一种自准直仪摄远物镜光学结构的设计

设计了一种采用波长为650 n m 的单色红光为光源,焦距为450 mm,D /f′= l ： 9. 375,视场角2w = 0. 6°的摄远物镜,主要应用在自准直仪上,利用其筒长小于系统焦距的特点,可以使仪器的体积更加小巧,方便携带.摄远结构可校正系统的球差、彗差、色差、象散和场曲.采用波长为650 n m 的红光光源,所以不用考虑色差的因素.摄远结构筒长L 与系统焦距f′ 之比控制在2/3.3/4之间,摄远比达到了 0. 54.M T F 曲线也达到了衍射极限,可有效提高检测精度,仪器的测量范围在1. 5 m 之内.最后推导出了通过修调正负镜组之间的间隔来对仪器的示值误差进行补偿公式.

8～12μm波段折／衍混合反摄远系统消热差设计

设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提高了成像质量．系统在－40℃～100℃的温度范围内性能稳定，适用于像元尺寸40μm，像元数640×480的现代非致冷式面阵探测器．大视场、长后工作距以及超宽工作温度范围，决定了系统可满足军用和民用领域的多种需求．

红外无热化摄远物镜设计

基于战场环境要求的红外光学系统具有鬲成像质量、超轻小型化和鬲温度适应性的特点，针对联合变换相关器对坦克目标进行实时探测跟踪的要求，设计了一种结构紧凑、重量轻、成像质量好和环境适应性强的红外无热化摄远型物镜。针对坦克最大作战距离3km，确定了光学系统的技术参数：f=200mm，F=3，20ω=3．056°，波段8～12μm。比较了当前三种无热技术的优缺点，采用光学被动式方法。设计结果满足在-40～70℃范围内，系统的调制传递函数接近衍射极限。该摄远物镜可用于坦克观瞄镜，满足坦克目标跟踪识别的实际应用要求。

制冷式红外长波折衍混合消热差摄远物镜设计

针对坦克红外观瞄系统的总体设计要求,为了满足战场环境下红外目标探测的需求,设计了一种制冷式红外长波折衍混合消热差摄远物镜.摄远物镜由物镜组和中继镜组构成,焦距为-200 mm,F数为2.1,全视场角为3.6°.探测器选用Sofradir公司生产的MARS-VLW型红外长波焦平面阵列,其分辨率为320×256像素,象元尺寸为30 μm×30 μm.试验结果表明：在截止频率17 cy/mm时,温度-40℃ ～60℃范围内,该摄远物镜各视场的调制传递函数（MTF）均大约为0.5,点列图均方根半径均远小于艾利斑半径34.5 μm,并实现了100％冷光阑效率.该红外摄远物镜虽然是针对坦克红外观瞄系统的要求而设计的,但其结构紧凑,在-40℃～60℃温度范围内,像质优良且稳定,也可用于其他红外观瞄系统.

基于联合变换相关器的红外摄远光学系统设计

为提高联合变换相关器的探测能力,针对640×512红外CCD探测器,设计了1种针对8～12μm波段的红外摄远物镜,用于联合变换相关器的红外目标摄取。此系统体积小、结构紧凑,采用透射式结构,焦距为200 mm,相对孔径为1∶3。应用ZEMAX对设计结果进行了像质评价,在空间频率为17lp/mm时,调制传递函数在0.3以上,基本达到衍射极限,各视场点列图均方根半径与艾里斑半径接近,具有良好的成像质量,满足光学系统的设计要求,提高了联合变换相关器对目标的探测与识别能力。

红外折衍混合摄远光学系统无热化设计

为了提高远距离红外目标的探测能力,针对640pixel×512pixel红外CCD探测器,分析温度变化对光学系统的影响,设计出一种波长范围为8μm^12μm红外摄远物镜。系统采用折衍混合结构形式,焦距为200mm,相对孔径为1:2.2,视场角为7°,具有体积小,结构紧凑的优点。仅使用硫化锌、硒化锌和锗3种材料以及4片透镜实现了无热化设计。应用Zemax对设计结果进行像质评价,在-40℃^+60℃工作温度范围内,截止频率为17lp/mm时各视场调制传递函数值超过0.4,达到衍射极限,像面稳定,80%的能量集中在1个像元内,满足光学系统的设计要求。

高速数字定焦CCD摄远监控系统设计

将高速CCD图像处理技术与摄远光学系统相结合用于实现远距离监控、目标图像快速识别及定位。首先选择合适的CCD芯片分辨率参数,针对CCD芯片的主要参数设计长焦高质量成像系统,并依据具体战技指标,进行了精度射击激光模拟系统的设计,给出了CCD紧凑型长焦摄远成像物镜的设计思路及方法,最终经过Zemax软件优化设计结果,并与实际系统拍摄的照片进行对比,证明了设计方案的可行性及正确性,为该类系统设计及拓展应用提供了实验和理论依据。

