快速变焦镜头的光学设计

快速变焦镜头的光学设计

一、快速变焦镜头的光学设计(论文文献综述)

苗兆[1](2021)在《大变倍安防变焦监控镜头的光学设计》文中研究指明安防监控镜头作为视频监控系统的核心组成部件,其性能直接决定着视频监控系统的整体成像效果。随着“中国天网”的推进,市场对安防变焦监控镜头的需求激增,对其性能也提出了更高要求,兼具大变倍比、大相对孔径、宽光谱、小型化和高像质的变焦监控系统是目前的需求方向,也是设计的热点和难点。本文主要基于市场需求及企业指标要求,完成了一款总长小于166mm、F数范围为1.6~4.5、变倍比为22倍且像素高达200万的日夜型安防变焦监控镜头的光学设计。首先,论文在分析不同变焦形式的基础上,选择了2-4组机械补偿式的变焦形式,并通过高斯光学分析论证了该变焦形式在实现系统大变倍比设计上的可行性及优势。其次,通过高斯参数计算、理想光学仿真、组元设计和组元重组的方法架构了变焦系统的初始结构,并利用光焦度和偏角分布检验了初始结构的合理性;根据系统像差的特点制定了像差校正的综合方案,通过Zemax完成了系统像差的校正,并采用多种像质评价方式对系统像质进行了全面而综合评价;依据目前的加工工艺、组装水平对系统进行公差分析,通过优化各公差的敏感度使系统可加工性与良品率满足要求。然后,通过重整化设计的方法完成了变焦曲线拟合,既保证了变焦曲线的平缓又确保了每一焦距处均具有良好的像质;通过机电主动式补偿技术对系统进行温度补偿设计,确保系统在-40℃~+60℃的高低温环境均良好成像。最后,本文采用2-4组机械补偿式的变焦形式并利用通过组元设计与重组所架构的初始结构,实现了变倍比达22倍的安防变焦镜头的光学设计。该变焦镜头云共有12枚标准球面透镜和3枚非球面透镜,既保证了镜头具有良好的像质又兼顾了小型化设计的要求。该变焦镜头在奈奎斯特频率为125/mm处,轴上点MTF值均大于0.4,轴外点MTF值均大于0.3,像质良好,总像素达200万。镜头总长仅为165.75mm且最大通光孔径小于60mm,结构紧凑。镜头的变焦曲线连续且平滑,确保了变焦过程的顺畅与像质,同时,镜头公差满足加工工艺且具有良好的高低温适应性。

骆魁桢[2](2021)在《复消色差固液组合透镜设计与分析》文中进行了进一步梳理机器视觉成像光学系统广泛用于安防、工业检测、医疗成像、智能驾驶等各个领域,对成像质量较高的光学系统需要对二级光谱进行校正,使其达到复消色差水平。液体透镜具有变焦过程无机械运动、重量轻、体积小、变焦速度快等优点。但当前有关液体透镜组复消色差的研究较少。本文对玻璃材料和液体材料的色散性质进行了研究,建立了从初始结构开始的复消色差透镜设计方法,并利用这种方法设计了全固体的复消色差透镜以及固液组合复消色差光学系统。固液组合复消色差光学系统具有未使用低色散玻璃材料的优点。本文对固液组合复消色差透镜的变焦过程进行了讨论,将Buchdahl色散矢量分析方法应用于对机器视觉成像系统的材料选择中,建立了一种初始结构设计-初步优化-更换材料-再次优化-更换材料-多次优化的光学设计步骤。设计得到了焦距60mm,视场角16°,F/#为5.45的复消色差透镜组。调制传递函数(MTF)曲线在200lp/mm处大于0.2,像方视场与1"CMOS相机相匹配。对固液组合变焦光学系统中液体透镜光焦度变化对光学系统分辨率和消色差的影响进行了分析。通过观察Buchdahl色散图中材料点分布,选择合适的玻璃和液体材料,优化得到了固液组合复消色差变焦透镜组。在全变焦范围内,残余色差和二级光谱的值均小于3μm,实现了在全变焦范围内的复消色差,光学系统具有良好的分辨率。

王春阳[3](2021)在《基于TRIZ改善红外连续变焦镜头光轴一致性研究》文中研究说明随着红外技术不断发展、进步,红外连续变焦镜头应用领域不断扩展延伸,对红外连续变焦镜头光轴一致性和成像质量要求也愈发严格。本论文以校企合作项目为依托,针对红外连续变焦镜头光轴一致性问题展开研究,基于运动分析结果对其光机结构进行改进,使其增强目标快速搜索、持续跟踪能力,因此红外连续变焦镜头光机结构设计对改善光轴一致性具有重要意义。本论文主要以红外连续变焦镜头光轴一致性因素为主导,通过TRIZ理论、运动学和有限元方法相结合对红外连续变焦系统进行相关研究。首先,基于最优系统设计方案原则,通过TRIZ理论对红外连续变焦系统进行相关方案设计和研究,利用层次分析法和MATLAB分析出最佳改进方案,为系统进一步设计、研究奠定理论基础;其次,针对最佳改进方案的光机结构进行设计,分别对凸轮筒、弹簧进行研究,其中针对镜框不同长径比、镜片不同位置与导向导钉不同深度,在弹簧不同姿态下对镜片影响进行分析并得到最优结构形式,基于分析结果设计整机,并进行光轴一致性分析和光学性能评价;最后,根据极限工况下改进前后主镜筒的热变形估算镜头光轴偏角,验证结构设计的准确性。为了验证本论文设计的红外连续变焦镜头合理性以及使用性能,对改进镜头分别进行光轴一致性实验、常温实验和高低温实验。实验结果证明,改进后红外连续变焦镜头变焦过程中光轴一致性保持良好,验证了结构设计的合理性;常温实验和高低温实验证明镜头成像质量均满足项目的使用性能要求,再次证明镜头设计方案的可行性。

