【摘要】：變焦距光學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在相機(jī)位置不變的情況下獲得不同比例的圖像。因此,其在軍用與民用領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。隨著對(duì)變焦距光學(xué)系統(tǒng)的需求逐步增加,在一些工作場(chǎng)景中,例如航空航天、晝夜一體監(jiān)控設(shè)備等領(lǐng)域,人們對(duì)變焦距光學(xué)系統(tǒng)提出了新的要求,包括小型化、高成像質(zhì)量、更寬的工作波段等。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這種寬波段共焦面變焦距光學(xué)系統(tǒng)的小型化,同時(shí)提高成像質(zhì)量,本文采用多組變倍的變焦距光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。利用高斯括弧計(jì)算多組變倍變焦距光學(xué)系統(tǒng)高斯光學(xué)結(jié)構(gòu)并結(jié)合數(shù)據(jù)可視化分析方法,分析多組變倍變焦距光學(xué)系統(tǒng)的變焦過程。同時(shí),為了校正寬波段變焦距光學(xué)系統(tǒng)前組的二級(jí)光譜與三級(jí)光譜,提出了一種子波段縫合光學(xué)玻璃組合選擇方法。該方法是將設(shè)計(jì)波段拆分成多個(gè)子波段區(qū)間,并將子波段區(qū)間進(jìn)行縫合生成更大的子波段區(qū)間直至將整個(gè)波段覆蓋,同時(shí)對(duì)所有可能的光學(xué)玻璃組合在每個(gè)子波段區(qū)間列出復(fù)消色差方程組。通過最小二乘法對(duì)方程組求解,得到能夠有效校正寬波段長(zhǎng)焦距光學(xué)系統(tǒng)二級(jí)光譜與三級(jí)光譜的最優(yōu)玻璃組合。最終本文基于多組變倍的變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及子波段縫合方法,完成了一個(gè)含有三個(gè)移動(dòng)組、焦距變化范圍在80mm至400mm、F數(shù)為5、工作波段在480nm至900nm之間的寬波段變焦距光學(xué)系統(tǒng),光學(xué)系統(tǒng)軸上視場(chǎng)MTF在70lp/mm處可以達(dá)到0.6,邊緣視場(chǎng)MTF在70lp/mm處達(dá)到0.3,光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)為230mm、相對(duì)長(zhǎng)度為0.575,設(shè)計(jì)結(jié)果滿足小型化要求。
【圖文】：

改變對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的影響，本章后續(xù)章節(jié)過程的。及其計(jì)算試?yán)梢钥闯�，�?dāng)計(jì)算項(xiàng)數(shù)加多后工計(jì)算工作量可想而知。但是隨著現(xiàn)代計(jì)軟件的應(yīng)用，就使得這類繁瑣的計(jì)算變得簡(jiǎn)單利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)其快速計(jì)算，編程簡(jiǎn)單易行，由高斯括弧構(gòu)成的變焦方程可以分析復(fù)雜變統(tǒng)變焦方程系統(tǒng)變焦方程的建立組成的變焦光學(xué)系統(tǒng)的示意圖如圖 2.1 所示:

1 1Ah lB 位置的放大倍率為2 22 2' 'Bh lmh l= = （2-39）由于1 2l '= l ，1 2l = l'，所以有1ABmm= （2-40）這里可以看出，對(duì)于系統(tǒng)中的任意一個(gè)組元都存在著一個(gè)現(xiàn)象，即該組元有兩個(gè)置可以實(shí)現(xiàn)相面的位置不變，，且軸向放大倍率互為倒數(shù)。這相當(dāng)于把物面和像面的置交換了一下，這就是物像交換原則。所以在變焦系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)組份在運(yùn)動(dòng)過程中的每個(gè)時(shí)刻都存在兩個(gè)位置是它的物交換位置，把這些位置連接起來，則變倍組有兩條物像交換曲線，補(bǔ)償組也有兩條像交換曲線。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O43

【參考文獻(xiàn)】

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