光学系统设计技巧（续）

变焦距物镜的设计与其它的光学系统设计的步骤是相近的，只是具体考虑问题的重点不一样。变焦距物镜设计步骤一般为：确定参数和型式选择；分配焦距及间隔；根据初级象差理论，     

长焦距大口径连续变焦距光学系统

为了实现对远距离目标的实时跟踪与测量,设计了口径为650 mm,焦距为5 000~2 000 mm的连续变焦距光学系统。提出了牛顿式折反射光学系统与倒置的连续变焦距光学系统组合的设计方法,实现了光瞳的合理匹配与对接。确定了合适的入瞳位置,消除了变焦过程中像面容易产生的鬼像。通过合理匹配主系统和变焦距系统的光焦度,使得二级光谱最小化。运用CODEⅤ软件对各焦距位置的像差进行优化与平衡,使变焦距光学系统在各焦距位置的像差均得到校正与平衡,像面保持严格的一致性,从而各焦距位置成像质量良好。实验显示该系统全视场平均传递函数均在0.524以上（Nyquist频率：35 lp/mm）,满足使用要求。     

《电影光学》一书已出版

<正> 《电影光学》是一部全面阐述电影技术中有关光学问题的书著。该书按电影制作和放映过程,论述了电影摄制、洗印和放映的光学原理,以及有关电影设备(仪器)的结构原理。全书分电影摄影物镜、电影摄影机的取景光学系统、电影放映机的光学系统、电影印片机的光学系统、电影光度仪器和感光测定仪器的光学原理、电影变形光学系统,以及新型电影和特种电影摄影的光学原理等七章,书中包含了作者多年的科研成果,也介绍了国内外的先进电影技术。作者对变焦距摄影物镜的特技接景合成方法作出了专门的理论分析,并在特技摄     

一种用于可见光电视导引头的摄影物镜的设计

介绍了一种用于可见光电视导引头的光学系统的设计。给出了光学指标的确定方法 ,从理论上分析了光学结构的选取。通过实例说明了设计结果。此远距物镜的设计结果为 :焦距为 91 .34,相对孔径为 1∶ 4,视场角为 4°     

电视跟踪用光学系统

本文主要讨论用于电视跟踪系统的变焦距物镜光学问题。对于这种物镜的焦距选择,相对孔径和质量指标确定,进行了讨论。提出用增长前固定组焦距的方法减少长焦距时的二级光谱影响。文中列出一种物镜的高斯光学参数,当变焦距物镜的焦距为80～1000毫米时,光学筒长仅833毫米。据此设计的结果经过实践验证,是可行的。     

星载电子扫描式多光谱扫描仪光学系统设计

本文叙述了星载电子扫描式多光谱扫描仪的原理和特点。根据光学系统的总体方案,确定了星载全波段CCD光学系统的参数,光学系统结构的选择,以及讨论了各种分光方式。最后,介绍了折反射式长焦距物镜的设计。     

变焦距物镜正组补偿与负组补偿小型化的比较

长期以来,人们往往认为变焦距物镜正组补偿“细而长”;负组补偿“粗而短”.这个结论是否正确,本文以完全相同的技术指标,做出正组补偿和负组补偿两种变焦距物镜的设计加以比较.当然这种比较应在相同条件下进行:(1)在倍率选段上,正组补偿选取换根解方式;负组补偿采用物像交换原则.这两种补偿方式通常被认为共轭距短.(2)无论正组补偿还是负组补偿,它们的调焦组元和变倍组元,其相对孔径应大致相同.(3)两种补偿方式的变焦距物镜,像差校正应力求完善.在上述相同条件下,结果证明,变焦距物镜负组补偿比正组补偿不但总长度短,而且前片口径也小.文中介绍了两个2/3in彩色电视10倍变焦距物镜的实例,给出了它们的结构型式和尺寸大小,以及像差校正状况.     

大型精密透镜定中心工艺新方法及装备

本文提出了用于大口径长焦距物镜的定中心工艺方法与机床设备,它与常规的工艺方法不同,是利用一个精密空气轴承主轴作为磨边,胶合和装配的公共基准轴,由此可保证高精度大口径物镜(如航摄物镜,侦察卫星照相机镜头,气泡宣照相广角镜头等)最终装配后的定心精度要求。     

用于畸变标定的大视场平行光管的研制

在光学系统畸变标定中,大视场小畸变的平行光管是必要的高精度目标模拟设备。研制的新型平行光管采用一体式硬铝合金结构、四片式光学系统、LED阵列和匀光板形成的大面积均匀光源、精密分布星点板等,实现了焦距为601.2mm,视场角18.2°,全视场内物镜分辨力为5",畸变小于0.1%,满足了某型星敏感器的光学系统畸变标定需要。     

宽量程糖度测量中的光学系统设计

设计了一种基于反射临界角法测量糖度的采用双光源的光学系统.该系统实现在不改变接收端图像传感器参数、保证测量精度的前提下,扩大量程.根据折反射定律,通过分析光路图,给出了该光学系统的棱镜尺寸、两光源间距、透镜焦距及通光口径等参数,并通过实验对其进行了验证.     