胡洋[4](2021)在《衍射计算成像宽波段光学系统研究》文中进行了进一步梳理衍射光学元件独特的光学性质用于成像光学系统可以在提升成像质量的同时简化结构,在军用、商用成像领域得到了广泛应用。单层衍射光学元件结构简单、厚度小、成本低,然而,单层衍射光学元件在入射波长远离中心波长后衍射效率明显下降,低衍射效率会严重影响成像质量,致使其无法应用于宽波段成像系统。近年来,计算成像技术飞速发展,该技术可以解决传统光学方法无法解决的问题,同时易于实现系统小型化。本文提出了衍射计算成像宽波段光学系统,使用光学-数字联合设计的方法减小低衍射效率对成像的影响,针对中波、长波宽波段应用范围,研究了衍射计算成像双波段红外光学系统的设计方法,进一步研究了受温度及角度影响的衍射计算成像双波段红外光学系统。该方案为解决单层衍射光学元件宽波段低衍射效率的问题提供了一种新的思路和方法,对实现单层衍射光学元件宽波段应用以及宽波段成像系统小型化、轻量化具有重要意义。本文首先研究了衍射计算成像的理论基础,讨论了单层衍射光学元件的衍射效率特性,分析了其独特的色散特性、温度特性以及初级像差特性;以图像退化模型为基础,讨论了多种常用的图像复原方法,并分析了常用的快速迭代算法;讨论了图像评价方法中的主观评价方法以及多种客观评价方法。本文基于对衍射特性以及复原特性的联合分析,提出了衍射计算成像双波段红外光学系统的设计方法,该方法将单层衍射光学元件中心波长设计在中波以保证中波的成像质量,长波通过本文构建的受衍射效率影响的点扩散函数(Point Spread Function,PSF)模型进行图像复原,从而使双波段都能够高质量成像。设计了含有单层衍射光学元件的中波、长波双波段制冷红外系统,系统焦距200mm、F数为2、视场3.6°,进行了长波图像的复原,对结果进行了评价。结果表明该设计方法可以减弱由于低衍射效率造成的模糊,扩展了单层衍射光学元件的波段应用范围。环境温度的变化会对衍射计算成像双波段红外光学系统产生影响。本文研究了最大化温度-带宽积分平均衍射效率的单层衍射光学元件设计方法,并提出了将温度积分平均衍射效率代入PSF模型;同时基于红外辐射特性,提出了将修正的温度波长权重代入PSF模型。设计了含有单层衍射光学元件的中波、长波双波段制冷红外-40~+60℃无热化系统,系统焦距200mm、F数为2、视场3.6°,进行了图像复原及评价,并与传统无热化设计方法进行了对比。结果表明该方法可以减小温度对衍射计算成像双波段红外系统的影响,简化了双波段红外光学系统无热化的结构。入射角度及视场角度的变化会对衍射计算成像双波段红外光学系统产生影响。本文研究了最大化入射角度-带宽积分平均衍射效率的单层衍射光学元件设计方法,并提出了将入射角度积分平均衍射效率代入PSF模型;推导了视场角度对PSF模型的影响,提出了衍射多级权重优化设计方法,将空间变化复原问题简化为空间不变复原问题。设计了含有单层衍射光学元件的中波、长波双波段制冷红外系统,系统焦距50mm、F数为2、视场14.4°,进行了图像复原及评价,并与传统设计方法进行对比。结果表明该方法可以减小入射角度及视场角度对于衍射计算成像双波段红外光学系统的影响,扩展了衍射计算成像双波段红外光学系统的角度应用范围。

陈腾飞[5](2021)在《双侧平行光路连续变倍数码显微镜设计》文中认为连续变倍数码显微目前已经成为电子、印刷、包装等制造业领域中使用十分广泛的检测工具。本文针对目前市面上一些连续变倍数码显微镜变倍范围相对较小、工作距离固定、物方分辨率低的问题,提出一种分辨率高、变倍比大且成像质量高的双侧平行光路连续变倍数码显微镜。首先基于连续变焦光学系统原理,采用机械补偿式结构,设计了一款四组元连续变倍数码显微镜光学系统,该光学系统工作距离固定,连续变倍同时光学系统物像共轭距固定不变,放大倍率范围0.7×~5.6×。在四组元机械补偿式连续变倍显微光学系统的基础上,设计双侧平行光路连续变倍数码显微镜光学系统。通过控制连续变倍主镜头物方入射光线同像方出射光线的平行度,使得前置辅助物镜和连续变倍主镜头之间以及连续变倍主镜头和后置TV镜之间均为平行光路,这是本文设计的显微镜最大的特点。前置辅助物镜采用无限远像距光路结构,可以将从物体发出的光以平行光束射入连续变倍主镜头,后置TV镜将连续变倍主镜头出射的平行光路聚焦在相机的图像传感器感光面上。所设计的双侧平行光路连续变倍数码显微镜基础放大倍率范围0.7×~5.6×(使用1×辅助物镜和1×TV镜),工作距离80mm,数值孔径0.03~0.086,各倍率成像畸变均小于0.5%。论文随后加工了该连续变倍显微镜,经测试,达到了设计目标。针对双侧平行光路的特点,本文设计了不同倍率的辅助物镜同后置TV镜,包括0.5×、0.75×、1.5×、2×辅助物镜和0.5×、0.75×、1.5×后置TV镜,通过不同倍率的辅助物镜以及TV镜的组合配置,可以使连续变倍镜头的放大倍率范围延伸至0.18×~16.8×,工作距离扩展至33mm~160mm之间。还为显微镜设计了不同类型的照明光源以适应不同使用场合使用,分别为普通环形光源、偏振环形光源和同轴照明光源。通过搭配不同倍率的辅助物镜和TV镜以及照明光源,可以使显微镜的功能多样化,拓宽了显微镜的使用范围,使其适应多种应用场景,比起采用非平行光路设计的连续变倍数码显微镜具有更大的优势。

