30-300mm轻型变焦物镜光学系统设计

论文摘要

变焦系统在各行各业都得到了广泛的应用,因此对变焦系统的设计要求也各有差异。由于用途不同,有些行业不仅对系统的像质有要求,还对系统的重量和体积有了更严格的要求,以便使变焦系统适用于更多的特殊环境。本论文设计出一组长焦距轻量型的变焦光学系统,焦距为30mm~300mm,视场角为1.1°~11.4°,F数为3.5。由于变焦系统焦距较长,并且需要在控制口径的前提下减轻重量,经过对变焦理论的研究,本设计采用正组补偿。运用ZEMAX软件,对变焦系统同时进行像质优化与轻量化设计。优化过程中加入非球面,起到简化结构,提高像质的作用。对变焦系统透镜使用的材料进行了分析与比较,对部分透镜材料进行了有效的替换;同时保证像面的相对照度在允许的范围内,对轴外光线进行了适当的拦光,使得有效口径尽量变小。平衡了像质与重量间的关系,最终使光学系统的总体重量从920g减轻到648g,同时系统的像质良好,轴上调制传递函数在120 lp/mm处大于0.3,轴外调制传递函数在120 lp/mm处大于0.2,各视场的调制传递函数在40 lp/mm处大于0.5,畸变小于1%。根据变焦运动方程,运用MATLAB软件进行编程计算,得到反映变倍组与补偿组运动过程的运动曲线图,在变焦的过程中像面比较稳定,调焦顺畅,最后对变焦系统进行了公差分析。系统在满足轻重量的同时又达到了较好的像质要求。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张健

导师: 罗春华

关键词: 光学设计,变焦物镜,正组补偿,轻型

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,仪器仪表工业

单位: 长春理工大学

分类号: O43;TH74

总页数: 64

文件大小: 1163K

下载量: 235

相关论文文献

• [1].像方远心的消色差变焦物镜设计[J]. 长春理工大学学报(自然科学版) 2020(04)
• [2].30mm～300mm轻型变焦物镜光学系统设计[J]. 应用光学 2019(01)
• [3].基于变形镜的三反射离轴变焦物镜设计[J]. 光学学报 2013(12)
• [4].多组元全动型变焦物镜设计[J]. 激光与光电子学进展 2014(12)
• [5].5~×光学补偿长波红外连续变焦物镜系统[J]. 红外技术 2008(04)
• [6].可变焦距机器视觉镜头光学系统设计[J]. 应用光学 2015(02)
• [7].光学补偿式步进变焦距物镜[J]. 光电工程 2009(06)
• [8].连续变焦光机系统凸轮轮廓设计[J]. 激光与红外 2010(09)

标签：光学设计论文;  变焦物镜论文;  正组补偿论文;  轻型论文;