概論
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Y,\K9 \+]U1^ 成像鏡頭包括定焦鏡頭和變焦鏡頭,我們?cè)谌粘I钪惺褂玫?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光學(xué)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_1">光學(xué)系統(tǒng)大多是可以變焦的,比如手機(jī)鏡頭、專業(yè)相機(jī)的鏡頭、顯微鏡等。
dKs^Dq <M(Jqb cWa 成像鏡頭在很多實(shí)際應(yīng)用中通常也要求具備變焦的能力,如 CCTV 監(jiān)控鏡頭,紅外探測(cè)鏡頭,攝影鏡頭,雙筒
望遠(yuǎn)鏡等等,鏡頭具備變焦的能力便可以應(yīng)用于多種環(huán)境條件,放大縮小或局部特寫,這是一個(gè)定焦鏡頭所無法完成的。
6`/nA4S4. *h+@a 所謂變焦,即鏡頭的焦距在一定范圍可調(diào)節(jié),通過改變焦距從而改變系統(tǒng)視場(chǎng)大小,達(dá)到不同距離不同范圍景物的成像。我們通常所說的變焦鏡頭一般指攝像鏡頭,即在不改變拍攝距離的情況下通過改變焦距來改變拍攝范圍,因此非常利于畫面構(gòu)圖。
qH3<,s* @8IYJ{= [由于一個(gè)系統(tǒng)的焦距在某一范圍可變,相當(dāng)于由無數(shù)多個(gè)定焦系統(tǒng)組成的,在設(shè)計(jì)變焦鏡頭時(shí)也是使用類似定焦鏡頭的分析
優(yōu)化方法。
(AHZmi
V r:[N#*kK 設(shè)計(jì)要求
'S_kD! BO ]設(shè)計(jì)好的一組鏡頭如果變化鏡片與鏡片之間的空氣厚度,鏡頭的焦距會(huì)隨之變化,通常來說一個(gè)系統(tǒng)的接收面尺寸大小是固定不變的(像面:CCD 或COMS 或其它探測(cè)面),在基礎(chǔ)光學(xué)理論中像面大小、視場(chǎng)和焦距三者有如下關(guān)系:
c6IFt4)g ~]+-<O^U~ I=f×tan(θ) I = f × tan(\theta) I=f×tan(θ)
u/`jb2eEU: I為像高,f為焦距,θ為視場(chǎng)角度。
c$X0C&m 這個(gè)關(guān)系也很容易理解,一個(gè)三角形即可。
mcbr3P eBZa9X$ 變焦鏡頭的變焦倍數(shù)為長焦距和短焦距比值,也稱為“倍率”。理論定義下,在變焦過程中鏡頭的相對(duì)孔徑保持不變,但對(duì)于實(shí)際的高變倍比系統(tǒng),由于外形尺寸不希望過大或二級(jí)
光譜校正等問題,通常在變焦時(shí)采取相對(duì)孔徑(即F/#) 也跟隨變化的方案。
ls5s}X AJ0qq 通過改變鏡片與鏡片之間的間隔達(dá)到設(shè)計(jì)的焦距要求,當(dāng)系統(tǒng)的入瞳直徑 D 固定時(shí),即系統(tǒng)接受的光束大小一定時(shí),根據(jù) F/#=f/D 可知,f變化將引起F/#的變化,也就是我們調(diào)焦距也就是調(diào)光圈大小 (F/#也稱為光圈),此時(shí)光闌大小隨焦距變化而變化(非固定值)。這里也有人把調(diào)光闌大小稱為調(diào)光圈。
q+A^JjzT $~h\8 確定設(shè)計(jì)目標(biāo)
參數(shù),以下為本次設(shè)計(jì)的目標(biāo):
Y^zL}@ n5nV461U 光學(xué)參數(shù):
Optical system parameters Values
Spectral region/nm 420-650
Focus/mm 25-32
FOV/(°) 30.11×19.08-23.73×14.96
Image size/mm 15.4×9.6
F/# 2.4
Telecentricity/(°) <1
h8IjTd]z{$ kOv2E] 像質(zhì)要求:該投影鏡頭在連續(xù)變焦過程中各視場(chǎng) MTF 值在 72 lp/mm 處不低于 0.4,各視場(chǎng) RMS 彌散斑直徑小于 8.5 μm,畸變小于 2%,短焦邊緣視場(chǎng)照度均勻性大于 85%。
1J}i :i& RR2Q 因?yàn)樽兘雇队扮R頭的變倍比比較小(25-33),可以先用 DSEARCH 搜符合變焦位置1的定焦鏡頭,然后設(shè)置 ZFILE 修改為變焦鏡頭,再進(jìn)行優(yōu)化,會(huì)比直接搜14片 ZSEARCH 變焦鏡頭更加快捷簡(jiǎn)便。
2k\i/i/Y DSEARCH 輸入:參數(shù)為短焦處的投影鏡頭
pEUbP,3M: Yzr RnVr
6`sOhVD B;SN}I 以上為 DSEARCH 直接搜出的結(jié)果,中間的空氣間隔太小,沒有留給變焦的空間,總長才120,遠(yuǎn)沒有到240的限制。因此在 AANT 中限制總長最小值 LLL 200,元件厚度 ACC 711,進(jìn)行優(yōu)化,留出足夠的變焦空間。以下為新的初始宏:
S@AHI!"h=V ,vfi]_PK 搜索宏
請(qǐng)?jiān)u論區(qū)留言聯(lián)系工作人員獲取代碼
it=4cHT
b;wf7~a* k+X=8()k 運(yùn)行搜索宏可以得到10個(gè)初始結(jié)構(gòu):
]=
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