刘圆,叶德茂,王建楹,颜世恒,张泽南[6](2020)在《50 mm~1000 mm大变倍比变焦光学系统设计》文中研究表明为了满足机场跑道外来物光电探测系统对高像质、大变倍比、长焦距、小型化变焦镜头的需要,利用Zemax软件设计了一款50 mm~1 000 mm机械变焦镜头。该镜头采用机械补偿变焦结构,采用超低色散镜片来矫正变焦过程中引起的大色差问题,通过评价函数操作数对镜头的结构尺寸以及像质进行优化。通过优化设计,整个系统由28片球面透镜组成,系统总长小于400 mm,MTF在100 lp/mm条件下逼近衍射极限(MTF>0.2),RMS弥散斑半径在中心视场条件下小于5μm,场曲小于0.1 mm,畸变小于1%,绘制了变倍组与补偿组的运动变化曲线,曲线平滑没有断点。分析结果表明:该系统满足机场跑道外来物探测的实际应用需求,对于大变倍比变焦光学系统设计具有一定的参考意义。

李松岩[7](2020)在《折反射式日盲紫外变焦光学系统设计》文中进行了进一步梳理当代电力系统中高压输变电线会使用许多的绝缘涂层,当绝缘涂层性能开始下降时会产生一系列放电现象,放电会伴随着辐射发出240-280nm日盲紫外波段的光信号。用紫外成像镜头可以观测到电力系统中故障处的放电情况,从而进一步阻止相关安全事故的发生,进而确保电力系统的运行保持良好状态。日盲紫外成像技术对电力系统的放电检测拥有识别速度快,准确率高,耐久性强的特点。因此,本论文设计了一款多焦段的日盲紫外成像光学系统,变焦镜头在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角,从而检测出电力系统输变电线不同范围的放电情况。本论文研究了电晕检测成像技术在国内外的研究进展,讲述了电晕放电的相关原理以及针对电晕放电成像检测相关技术进行论述。接着介绍了变焦光学系统的结构类型和工作原理,根据以上理论基础,利用Zemax软件设计了一款多焦段的紫外光学成像镜头,焦距为100-200mm,入瞳直径为60mm,变倍比为2,该镜头全部采用球面镜,工艺性好,结构紧凑,系统长度短,像质良好。最后对上述光学设计结果进行了公差分析,结果表明公差合理,符合实际生产加工要求。

肖忠[8](2020)在《超声电机驱动的电动激光扩束镜研究》文中提出由于激光具有方向性强和准直性强等优点,近年来其已在激光制导、激光全息等许多领域得到了应用。通常激光器产生的光束直径一定,且发散角较大,无法直接满足如激光测距、激光通信等场合的应用。激光扩束镜作为一种准直扩束装置,能够把原始窄细的激光束扩展成宽光束,同时减小激光束的发散角,调节出射激光束达到所需的尺寸和成像质量。现有的电动扩束镜一般由电磁电机驱动。此种扩束镜结构复杂、响应速度慢、控制精度低。超声电机作为一种新型的电机,其结构简单、响应速度快、控制精度高,将其作为扩束镜的驱动机构,能够实现对激光束的快速、高精度扩束准直。本文以电动激光扩束镜为应用背景,着重介绍、分析了扩束镜的准直扩束原理,对扩束镜及驱动用超声电机进行了结构设计和实验研究。主要工作如下:(1)基于扩束镜的特点、应用背景及研究现状,分析了现有固定扩束比扩束镜、手动调节扩束镜和电动扩束镜的特点及探讨了它们的不足;阐述了超声电机在镜头变焦领域的应用现状,及采用超声电机作为扩束镜驱动源具有的优势和现实意义。(2)基于扩束镜的准直扩束原理和变焦距原理,对扩束镜进行了光学和机械结构设计,完成了相关零部件的受力分析。同时,创建了扩束镜的运动学仿真模型,利用ADAMS软件对其进行了碰撞检测。结果表明扩束镜运行顺畅,结构设计合理。(3)对扩束镜驱动用超声电机进行了设计。利用有限元软件分别优化了磷青铜、PPS和磷青铜-PPS材料定子的结构。建立了电机的温度场仿真模型,通过仿真得到了电机关键部位温度随时间的变化规律,并通过实验对超声电机性能进行了测试。(4)测试了扩束镜样机的性能。实验结果表明,移动镜组的定位误差与电机的转速有关,通过改变电机工作电压频率和相位差的方式来调节电机转速,获得了定位误差分别受电压频率和相位差的影响关系曲线。通过测量不同扩束比激光束所成光斑的大小,测试了样机的准直扩束性能,出射光束光斑大小与理论值基本一致。

