成像是光學設計的主旋律,隨著現(xiàn)代化的高速發(fā)展,各行業(yè)對成像鏡頭需求和要求逐步提高,如在攝影、安防、科研、醫(yī)療、工業(yè)等領域,對鏡頭的視場、孔徑、靶面、變焦比等提出了更高的要求。當前,中畫幅、全畫幅等大靶面高品質鏡頭占據(jù)著行業(yè)發(fā)展主流,但國內相關技術水平處于初級發(fā)展階段,高端鏡頭仍被國外產(chǎn)品所壟斷。傳統(tǒng)連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結構計算方法難以滿足大孔徑、長焦距、全畫幅變焦鏡頭的計算要求,本文提出了基于廣義拉格朗日乘子法、內點法、修正序列二次規(guī)劃法三種連續(xù)變焦高斯結構最優(yōu)化算法。結合給定的系統(tǒng)參數(shù)及初級像差理論構建一個自定義的目標優(yōu)化函數(shù),采用像差分布合理的正-負-正-負-正五組結構形式,通過設定合理的普適性參數(shù),利用三種算法優(yōu)化計算分別獲得了焦距30.356-100.243 mm、F/#2.8（恒定不變）、全畫幅五組全動連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結構,并對比分析了三種優(yōu)化算法所獲得的變焦鏡頭高斯結構的優(yōu)勢與不足。鑒于內點法穩(wěn)健性及在高變倍比優(yōu)化計算方面的優(yōu)勢,本文又利用內點法優(yōu)化計算獲得了焦距21.421-109.835 mm、F/#2.8（恒定不變）、全畫幅六組全動連續(xù)變焦系統(tǒng)高斯結構。針對結構緊湊廣義拉... 

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
第2章 變焦系統(tǒng)最優(yōu)化算法理論
    2.1 最優(yōu)化算法概述
    2.2 廣義拉格朗日乘子算法
    2.3 內點法
    2.4 序列二次規(guī)劃算法
    2.5 三種優(yōu)化算法特點總結分析
    2.6 本章小結
第3章 普適性變焦光學系統(tǒng)的高斯理論
    3.1 傳統(tǒng)及全組全動型變焦光學系統(tǒng)簡介
    3.2 變焦光學系統(tǒng)高斯理論的PW像差模型
    3.3 變焦光學系統(tǒng)優(yōu)化計算目標函數(shù)的建立
    3.4 本章小結
第4章 30-100 mm變焦系統(tǒng)初始結構優(yōu)化計算
    4.1 廣義拉格朗日乘子算法優(yōu)化計算變焦系統(tǒng)高斯結構
    4.2 內點法優(yōu)化計算變焦系統(tǒng)高斯結構
    4.3 序列二次規(guī)劃算法優(yōu)化計算變焦系統(tǒng)高斯結構
    4.4 三種優(yōu)化算法結果對比分析
    4.5 本章小結
第5章 大孔徑長焦距全畫幅變焦系統(tǒng)優(yōu)化設計
    5.1 變焦系統(tǒng)鏡組結構形式選擇及初始結構計算(基礎理論)
    5.2 30 -100 mm五組全動型恒定大孔徑全畫幅連續(xù)變焦系統(tǒng)設計
        5.2.1 構建變焦系統(tǒng)初始結構
        5.2.2 初始結構非球面設計
        5.2.3 結論
    5.3 22 -110mm六組全動型恒定大孔徑全畫幅連續(xù)變焦系統(tǒng)設計
        5.3.1 構建變焦系統(tǒng)初始結構
        5.3.2 初始結構再優(yōu)化
        5.3.3 結論
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 論文的研究成果
    6.2 論文的創(chuàng)新點
    6.3 未來工作展望
參考文獻
附錄 計算程序(以GLM算法為例)
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]連續(xù)變焦系統(tǒng)的一階結構設計方法研究[J]. 翟婷婷,朱健強.  光學學報. 2015(07)
[3]多組元全動型變焦物鏡設計[J]. 鐘劉軍,安志勇,高鐸瑞,趙昭.  激光與光電子學進展. 2014(12)
[4]多組全動型變焦系統(tǒng)新型設計[J]. 蔡偉,張鷹,張新,伍雁雄,張繼真.  光學學報. 2012(03)
[5]變焦距系統(tǒng)的變倍補償方式[J]. 蔡偉,張新,馮秀恒,王靈杰,張建萍,何鋒赟.  光學精密工程. 2011(09)
[6]變焦距物鏡高斯光學參數(shù)的求解[J]. 李林,王涌天,張麗琴,黃一帆.  北京理工大學學報. 2003(04)
[7]變焦距鏡頭高斯光學設計的新方法[J]. 王琦,王光宇,程雪岷,王涌天.  光學學報. 2002(08)
[8]多組元全動型變焦距透鏡高斯光學參數(shù)的求解方法[J]. 張麗琴,王涌天,李林.  光學學報. 2002(05)
[9]全動型變焦距物鏡的近軸分析[J]. 崔軍,何國雄.  浙江大學學報(自然科學版). 1994(05)
[10]全動型變焦距物鏡光焦度分配及倍率選段的優(yōu)化規(guī)范[J]. 崔軍.  深圳大學學報. 1993(Z1)



本文編號：3646103