留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

紧凑型大变倍比红外光学系统设计

曲锐 梅超 杨洪涛 曹剑中 赵延

曲锐, 梅超, 杨洪涛, 曹剑中, 赵延. 紧凑型大变倍比红外光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1104002-1104002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1104002
引用本文: 曲锐, 梅超, 杨洪涛, 曹剑中, 赵延. 紧凑型大变倍比红外光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1104002-1104002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1104002
Qu Rui, Mei Chao, Yang Hongtao, Cao Jianzhong, Zhao Yan. Design of compact high zoom ratio infrared optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1104002-1104002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1104002
Citation: Qu Rui, Mei Chao, Yang Hongtao, Cao Jianzhong, Zhao Yan. Design of compact high zoom ratio infrared optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1104002-1104002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.1104002

紧凑型大变倍比红外光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201746.1104002
基金项目: 

中国科学院西部青年学者计划(Y629551213)

详细信息
    作者简介:

    曲锐(1990-),男,研究实习员,硕士,主要从事光学系统设计方面的研究。Email:qu_rui@foxmail.com

  • 中图分类号: O436

Design of compact high zoom ratio infrared optical system

  • 摘要: 针对常用变焦结构在实现大变倍连续变焦时存在的各类问题,从变焦系统设计的基本理论出发,提出了一种可用于大变比光学系统设计的两级串联变倍模型,给出了相应的变焦方程及凸轮曲线设计的优化控制条件和方法。该模型由两组元连续变焦前组和具有变倍放大功能的二次成像后组串联组成,通过移动前组中的变倍组与补偿组实现一级变倍;通过移动补偿组与二次成像组中的二级变倍组,对前组焦距进行二级放大,扩大整个成像系统的变倍能力,同时,二次成像组还压缩了物镜口径,保证了冷阑匹配。完成了一个大变比连续变焦光学系统设计,该系统工作波段为3.7~4.8 m,采用640480制冷型面阵探测器,像元大小15 m,F数恒定为4,可以实现6.5~455 mm、水平视角0.92~58.2、达70倍的连续变焦功能,仅采用了两种材料,十片透镜,总长300 mm,具有优良的成像质量和公差特性。
  • [1] Neil I A. Optimization glitches in zoom lens design[C]//SPIE, 1997, 3129:158-180.
    [2] Ellis I B, James B C, Iain A N, et al. Zoom lens system:US, 6969188 B2[P]. 2005-07-29.
    [3] Sinclair R L. High magnification zoom lenses for 3-5 mm applications[C]//SPIE, 2004, 3429:11-18.
    [4] Aron Y, Boubis I, Shabit R. T. A novel design of a high magnification athermalized 1:30 zoom in the MWIR[C]//SPIE, 2004, 5406:97-106.
    [5] Hyun Sook Kim, Chang Woo Kim, Seok Min Hong, et al. Compact mid-wavelength infrared zoom camera with 20:1 zoom range and automatic athermalization[J]. Opt Eng, 2002, 41(7):1661-1667.
    [6] Zhou Hao, Liu Ying, Sun Qiang, et al. MWIR continuous zoom optical system with magnification of 45[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2014, 33(1):68-77.
    [7] Wang Haiyang, Li Li, Jin Ning, et al. Design of MWIR continuous zoom optical systems with large zoom range[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2):398-402. (in Chinese)
    [8] Zhang Liang. Optical design for middle infrared zoom system[J]. Journal of Applied Optics, 2006, 27(1):32-34. (in Chinese)
    [9] Tao Chunkan. Zoom Focus Optical System Design[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 1988. (in Chinese)
    [10] Lee K H. First-order computation for re-imaging IR optical systems[C]//SPIE, 2003, 5076:123-129.
    [11] Warren J S. Modern Optical Engineering:the Design of Optical Systems[M]. New York:McGraw-Hill, Inc., 2008.
    [12] Kingslake R, Johnson R B. Lens Design Fundamentals[M]. Burlington:Academic Press, 2010.
    [13] Joseph M G. Introduction to Lens Design with Practical ZEMAX Examples[M]. Richmond:Willmann-Bell Inc., 2002.
    [14] Wang Zhijiang, Gu Peisen. Practical Optical Technology Handbook[M]. Beijing:Machinery Industry Press, 2006. (in Chinese)
    [15] Optical Research Associates. Code V Reference Manual[M]. Pasadena:Optical Research Associates, 2009.
  • [1] 曲锐, 杨建峰, 曹剑中, 刘博.  水下大视场连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200468-1-20200468-7. doi: 10.3788/IRLA20200468
    [2] 曲锐, 郭惠楠, 曹剑中, 杨建峰.  可见-近红外无热化连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210090-1-20210090-7. doi: 10.3788/IRLA20210090
    [3] 杨洪涛, 杨晓帆, 梅超, 陈卫宁.  折衍混合红外双波段变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200036-1-20200036-8. doi: 10.3788/IRLA20200036
    [4] 刘鑫, 常军, 陈蔚霖, 杜杉, 武楚晗, 许祥馨, 朱懿.  连续变焦偏振视频显微物镜设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20200003-1-20200003-6. doi: 10.3788/IRLA20200003
    [5] 邓强, 李升辉.  高分辨率像方远心连续变焦投影镜头的设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1114005-1114005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1114005
    [6] 刘智颖, 高柳絮, 黄蕴涵.  offner型连续变焦中波红外光谱成像系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718003-0718003(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0718003
    [7] 陈津津, 苏君红, 金宁, 浦恩昌, 张皓, 苏俊波, 周立钢, 明景谦, 徐曼, 杨开宇, 宋治航.  基于中波制冷型碲镉汞探测器的远距离探测/识别连续变焦热像仪 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 404004-0404004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0404004
    [8] 王静, 吴越豪, 戴世勋, 徐铁峰, 木锐.  硫系玻璃在长波红外无热化连续变焦广角镜头设计中的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 321001-0321001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0321001
    [9] 李卓, 牟达, 吕世龙, 周强.  基于DMD的长波红外变焦投影系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1218003
    [10] 杨利华, 赵侃, 于双双, 徐大维, 韩星, 孟军合.  立体手术显微镜连续变焦大物镜设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118008-0118008(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0118008
    [11] 李宏壮, 赵勇志, 马鑫雪, 于树海, 殷丽梅.  大口径折反式三组元连续变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3037-3042.
    [12] 白瑜, 邢廷文, 蒋亚东, 廖志远, 程习敏.  长焦距高分辨率红外两档变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2589-2594.
    [13] 姜凯, 周泗忠, 李刚, 杨晓许, 赵睿, 张恒金.  折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 403-407.
    [14] 王海洋, 李力, 金宁, 付艳鹏, 李训牛.  大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 398-402.
    [15] 姜凯, 周泗忠, 王艳彬, 段晶, 赵睿, 张恒金.  大口径离轴折反式中波红外连续变焦系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2467-2471.
    [16] 赵坤, 李升辉.  双孔径红外变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2889-2893.
    [17] 王保华, 刘英, 孙强, 王媛媛, 张建忠, 姜洋.  折射/衍射混合长波红外连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 148-153.
    [18] 许利峰, 张新, 蔡伟, 曲贺盟.  高变倍比全动型变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1748-1753.
    [19] 周昊, 刘英, 孙强.  高变焦比中波红外连续变焦光学系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 663-668.
    [20] 陈津津, 金宁, 周立钢, 贾星蕊.  高清晰大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2742-2747.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  681
  • HTML全文浏览量:  137
  • PDF下载量:  201
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-12
  • 修回日期:  2017-04-17
  • 刊出日期:  2017-11-25