阎帅[9](2020)在《大变倍比安防镜头光学系统设计》文中认为安防镜头是安防监控系统的重要组成部分,决定着安防监控系统的成像效果。近年来,我国的安防监控战略向着城乡全面监控的方向发展。城市中监控情况复杂,农村人口稀疏、布置线路比较困难,这使得市场对于变焦安防镜头特别是大变倍比安防镜头的需求与日俱增。针对这种发展趋势,设计了一款变倍比为25倍的大变倍比安防镜头。本文分析了各种变焦形式并选择了四组元正组补偿变焦形式作为镜头变焦结构,对这种变焦形式的高斯理论进行了介绍,并在原有基础上扩展了变焦系统高斯计算初始参数为高斯计算提供了更多可能。经过高斯参数计算、偏角图分析、初始结构搭建与ZEMAX软件优化等步骤完成了大变倍比安防镜头的系统设计。本文所设计的大变倍比安防镜头采用四组元16片透镜组成,焦距变化范围为7.4mm~185mm,F数为5,采用1/1.8英寸接口类型为CS型的CCD作为图像接收器,工作距大于12mm。因安防镜头要求体积较小,系统中加入非球面光学塑料透镜来减小体积、降低制造成本,最终系统光学总长小于160mm,镜片最大口径小于60mm。同时,系统的成像质量良好,轴上点在截止频率135.5lp/mm处大于0.3,轴外点在截止频率处大于0.2。采用取点拟合的方法得到了系统凸轮曲线,曲线平滑无拐点、倾斜自然,变焦过程中像面稳定,机械结构不会卡死。最后运用ZEMAX对系统进行了公差分析,结果满足加工要求。

巴斯光年,薇白,吉贝卡,TobeJIN,张天航,杨小咩,枪炮玫瑰,隋晓龙,李白兔子,吴泓磊,熊道森,马萌粗,蔡翔,Hauff,威廉的小猪,申沛,衣刀君,欧阳志斌,YZERG,梁爽,文太大叔,张林强,秦飞,屈楷棠,张宾,宇哲,陈晨,李恒,徐岩,欧鹏,郑文煊,捷尔任斯基,苏铁,飘在英伦,郭梅,Babagi,克里斯,义天天,德克诺维司机,谭小北,小胡子张,千卉[10](2019)在《70支无反镜头购买指南》文中指出据有关数据显示,无反相机已经超越单反相机在影像市场占据主导地位,而无反镜头也随之登上C位。本期器材大策划栏目,我们盘点了几乎目前在售的所有无反镜头,并在众多纷繁复杂的无反镜头群中,为大家精心挑选了一些值得关注的重点镜头进行详细解析,为你的镜头选择出谋划策。

二、快速变焦镜头的光学设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、快速变焦镜头的光学设计(论文提纲范文)

(1)大变倍安防变焦监控镜头的光学设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 安防镜头国内外研究现状
        1.2.1 安防镜头国外研究现状
        1.2.2 安防镜头国内研究现状
        1.2.3 安防镜头的应用
    1.3 论文主要内容及章节安排
        1.3.1 研究的主要内容
        1.3.2 章节安排
2 变焦系统理论分析
    2.1 变焦系统的变焦原理
    2.2 变焦系统的类型讨论
        2.2.1 光学补偿式变焦系统
        2.2.2 机械补偿式变焦系统
        2.2.3 双组联动型变焦系统
        2.2.4 全动型变焦系统
    2.3 变焦系统设计的一般步骤
    2.4 变焦系统小型化设计方法
    2.5 本章小结
3 大变倍安防变焦监控镜头的设计
    3.1 系统参数分析
    3.2 系统初始结构的设计
        3.2.1 变焦形式选择
        3.2.2 高斯光学分析
        3.2.3 初始结构的架构
    3.3 像差优化与像质评价
        3.3.1 像差的形成与优化操作数
        3.3.2 非球面对像差校正的作用
        3.3.3 系统像差优化
        3.3.4 系统像质评价
    3.4 镜头系统公差分析
        3.4.1 系统误差来源与公差分析方法
        3.4.2 镜头系统公差分析结果
    3.5 本章小结
4 变焦曲线拟合与无热化设计
    4.1 变焦曲线拟合
        4.1.1 变焦曲线的重整化
        4.1.2 凸轮曲线升角分析
    4.2 系统无热化设计
        4.2.1 无热化补偿技术
        4.2.2 系统在两个极端温度下的成像质量
        4.2.3 温度补偿后的成像质量
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢

(2)复消色差固液组合透镜设计与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题的研究背景与意义
    §1.2 机器视觉成像国内外研究现状
    §1.3 液体透镜国内外研究现状
        §1.3.1 液体透镜驱动控制研究概述
        §1.3.2 液体变焦光学系统的成像理论研究现状
    §1.4 论文主要内容
第二章 复消色差成像理论与方法
    §2.1 色差和二级光谱的产生
    §2.2 复消色差的实现方法
    §2.3 Buchdahl色散系数的计算
    §2.4 小结
第三章 固体材料复消色差光学系统设计
    §3.1 光学系统初始结构设计
    §3.2 光学系统优化方法
        §3.2.1 初始结构的分析和优化
        §3.2.2 Buchdahl色散矢量分析与玻璃替换
    §3.3 光学系统设计结果
    §3.4 小结
第四章 固‐液组合材料复消色差变焦镜头设计
    §4.1 复消色差固液组合镜头设计
        §4.1.1 液体材料色散特性分析
        §4.1.2 透镜材料的选择与替换
        §4.1.3 光学系统优化
        §4.1.4 固液组合透镜组设计结果
    §4.2 固液组合透镜的变焦
        §4.2.1 多重结构的建立与变焦过程分析
        §4.2.2 光学系统的改进与持续优化
    §4.3 复消色差变焦光学系统的实现
        §4.3.1 固液组合复消色差透镜组最终结果
        §4.3.2 固液组合复消色差变焦透镜组设计结果
    §4.4 设计结果分析
    §4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    §5.1 论文总结
    §5.2 主要创新点
    §5.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果

