雕机在进行激光内雕时,经常会存在激光炸点不均匀的情况,需要对其进行放大分析,从而更好地控制激光束的能量。根据企业激光内雕炸点观察需求,设计了一款长工作距变焦显微物镜。玻璃内部的炸点观察范围为9~32 mm,系统采用光学变焦方式,变焦范围为6~24 mm,放大倍率为4~16,变倍比为4倍。探测器采用了一款型号为VA-1MG2的1/2 in（1 in=2.54 cm）CCD,其像元大小为5.5 m。利用Zemax进行光学系统设计优化,在截止频率91 lp/mm处,各组态下各视场的MTF值均大于0.4,在中心视场和0.7视场处均接近衍射极限。点列图的RMS半径也均小于艾里斑半径,满足长工作距变焦显微系统的各项指标需求。     

立体手术显微镜连续变焦大物镜设计

手术显微镜是显微外科手术中不可或缺的工具,大物镜是整个手术显微镜的关键部位之一。针对手术过程中工作距和系统放大倍率需根据不同的使用情况进行调整,设计了一套连续变焦大物镜。所设计的连续变焦大物镜由正、负透镜组组成,选用机械变焦补偿形式,通过沿光轴方向移动正透镜组,实现术面观察范围20 mm～125 mm、工作距150～350 mm、焦距230~400 mm,可同时满足连续变焦和工作距可调,并给出正、负透镜组间隔与变焦位置的采样曲线,导程量较小。     

DVD光学头读出物镜设计

DVD光学读数头是新一代的高密度光盘系统的核心部件。本文在分析并确定DVD光学头读出物镜的参数后,设计出了满足这种特殊要求的双面非球面读出物镜,并对系统的各元素误差的影响进行了分析。     

激光打孔用反远距物镜设计

通过对激光打孔用反远距物镜的初级象差及结构型式进行分析后，提出了该镜的详细设计方法及具体步骤。并以一个应用实例作了举例说明。     

正确应用摄像机变焦镜头

分析摄像机变焦距镜头的特点，结合操作实践简要说明正确使用变焦距镜头对电视节目的前期艺术创作至关重要。     

微型无人机变倍同步聚焦镜头控制系统设计

根据微型无人机系统机载摄像机需求,设计了一种用步迸电机控制的摄像机镜头快速变倍同步聚焦控制电路.利用无人机飞控系统内置ARM处理器的富余I/O资源,结合MD127步进电机驱动器,完成了对两相步进电机的驱动,实现了高速飞行状态下平稳快速的变焦与聚焦功能.经过飞行测试,该系统能够安全可靠、精确稳定地工作.     

微型无人侦察机变倍同步聚焦镜头控制

根据微型无人侦察机系统机载摄像机需求,设计了一种用步进电机控制的摄像机镜头快速变倍同步聚焦控制电路.利用无人侦察机飞控系统内置ARM处理器的富余I/O资源,结合SiTI公司的MD127步进电机驱动器,完成了对两相步进电机的驱动,实现了高速飞行状态下平稳快速的变焦与聚焦功能.经过飞行测试,本系统能够安全可靠、精确稳定地工...     

基于FPGA+单片机的调焦变倍系统设计

在光电探测领域中以往对相机调焦变倍多采用单片机( MCU)控制完成,其优点在于易于编程实现.因为要求实时控制相机的变倍、调焦,其程序的编写多采用查询方式实现,这就使单片机始终处于十分繁忙的状态,利用率降低,此外当调焦、变倍电机到达限位位置时,由于单片机是采用查询方式工作,这就导致电机到达限位与实际停止电机转动之间存在时间差,这种时间差导致电机发生堵转,容易把电机或调焦变倍驱动机构烧毁.文章采用单片机+FPGA方式进行调焦变倍控制,单片机负责通信,FPGA根据命令实现调焦变倍控制.FPGA实现调焦变倍的优势在于响应速度更快、此外能够真正实现控制电机运转和监测电机运行状态同时进行,当电机运行到限位位置能够及时停止电机运转,有效避免堵转现象发生.     

微型无人机变焦摄像机设计

机载摄像机是微型无人机实施战术侦察的关键设备.文章突破传统机载摄像机采用定焦或基于DSP聚焦的思路,在特定飞行高度,提出变倍同步聚焦技术,并对变倍同步聚焦的基本原理、台阶拟合法等技术进行了研究,对镜头凸轮曲线进行了设计,并利用ZEMAX软件对凸轮曲线进行了拟合和优化,设计了相应的驱动控制电路和视频采集系统.飞行测试表明,设计的快速变倍同步聚焦摄像机的性能能够满足空中侦察要求.     

借助物镜变换实现一个短的相干Hough物镜

介绍了在图像处理、模式识别领域中常用的Ｈｏｕｇｈ变换（ＨＴ），推导出了ＨＴ与Ｆｏｕｒｉｅｒ变换之间的关系，通过对光的传播、Ｆｏｕｒｉｅｒ光学及物镜变化的研究，实现了短的相干Ｈｏｕｇｈ物镜。     

蓝光光学头中非球面物镜的设计

本文是关于蓝光光学头的核心元件--非球面物镜的设计讨论.文中论述了非球面物镜的设计理论、初始结构参数的确定以及如何利用zemax仿真;并介绍了光学头用非球面物镜的评价参数.设计的物镜在有视场角的情况下仍然很好的符合使用要求.     

红外连续变焦镜头凸轮曲线优化及运动学仿真

随着制造技术的发展, 机械补偿式变焦镜头的使用也越来越广泛.光学系统变焦的精确性、平滑性和驱动力均衡性主要取决于变焦凸轮, 而变焦凸轮的压力角与凸轮外径、凸轮转角范围以及变倍组的运动规律有关.本文以某款红外连续变焦镜头为例, 不改变凸轮外径和凸轮转角范围, 对变倍组的运动规律进行优化设计, 并通过ADAMS对优化后的模型进行运动学仿真.仿真结果表明:该优化方法可以降低变焦凸轮在短焦段和长焦段的压力角, 消除变倍组等速运动时的刚性冲击.     

微形貌观测镜变焦系统的设计

提出的微型变倍微形貌观测镜光学系统是以微型内窥观测系统作为整个系统的前固定组、以变倍组和补偿组构成双组元全动型变倍系统,以CCD作为固定像平面的观测系统。利用高斯光学计算公式建立了系统的数学模型,计算了变焦透镜组的运动曲线。选定了该系统初始结构,进行了像差优化计算,给出了像差曲线和最终的设计数据,符合像差要求。该系统具有3种应用形式,整个系统是连续变倍内窥式微形貌观测镜,其前固定组是内窥式微形貌观测镜,其变倍系统是连续变倍微形貌观测镜。变焦范围6×～16×,分辨最小细节可达2.5μm左右。     

HD-DVD光学系统物镜的设计与研究进展

对于下一代光盘系统而言，GaN激光器和高数值孔径（NA）的物镜是关键组件。本文介绍了几种HD-DVD光学系统物镜的设计方案，并对其进行比较研究，发现要根据不同的要求来设计物镜，对像差要求高的要采用两元件型或者三元件型物镜；而对于要求结构简单、装配容易、工作距离大的光学头，要采用单元型物镜。在解决其与CD和DVD的兼容性问题时，可采用物镜前插入补偿装置来控制物镜的数值孔径。