0.8×~8×新型连续变倍体视显微镜物镜的设计

介绍变倍范围0.8×～8×连续变倍体视显微镜物镜的光学变倍原理.通过计算得出前固定组、变倍组、补偿组和后固定组焦距分别为43.149mm、-26mm、-26mm和54.846mm,利用Zemax光学设计软件在数值孔径取0.15～0.2条件下各自进行优化得到初始结构参数.组合后进一步优化,数值孔径取0.1,得出最终结构参...     

分孔径三视场中波红外光学系统

为了克服单一光学通道长焦距与大视场之间的矛盾,设计了一款分孔径大变倍比三视场中波红外光学系统。该光学系统采用分孔径技术,包括小视场光学通道和中视场/大视场光学通道,两个通道之间的转换通过切出切入45°放置的反射镜完成,小视场光学通道采用二次成像,仅采用6片透镜,透过率高;中视场/大视场光学通道采用三次成像;小视场光学通道与中视场/大视场光学通道共用一片反射镜和中继组,实现了共出瞳分入瞳——分孔径;小视场长焦距为1 120mm,大视场短焦距为22.58mm,变倍比达到53×;对小视场光学通道进行了三次立体折叠,对中/大视场光学通道进行了一次折叠,有效地对横向和纵向尺寸进行了控制,外形包络在270mm×217mm×258mm范围内,系统紧凑,实现了兼具长焦距和大视场的三视场中波红外光学系统。设计及实验结果表明该光学系统像质良好,满足热像仪使用要求。     

小型可见光双视场光学系统的研制

基于光学设计基本理论,设计了一种体积小,跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统.系统由前部集束系统,中间光路转折系统及后部成像系统3部分组成.集束系统采用望远镜式结构,用于改变光束的口径;光路转折系统采用库德光路,由4片反射镜组成,用于转折光路及扫描;成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成,分别形成两个视场的像,用于目标识别与跟踪.光学系统焦距分别为60 mm和120 mm,设计传递函数在58 lp/mm处均大于0.5.加工装调后进行了成像试验验证,结果表明,该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取,在可视范围内成像质量满足系统总体要求.     

中波红外两档变焦光学系统

报道了一种用于320×240制冷型探测器的中波红外两档变焦光学系统。该系统采用二次成像、前组透镜轴向移动变焦的光学结构形式。根据探测器类型和实际的使用要求给出了系统的光学参数,并利用光学设计软件对系统的像质进行了的分析。结果表明,该系统可以实现焦距为180/60两档变焦,工作波段为3～5μm,F数为1.96,满足100％冷光阑效率,截止频率16lp/mm处的MTF值大于0.6,结构简单,使用方便,像质好。     

大面阵中波红外连续变焦光学系统设计

针对制冷式大面阵640×512凝视焦平面阵列探测器,设计了一套中波红外连续变焦光学系统。该系统由变焦系统和二次成像系统构成,包括7片透镜和2个反射镜组成的折叠光路。首先,根据变焦原理和专业光学设计软件给出了系统结构及其参数。然后,分析了系统的像质和冷反射效应。最后,验证了系统的性能指标。结果表明:该系统可以实现50～500mm的连续变焦,变焦过程中目标景物始终清晰可见;系统在耐奎斯特频率处的全视场光学传递函数大于0.35,全视场畸变小于2%,无冷反射现象;具有分辨率高、热灵敏度高、像质好、变焦轨迹平滑等特点,基本满足设计要求。     

连续变倍体视显微镜共用前置物镜的设计

分析了平行光系统的连续变倍体视显微镜的共用前置物镜的光学特性,讨论了共用前置物镜的设计方法,样机实测结果表明,视场清晰范围及视场中心分辨力达到机械行业标准的规定。     

医用内镜双通道光学接口的设计原理

设计了一种医用内镜图像显示双通道光学接口。接口由分光棱镜和变焦距物镜组成。本文介绍光学接口的分光及光孔承接;分析变焦物镜的光学特性;论述小型线性差动变焦物镜的设计原理;并给出了一种设计实例及评价结果。所设计的光学接口已应用于胃镜计算机彩色显微图像显示仪中。使用证明：该光学接口结构简单、体积小、重量轻,其像质可与多种内镜和CCD彩色摄像机相匹配。因此,接口可适用于多种内镜的图像显示。     

机载海洋改进型Dyson高光谱成像仪的研制

针对海洋环境、海洋水色等领域的发展需要,设计了一种适于机载的宽视场、大相对孔径的改进型Dyson光谱成像系统。根据海洋环境污染的光学特性,利用不同目标反照率值估算目标信号的信噪比,将高光谱成像仪的工作波段扩宽至紫外波段;使用大像元尺寸的探测器、大相对孔径的成像系统来满足对海洋目标弱信号的识别,同时通过降低积分时间来避免近海岸沙滩信号过强引起的探测器饱和。该光谱仪的工作波段为0.32~1.05μm、相对孔径为f/1.8、像元尺寸为24μm×24μm,通过加入弯月形的矫正镜避免了狭缝、探测器、滤光片和单透镜相互之间产生干涉。设计结果表明,整个光学系统各波长的传递函数均大于0.83,谱线弯曲和谱带弯曲均小于像元尺寸的4%。所设计成像光谱仪系统适用于海洋环境污染,尤其是海洋溢油污染的监测。     

光学补偿式连续变倍体视显微镜的光学设计

介绍了变倍范围在 1×～ 4×的连续变倍体视显微镜的光学系统设计。论述了该系统的变焦原理、高斯光学计算及变焦物镜的设计方法