(3)基于TRIZ改善红外连续变焦镜头光轴一致性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题来源及研究背景
        1.1.2 课题研究的意义
    1.2 红外连续变焦镜头国内外研究现状
    1.3 TRIZ理论国内外研究现状
    1.4 主要研究内容
第二章 红外连续变焦系统理论
    2.1 红外成像技术简介
    2.2 变焦原理及分类
    2.3 变焦结构与光轴一致性
        2.3.1 传动类型和特点
        2.3.2 凸轮机构的类型和特点
        2.3.3 光轴一致性误差
    2.4 红外连续变焦镜头模型简介
    2.5 本章小结
第三章 基于TRIZ理论红外连续变焦镜头方案设计
    3.1 TRIZ理论基础
        3.1.1 问题识别工具
        3.1.2 问题求解工具
    3.2 红外变焦系统分析
        3.2.1 红外变焦系统组件功能分析
        3.2.2 红外变焦系统功能建模
        3.2.3 红外变焦系统问题因果分析
    3.3 红外变焦系统问题求解与方案建立
        3.3.1 功能分析及改进方案
        3.3.2 镜框与主镜筒矛盾分析及改进方案
        3.3.3 电动机与凸轮筒矛盾分析及改进方案
        3.3.4 凸轮筒与导向导钉物场分析及改进方案
        3.3.5 红外变焦系统改进方案总结
    3.4 系统改进方案评价方法建立
    3.5 基于层次分析法变焦系统方案分析及评价
        3.5.1 建立变焦系统设计方案层次结构模型
        3.5.2 构造层次判断矩阵
        3.5.3 层次单排序及一致性检验
        3.5.4 层次总排序及一致性检验
    3.6 本章小结
第四章 红外连续变焦镜头变焦结构设计与光轴一致性分析
    4.1 红外连续变焦镜头凸轮筒结构设计
        4.1.1 凸轮曲线拟合
        4.1.2 凸轮筒结构设计
    4.2 红外连续变焦镜头弹簧结构设计
        4.2.1 弹簧设计要求
        4.2.2 弹簧刚度与静力分析
    4.3 红外连续变焦镜头光轴一致性分析
        4.3.1 ADAMS软件概述
        4.3.2 TRIZ设计方案分析
        4.3.3 镜框长度与弹簧姿态分析
        4.3.4 导向导钉与镜片位置分析
        4.3.5 导向导钉深度与弹簧姿态分析
    4.4 红外连续变焦镜头整体设计与评价
    4.5 本章小结
第五章 红外连续变焦镜头光轴偏角估算及实验
    5.1 红外连续变焦镜头有限元模型建立
    5.2 红外连续变焦镜头光轴偏角预估
        5.2.1 光轴偏角预估理论
        5.2.2 光轴偏角预估分析
    5.3 红外连续变焦镜头光轴一致性实验
        5.3.1 光轴一致性实验原理
        5.3.2 光轴一致性实验
    5.4 红外连续变焦镜头常温实验
    5.5 红外连续变焦镜头高低温实验
        5.5.1 高低温实验原理
        5.5.2 高低温实验
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士期间科研成果

(4)衍射计算成像宽波段光学系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 衍射光学元件的发展
        1.2.2 衍射光学元件在光学系统中的应用及局限
        1.2.3 计算成像技术的发展
        1.2.4 计算成像光学-数字联合设计应用
    1.3 论文的主要内容
第2章 衍射计算成像技术理论基础
    2.1 衍射光学元件设计理论
        2.1.1 标量衍射理论
        2.1.2 单层衍射光学元件衍射效率分析
        2.1.3 衍射光学元件成像特性分析
    2.2 衍射计算成像图像处理算法
        2.2.1 图像退化模型
        2.2.2 典型的图像反卷积算法
        2.2.3 图像复原中常用的快速迭代算法
    2.3 图像质量评价方法
        2.3.1 主观评价方法
        2.3.2 客观评价方法
    2.4 本章小结
第3章 衍射计算成像双波段红外光学系统研究
    3.1 中波、长波双波段红外光学系统设计特点
    3.2 衍射计算成像双波段红外光学系统设计原理
        3.2.1 衍射效率对成像质量的影响
        3.2.2 衍射计算成像双波段红外光学系统设计方法
    3.3 衍射计算成像系统中单层衍射光学元件设计
    3.4 受衍射效率影响的PSF模型构建
    3.5 衍射计算成像双波段红外光学系统设计实例
        3.5.1 光学设计及PSF模型构建结果
        3.5.2 图像复原及结果评价
    3.6 本章小结
第4章 受温度影响的衍射计算成像双波段红外光学系统研究
    4.1 衍射计算成像双波段红外光学系统无热化设计方法
    4.2 环境温度对衍射PSF模型的影响
    4.3 双波段红外光学系统无热化设计实例
        4.3.1 传统无热化设计方法设计结果分析
        4.3.2 衍射计算成像无热化光学设计及PSF模型构建结果
        4.3.3 衍射计算成像无热化图像复原及结果评价
    4.4 本章小结
第5章 受入射角影响的衍射计算成像双波段红外光学系统研究
    5.1 元件入射角对衍射PSF模型的影响
    5.2 衍射多级权重优化设计方法
    5.3 考虑角度影响的衍射计算成像双波段红外光学系统设计实例
        5.3.1 传统衍射计算成像设计方法设计结果分析
        5.3.2 考虑角度影响衍射计算成像系统光学设计结果分析
        5.3.3 考虑角度影响衍射计算成像系统图像复原及结果评价
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论及创新点
    6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢

(5)双侧平行光路连续变倍数码显微镜设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本文研究背景
    1.2 变焦光学系统研究现状
        1.2.1 光学补偿式变焦光学系统
        1.2.2 机械补偿式变焦光学系统
        1.2.3 双组联动式变焦光学系统
        1.2.4 多组联动以及全动型变焦光学系统
    1.3 连续变倍显微镜研究现状
        1.3.1 连续变倍体视显微镜
        1.3.2 手持式连续变倍数码显微镜
        1.3.3 单筒式连续变倍数码显微镜
        1.3.4 电动连续变倍数码显微镜
        1.3.5 自动对焦连续变倍数码显微镜
    1.4 论文章节构成以及主要内容
2 连续变倍显微镜基本原理及像质评价指标
    2.1 基本原理
        2.1.1 薄透镜成像公式
        2.1.2 变焦光学系统基本原理
        2.1.3 无限远共轭距显微镜基本原理
    2.2 光学系统成像质量评价指标
        2.2.1 分辨率
        2.2.2 点列图
        2.2.3 横向像差曲线
        2.2.4 MTF曲线
    2.3 本章小结
3 普通连续变倍数码显微物镜光学系统设计
    3.1 设计指标以及相关参数
    3.2 初始结构的选择
    3.3 设计及优化过程
    3.4 设计结果与像质评价
        3.4.1 设计结果
        3.4.2 像质评价
    3.5 本章小结
4 双侧平行光路连续变倍数码显微镜设计
    4.1 光学系统整体方案及其设计过程
        4.1.1 设计方案
        4.1.2 设计过程
    4.2 设计结果和像质评价
        4.2.1 光学系统结构参数
        4.2.2 光学系统像质评价
    4.3 凸轮曲线以及凸轮机构设计
    4.4 机械结构的设计
    4.5 样机测试
        4.5.1 实物图
        4.5.2 镜头成像质量测试
        4.5.3 样机拍照效果
    4.6 本章小结
5 双侧平行光路连续变倍显微镜附加部件设计
    5.1 无限远像距辅助物镜设计
        5.1.1 设计方案与设计思路
        5.1.2 设计过程
        5.1.3 设计结果以及像质评价
    5.2 后置TV镜设计
        5.2.1 设计方案
        5.2.2 设计结果
    5.3 光源设计
        5.3.1 普通环形光源
        5.3.2 偏振环形光源
        5.3.3 同轴光源
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者筒介
    作者简介
    硕士期间所获得的科研成果

(7)折反射式日盲紫外变焦光学系统设计(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
中文文摘
第一章 绪论
    1.1 选题的目的和意义
    1.2 日盲电晕检测技术国内外发展状况
        1.2.1 日盲电晕检测技术国外发展状况
        1.2.2 日盲电晕检测技术国内发展状况
    1.3 论文的主要内容
第二章 紫外成像技术的相关理论
    2.1 电力系统电晕放电
        2.1.1 电晕放电原理
        2.1.2 电晕放电的影响因素
    2.2 电晕放电光谱分析
        2.2.1 电晕放电光谱特征
        2.2.2 紫外波段的光谱选择
    2.3 电晕检测技术的分类
    2.4 紫外检测技术原理及应用
        2.4.1 紫外探测技术原理
        2.4.2 紫外探测器
    2.5 紫外材料
    2.6 本章小结
第三章 变焦系统的基础理论
    3.1 变焦光学系统的基本概念
    3.2 变焦过程的规律
    3.3 变焦系统的分类
    3.4 本章小结
第四章 折反射式日盲紫外变焦镜头的设计
    4.1 折反射式日盲紫外变焦光学系统的设计
        4.1.1 折反射式日盲紫外变焦系统的设计指标
        4.1.2 折反射式日盲紫外变焦光学系统初始结构的选择
    4.2 折反射式日盲紫外变焦光学系统的优化设计
        4.2.1 初步优化
        4.2.2 最终优化
    4.3 像质评价
    4.4 本章小结
第五章 公差分析
    5.1 光学系统公差分析的意义和方法
    5.2 公差分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
个人简历
致谢

(8)超声电机驱动的电动激光扩束镜研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外激光扩束镜的发展及研究现状
    1.3 本文的主要研究工作
    1.4 本文的内容安排
第二章 激光扩束镜的光学与机械结构设计
    2.1 引言
    2.2 扩束镜的光学设计
        2.2.1 激光束的准直扩束原理
        2.2.2 变焦距原理
        2.2.3 三组元扩束系统设计及变焦曲线拟合
    2.3 扩束镜的机械结构设计
        2.3.1 变焦凸轮机构设计
        2.3.2 导向机构设计
        2.3.3 镜组结构设计
        2.3.4 动力机构设计
    2.4 扩束镜的运动学仿真
        2.4.1 ADAMS软件概述
        2.4.2 仿真模型的建立
        2.4.3 仿真计算分析与结论
    2.5 本章小结
第三章 中空旋转行波超声电机的设计与优化
    3.1 引言
    3.2 中空旋转行波超声电机的运动机理
    3.3 中空旋转行波超声电机整体结构设计
    3.4 中空旋转行波超声电机定子设计与优化
        3.4.1 定子的结构设计
        3.4.2 定子材料的选择
        3.4.3 定子的结构优化仿真
        3.4.4 定子设计与优化结论
    3.5 本章小结
第四章 中空旋转行波超声电机性能测试
    4.1 引言
    4.2 超声电机制造与装配
    4.3 超声电机定子模态测试
    4.4 超声电机定子阻抗测试
    4.5 超声电机瞬态特性实验
    4.6 超声电机机械特性实验
    4.7 超声电机温度仿真与实验
        4.7.1 超声电机定/转子瞬态温度场仿真
        4.7.2 实验验证
    4.8 本章小结
第五章 激光扩束镜性能测试实验
    5.1 引言
    5.2 扩束镜制造与装配
    5.3 扩束镜定位实验
    5.4 扩束镜准直扩束光学实验
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 本文的主要内容与创新点
        6.1.1 本文的主要工作内容
        6.1.2 本文的主要创新点
    6.2 下一步研究方向及展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录