双波段红外摄远物镜设计

红外双波段成像系统以其全天候环境适应和抗干扰能力,以及双波段信息量互补等特性,在科技以及军事领域获得了广泛应用。本文分析了红外光学系统的结构形式和红外材料的特性,应用ZEMAX光学软件设计了一个焦距为200mm,F数为3,2ω=7.04°的双波段红外摄远物镜。利用像差平衡理论,在设计过程中通过非球面的使用解决了红外双波段摄远物镜的像差校正问题,极大地改善了成像质量。在截止频率为17lp/mm时,长波红外各视场的MTF值均大于0.3,中波红外各视场的MTF值均大于0.5。系统结构紧凑、性价比高,满足了设计要求。

摄远型红外8～12μm波段消热差物镜设计

介绍了一种摄远型长波红外消热差物镜的设计方法。将摄远物镜模型与消热差模型相结合，推导出之间的光焦度分配关系，并将二者统一起来，直接得到摄远型消热差物镜的光焦度分配关系式。首先，根据摄远物镜的设计方法进行物镜的设计，在满足远摄比的情况下结合像差理论合理选择最优的前组和后组光焦度解；然后采用光学被动消热差方法，进行消热差设计，选择材料组合，分配组元内部各透镜的光焦度；最后利用计算机辅助软件进行像差校正。为了验证该方案的可行性，设计了一个工作于8~12μm，焦距100 mm，F数为2.0，全视场角为6＆#176;，远摄比达到0.8的长波红外消热差光学系统。在-40~60℃温度范围内，成像质量稳定，调制传递函数（MTF）接近衍射极限，并且体积小、结构简单，质量轻。所设计系统优化后的光焦度分配值和初始计算值非常接近。

轻小型折衍射混合红外中波摄远物镜无热化设计

由于红外具有能识别伪装、可昼夜工作和被动工作的优势而被广泛地应用于跟踪和搜索系统。而这些系统要求红外光学系统成像清晰、结构紧凑、可适应较大的温度变化。依据光学被动消热差的方法设计了可在较宽温度范围工作、成像质量优良、结构紧凑、体积小的红外中波摄远物镜，其摄远比可达到0．6。系统参数如下：工作波段为3～51μm，焦距150mm，F数为3，工作温度为-40℃～60℃。设计结果显示，该系统仅采用3片透镜并利用衍射元件消热差完成了无热化的要求，减少了系统的成本及重量，传递函数在171p／mm处均在0．8以上，与衍射极限十分接近，满足在宽温度范围内工作成像质量高及系统小型化的要求。

中波红外摄远物镜设计

红外摄远光学系统具有系统长度小于焦距的特点,这样在同一焦距下摄远型光学系系统的体积、重量、成本要比非摄远型大大降低。针对Selex公司的MW/LW CCD红外探测器,利用ZEMAX光学设计软件设计了一款工作波段为3~5μm的红外摄远物镜,此系统焦距300mm,摄远比达到0.8,F数为3。在截止频率为17lp/mm时,各视场调制传递函数达到0.7以上,基本接近衍射受限。各视场点列图均方根半径均远小于艾里斑半径,系统具有良好的成像质量。系统结构紧凑,性价比高,满足了光学系统的设计要求。

无人机载长波摄远型红外物镜设计

红外摄远光学系统具有系统长度小于焦距的特点,在同一焦距下摄远型光学系统的体积、重量、成本要远远低于非摄远系统。针对浙江大立公司的DLC384非制冷焦平面红外探测器,利用ZEMAX光学软件设计了一款用于无人机上的工作波段为8～12μm的红外摄远物镜,此系统焦距300mm,摄远比达到0.7,F数为3.75,总长为210mm。在-40℃～60℃温度范围内,成像质量稳定,调制传递函数(MTF)接近衍射极限,并且体积小,结构简单,易于加工。

折衍混合长波红外摄远物镜设计

红外光学系统具有可全天候工作、远距离观察等优势,在军事及民用领域均得到广泛应用。但由于温度对红外系统影响较大,所以需要对其进行消热差设计。依据消热差及色差原理选择适合的透镜材料,利用衍射元件的消热差和色差的特性,设计了波段为8~12μm,全视场为2ω=6°,焦距为f=100mm,F数为2,温度补偿范围-40℃~60℃的长波红外折衍混合摄远物镜。使用保罗I棱镜来折叠光路,使系统结构紧凑,摄远比达到了0.8。该系统在-40℃~60℃范围内,调制传递函数（MTF）优于0.5,接近衍射极限,成像质量良好。