紧凑型大变倍比红外光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201746.1104002
    作者简介:

    曲锐(1990-),男,研究实习员,硕士,主要从事光学系统设计方面的研究。Email:qu_rui@foxmail.com

基金项目:

中国科学院西部青年学者计划(Y629551213)

  • 中图分类号: O436

摘要: 针对常用变焦结构在实现大变倍连续变焦时存在的各类问题,从变焦系统设计的基本理论出发,提出了一种可用于大变比光学系统设计的两级串联变倍模型,给出了相应的变焦方程及凸轮曲线设计的优化控制条件和方法。该模型由两组元连续变焦前组和具有变倍放大功能的二次成像后组串联组成,通过移动前组中的变倍组与补偿组实现一级变倍;通过移动补偿组与二次成像组中的二级变倍组,对前组焦距进行二级放大,扩大整个成像系统的变倍能力,同时,二次成像组还压缩了物镜口径,保证了冷阑匹配。完成了一个大变比连续变焦光学系统设计,该系统工作波段为3.7~4.8 m,采用640480制冷型面阵探测器,像元大小15 m,F数恒定为4,可以实现6.5~455 mm、水平视角0.92~58.2、达70倍的连续变焦功能,仅采用了两种材料,十片透镜,总长300 mm,具有优良的成像质量和公差特性。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回