(9)大变倍比安防镜头光学系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的目的与意义
    1.2 国内外安防镜头的发展历史与发展现状
        1.2.1 国外行业发展介绍
        1.2.2 国内行业发展介绍
    1.3 本论文要就的主要内容以及章节安排
        1.3.1 研究主要内容
        1.3.2 章节的安排
    1.4 本章小节
第2章 变焦距系统的高斯光学计算
    2.1 变焦距系统
        2.1.1 变焦距系统的基本特点
        2.1.2 按组元数目分类的变焦距系统
        2.1.3 按补偿方式分类变焦距系统
        2.1.4 安防镜头的变焦形式选择
    2.2 变焦距系统的高斯理论
    2.3 正组补偿变焦距系统的两种计算方法
        2.3.1 计算方法一
        2.3.2 计算方法二
        2.3.3 两种方法的比较
    2.4 本章小节
第3章 大变倍比安防镜头设计中的关键问题
    3.1 变倍组与补偿组垂轴放大率的分析
        3.1.1 变倍组垂轴放大率的分析
        3.1.2 补偿组垂轴放大率的分析
        3.1.3 变倍组与补偿组垂轴放大率的关系
    3.2 正组补偿变焦距系统计算中关键参数的选择
        3.2.1 关键参数位于有解区间
        3.2.2 关键参数的选择保证变焦最快速
        3.2.3 关键参数的选择保证平滑换根
        3.2.4 关键参数选择的扩展
    3.3 正组补偿变焦距系统的光线追迹
    3.4 非球面技术在安防镜头中的应用
    3.5 塑料镜片在安防镜头中的应用
    3.6 本章小节
第4章 大变倍比安防镜头的设计过程以及像质评价
    4.1 大变倍比安防镜头光学系统设计
        4.1.1 接收器的选择
        4.1.2 大变倍比安防镜头设计指标
    4.2 大变倍比安防镜头的高斯光学计算
        4.2.1 大变倍比安防镜头的自动计算
        4.2.2 大变倍比安防镜头的初始结构搭建
    4.3 大变倍比安防镜头的ZEMAX优化
    4.4 光学系统设计结果
        4.4.1 系统结构优化结果
        4.4.2 调制传递函数及其他像差
    4.5 本章小节
第5章 变焦系统凸轮曲线研究及公差分析
    5.1 变焦系统凸轮曲线研究
    5.2 光学系统的公差分析
        5.2.1 系统公差来源与制定原则
        5.2.2 变焦系统公差分析及结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢

(10)70支无反镜头购买指南(论文提纲范文)