大孔径长焦距摄远物镜光学系统设计

对于长焦距摄远光学系统,大相对孔径意味着成像亮度更加优秀,但是也伴随着孔径边缘像差变差而难以校正的难题。利用折反系统减小光学系统总长,采用反射结构为基础,搭配前后两组校正镜构成光学系统,设计出大相对孔径,总长较短的摄远光学系统。光学系统工作波段为可见光波段,焦距1000 mm,F数2.1,摄远比0.52,光学总长远小于焦距,遮拦比45%,全视场MTF在空间频率80 lp/mm处大于0.3,像面直径11 mm。该光学系统镜片全部采用球面镜,光学系统由2片反射镜和7片透射镜组成,结构紧凑,成像质量好。对摄远物镜进行公差分析,得出该设计公差较宽松。

摄远物镜初步设计的一种方法

本文提出了在进行摄远物镜初步设计时，确定各组元的焦距及空气间隔的一种方法。该方法可同时保证焦距和镜筒长度等于事先给定的要求值。

瑞典和加拿大研制成核保障用的新的摄远镜头

[《国际原子能机构简讯》1996年4—5月11卷2期第5页报道] 一种切伦科夫观察装置(CVD)上用的紫外线敏感摄远镜头已通过瑞典和加拿大的核保障支助计划研制出来,供国际原子能机构(IAEA)核保障使用。这种镜头将通过提供较大的图象和更清晰的切伦科夫特征,来增强对轻水堆燃料的非侵入性核实。

制冷式红外双波段共光路折衍混合摄远物镜设计

针对远程红外目标探测的需求,为提高光学系统在复杂环境下的探测能力,设计了制冷式红外双波段共光路折衍混合摄远物镜。摄远物镜的工作波段为红外中波(3～5μm)及红外长波(8～12μm),采用透射式共光路结构,由物镜和中继镜组成。摄远物镜焦距为-200mm,F数为2.8,全视场角为3.2°。探测器选用2/3inch(1inch=25.4mm)的HgCdTe红外中波焦平面阵列,分辨率为320pixel×256pixel,像元尺寸为30μm。该摄远物镜像质优良,在截止频率为17lp/mm时,红外中波各视场的调制传递函数(MTF)值超过0.5,红外长波的MTF值超过0.3;各视场点列图均方根半径均远小于艾里斑半径;实现了100%冷光阑效率。该红外摄远物镜可用于坦克红外观瞄等系统。

高分辨率视频摄远物镜光学系统设计及成像实验

为了满足斜拉桥拉索表面缺陷的远程检测要求,基于摄远型物镜结构原理设计加工了高分辨率视频摄远物镜光学及机械系统。根据物方300 m外分辨4 mm线宽的分辨率要求,按照焦距f′=320 mm计算,确定摄远物镜像方分辨率为234 cycle/mm。选择适当初始结构,用光学设计软件OSLO进行焦距缩放、替换玻璃、减少镜片等多步骤优化,最后得到相对孔径为1/5.7、视场角为2ω=1.379°、分辨率达到250 cycle/mm的摄远物镜光学结构。合理设计光机结构,加工装调实验样机。分辨率测试实验证明其实际物方分辨率可以达到300 m远分辨4 mm线宽。在斜拉桥工程现场成像实验表明该系统符合实际工程结构表面缺陷远程检测的要求。

佳能发布恒定F2.8大光圈L级旗舰远摄变焦镜头RF100-300mm F2.8 L IS USM

近日,佳能(中国)发布了恒定F2.8光圈L级旗舰远摄变焦镜头RF100-300mm F2.8 L IS USM。这支镜头的诞生进一步拓展了佳能RF远摄镜头阵营。在单反相机时代,佳能EF 300mm f/2.8L IS II USM镜头以其尖端技术、高画质得到了专业摄影师和摄影爱好者的一致好评。现在,借助先进的RF卡口,佳能将被看作是尖端技术和高画质标杆的EF 300mm f/2.8L IS II USM“移植”到了这支起步100mm焦距、具有3倍变焦倍率的RF100-300mm F2.8 L IS USM上,使RF100-300mm F2.8 L IS USM这支恒定F2.8大光圈L级远摄变焦镜头不仅具备可匹敌F2.8大光圈定焦镜头的高画质,还可覆盖100-300mm宽广焦距范围。它将高表现力与便利性集于一身,在拍摄室内外体育比赛、T台时装秀、红毯走秀、飞机火车、野生动物等题材和新闻报道中可以大显身手。