无反镜头图谱
    Z卡口尼康
        尼克尔Z 24-70mm F2.8 S大三元镜皇定义新标准
        尼克尔Z 85mm F1.8 S人像镜头新选择
        尼克尔Z 24mm F1.8 S广角定焦神器
        尼克尔Z 58mm F0.95 S Noct0.95的意义
        尼康FTZ承上启下的转接环
        尼克尔Z 14-30mm F4 S便携与画质兼顾的超广角镜头
    Z卡口尼康/匹兹伐
        尼克尔Z 50mm F1.8 S必不可少的标准定焦镜头
        匹兹伐55 mm F1.7 MKII迷人旋焦效果的经典再现
        尼克尔Z 35mm F1.8 S轻便易用的行摄挂机镜头
        尼克尔Z 24-70mm F4 S应对多种场景的标准镜头
    E卡口索尼
        索尼FE 24 mm F1.4 GM从私房之眼到星空之眼
        索尼FE 100-400mm F4.5-5.6 GM OSS高速捕捉拍摄利器
        索尼Distagon T*FE 35mm F1.4 ZA旗舰35mm人文镜头
        索尼FE 70-200mm F2.8 GM拍摄必备的长焦大三元镜头
        索尼E 18-135mm F3.5-5.6 OSS实用大变焦,一镜走天下
        索尼Sonnar T*FE 55mm F1.8 ZA综合性能出色的标头之选
        索尼FE 35mm F1.8百搭的入门35mm定焦
        索尼FE 200-600mm F5.6-6.3 G OSS专业级远摄变焦镜头
        索尼FE 16-35mm F2.8 GM兼顾风光与人文拍摄的广角大三元
        索尼FE 24-70mm F2.8 GM万金油的大三元标准变焦镜头
    E卡口索尼/腾龙
        索尼FE 600mm F4 GM OSS专业超远摄旗舰利器
        索尼E 16-55mm F2.8 GAPS-C画幅旗舰标准变焦镜头
        腾龙28-75mm F2.8 Di III RXD高性价比标准变焦大三元镜头
        腾龙17-28mm F2.8 Di III RXDIII小身材大视野的轻便广角
    E卡口适马/福伦达
        适马14mm F1.8 DG HSM|Art最大光圈F1.8的超广角镜头诞生
        适马105mm F1.4 DG HSM|Art梦幻虚化的人像大光圈镜头
        适马70mm F2.8 DG MACRO|ArtArt系列微距第一镜
        福伦达NOKTON 40mm F1.2Aspherical福伦达挂机最优选择
    E卡口蔡司/老蛙唯卓仕
        蔡司Batis 40mm F2 CF新时代多功能近摄挂机头
        老蛙FFII 10-18mm F4.5-5.6C-Dreamer Ultra Wide ZOOM镜无止境最具性价比广角镜头
        唯卓仕PFU RBMH 20MM F1.8 ASPH
    RF卡口佳能
        佳能RF24-105mm F4 L IS USM全能的无反“走天下”镜头
        佳能RF35mm F1.8 MACRO IS STM小型轻量化街拍首选镜头
        佳能RF28-70mm F2 L USM超规格的大光圈高画质标准镜头
        佳能RF85mm F1.2 L USM大光圈人像镜皇
    RF卡口佳能
        佳能RF15-35mm F2.8 L IS USM超广拍摄的最新解决方案
        佳能RF24-70mm F2.8 L IS USM佳能无反镜头的中流砥柱
        佳能RF24-240mm F4-6.3 IS USM由近及远的高倍率变焦镜头
    EF-M卡口佳能
        佳能EF-M 18-150mm F3.5-6.3 IS STM小巧轻便的“走天下”镜头选择
        佳能EF-M 11-22mm F4-5.6 IS STM小型高性能变焦镜头
        佳能EF-M 55-200mm F4.5-6.3 IS STMM系列无反望远拍摄最佳镜头
    G卡口富士
        富士龙GF100-200mm F5.6R LM OIS WRGFX系统的中长焦变焦镜头
        富士龙GF32-64mmF4 R LM WR中画幅高素质标准变焦镜头
        富士龙GF50mm F3.5 R LM WR轻便小巧的中画幅挂机镜头
    X卡口富士
        富士龙XF16-80mmF4 R OIS WR最新6挡防抖变焦镜头
        富士龙XF23mm F1.4 R全能型大光圈定焦镜皇
        富士龙XF80mm F2.8 R LMOIS WR Macro高性能微距定焦镜头
        富士龙XF8-16mm F2.8 R LM WR顶级大光圈超广角镜头
    X卡口富士/森养
        富士龙XF200mm F2 R LM OIS WR轻量化旗舰远摄定焦镜头
        富士龙XF100-400mm F4.5-5.6R LM OIS WR轻量化防抖超远摄变焦镜头
        富士龙XC50-230mm F4.5-6.7 OIS II高性价比防抖中长焦镜头
        森养12mm F2 NCS CS高性价比超广角星空镜头
    L卡口松下
        松下LUMIX S 24-105mm F4 MACRO O.I.S出色的标准变焦镜头
        松下LUMIX S PRO 50mm F1.4超高规格的大光圈定焦镜头
        松下LUMIX S PRO 70-200mm F4 O.I.SL卡口不俗的长焦镜头
    L卡口徕卡
        徕卡VARIO-ELMARIT-SL24-90 F2.8-4 ASPH.镜头安静快速的变焦镜头
        徕卡APO-VARIO-ELMARIT-SL 90–280 F2.8–4镜头出色的超长望远变焦镜头
        徕卡SUMMILUX-SL 50F1.4 ASPH.镜头拥有电动对焦的标准镜头
    L卡口适马
        适马14-24mm F2.8 DG DN|Art无反超广中的全能倚天剑
        适马45mm F2.8 DG DN有质感的街拍利器
        适马35mm F1.2 DG DN|Art适马首支最大光圈F1.2镜头
    M卡口徕卡
        徕卡NOCTILUX-M 50mm F0.95 ASPH独一无二的徕卡夜神
        徕卡SUMMILUX-M 35mm F1.4 ASPH经典的焦段经典的神之眼
        徕卡APO-SUMMICRON-M90mm F2 ASPH适合多种场合的长焦镜头
        徕卡SUMMICRON-M 28mm F2 ASPH轻便的高解像力小广角
        徕卡SUMMILUX-M 50mm F1.4 ASPH.徕卡最好的50mm定焦镜头
    M4/3镜头松下/奥林巴斯
        松下LEICA DGVARIO-ELMARIT12-60mm F2.8-4.0ASPH.POWER O.I.S可靠的标准变焦镜头
        松下LEICA DGVARIO-ELMARIT8-18mm F2.8-4.0ASPH.M4/3画幅广角利器
        松下LUMIX G VARIO 100-300mm F4.0-5.6 IIPOWER O.I.S.超级望远长焦镜头
        奥林巴斯M.ZUIKO DIGITAL ED12-200mm F3.5-6.3大变焦比轻便旅游镜头
        奥林巴斯M.ZUIKO DIGITAL ED14-42mm F3.5-5.6 EZ超轻便的饼干挂机头
        奥林巴斯M.ZUIKO DIGITAL ED9-18mm F4.0-5.6适合拍摄风景的广角镜头

四、快速变焦镜头的光学设计(论文参考文献)

  • [1]大变倍安防变焦监控镜头的光学设计[D]. 苗兆. 西安工业大学, 2021(02)
  • [2]复消色差固液组合透镜设计与分析[D]. 骆魁桢. 桂林电子科技大学, 2021(02)
  • [3]基于TRIZ改善红外连续变焦镜头光轴一致性研究[D]. 王春阳. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [4]衍射计算成像宽波段光学系统研究[D]. 胡洋. 长春理工大学, 2021(01)
  • [5]双侧平行光路连续变倍数码显微镜设计[D]. 陈腾飞. 浙江大学, 2021(09)
  • [6]50 mm~1000 mm大变倍比变焦光学系统设计[J]. 刘圆,叶德茂,王建楹,颜世恒,张泽南. 应用光学, 2020(06)
  • [7]折反射式日盲紫外变焦光学系统设计[D]. 李松岩. 福建师范大学, 2020(12)
  • [8]超声电机驱动的电动激光扩束镜研究[D]. 肖忠. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [9]大变倍比安防镜头光学系统设计[D]. 阎帅. 长春理工大学, 2020(01)
  • [10]70支无反镜头购买指南[J]. 巴斯光年,薇白,吉贝卡,TobeJIN,张天航,杨小咩,枪炮玫瑰,隋晓龙,李白兔子,吴泓磊,熊道森,马萌粗,蔡翔,Hauff,威廉的小猪,申沛,衣刀君,欧阳志斌,YZERG,梁爽,文太大叔,张林强,秦飞,屈楷棠,张宾,宇哲,陈晨,李恒,徐岩,欧鹏,郑文煊,捷尔任斯基,苏铁,飘在英伦,郭梅,Babagi,克里斯,义天天,德克诺维司机,谭小北,小胡子张,千卉. 摄影之友, 2019(10)

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快速变焦镜头的光学设计
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