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基于变形镜的三反射离轴变焦物镜设计

光学学报 2013年第12期33卷 227-233页

作者：程洪涛上海大学机电工程与自动化学院精密机械工程系上海200072

通过引入两个变形镜来实现三反射离轴变焦系统的焦距改变，应用矩阵光学分析光学系统一阶属性得到控制反射镜面光焦度的方程。结合三反离轴变焦系统结构特点并应用平面对称光学像差理论推出变焦过程中消球差、零阶像散、零阶彗差的条件... 详细信息

通过引入两个变形镜来实现三反射离轴变焦系统的焦距改变，应用矩阵光学分析光学系统一阶属性得到控制反射镜面光焦度的方程。结合三反离轴变焦系统结构特点并应用平面对称光学像差理论推出变焦过程中消球差、零阶像散、零阶彗差的条件；同时根据Scheimpflug条件消除物像面倾斜引入的拱形畸变；最后阐述了一种新的全反射离轴变焦物镜的设计, 结果表明最大均方根弥散斑半径变化范围为5.4791~11.117 μm时，满足变焦物镜技术要求，设计原理和方法为进一步应用变形镜设计变焦系统提供了有益的探索。

关键词：光学设计变形镜全反射离轴变焦

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变焦显微三维测量系统的研究进展

激光与光电子学进展 2021年第16期58卷 28-40页

作者：尚明皓余飞鸿浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

精密制造领域的发展对复杂微观结构的三维形貌测量提出了更高的要求。非接触测量方法虽然具有可观的纵向分辨率,但难以测量倾角较大的倾斜表面。近年来提出的基于超短景深成像的变焦测量方法对斜面表面的测量具有较好的效果,能够真正实... 详细信息

精密制造领域的发展对复杂微观结构的三维形貌测量提出了更高的要求。非接触测量方法虽然具有可观的纵向分辨率,但难以测量倾角较大的倾斜表面。近年来提出的基于超短景深成像的变焦测量方法对斜面表面的测量具有较好的效果,能够真正实现微观复杂结构表面的三维测量。总结了利用变焦法进行显微三维测量的原理,介绍了变焦显微三维测量系统理论与技术的最新进展,最后对变焦显微三维测量系统的未来发展方向进行了讨论和展望。

关键词：成像系统显微三维测量变焦聚焦评价极值搜索图像融合

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一种大口径高精度凸轮变焦机构的设计

光学精密工程 2007年第11期15卷 1756-1759页

作者：王一凡薛育中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

通过对大口径凸轮变焦机构的分析,找出了影响该机构精度的原因。在原机构的基础上,加装了滑动的密珠轴系,解决了该凸轮变焦距系统变焦过程中光轴跳动量大的问题。通过机构的装调和检测,可将变焦过程中光轴的跳动量控制在0.01 mm以内,满... 详细信息

通过对大口径凸轮变焦机构的分析,找出了影响该机构精度的原因。在原机构的基础上,加装了滑动的密珠轴系,解决了该凸轮变焦距系统变焦过程中光轴跳动量大的问题。通过机构的装调和检测,可将变焦过程中光轴的跳动量控制在0.01 mm以内,满足了测量系统的精度要求。结果表明,通过加装滑动的密珠轴系的方法,完善了大口径高精度凸轮变焦机构的设计。

关键词：变焦距系统变焦凸轮光轴跳动量

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一种双腔体二甲基硅氧烷液体变焦透镜

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第8期39卷 88-91页

作者：康竞然陈海清谭佐军梁庆文华中科技大学光电子科学与工程学院湖北武汉430074 华中农业大学理学院湖北武汉430070

针对PDMS(二甲基硅氧烷)液体变焦透镜在使用过程中常会发生边缘脱落从而影响透镜性能甚至毁坏整个器件的问题,提出了一种基于单点金刚石切削和软刻蚀工艺的双腔体可调焦透镜模型,该模型相比仅由单PDMS腔体和PDMS薄膜粘合的结构,能有效... 详细信息

针对PDMS(二甲基硅氧烷)液体变焦透镜在使用过程中常会发生边缘脱落从而影响透镜性能甚至毁坏整个器件的问题,提出了一种基于单点金刚石切削和软刻蚀工艺的双腔体可调焦透镜模型,该模型相比仅由单PDMS腔体和PDMS薄膜粘合的结构,能有效防止在大变形条件下变形膜边缘脱落,从而更大可能地保证透镜正常工作.测试结果表明:相比于单腔体的模型,该透镜在保留可调焦透镜性能的同时,具有更好的工作稳定性.

关键词：液体透镜透镜设计变焦单点金刚石切削刷软刻蚀

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变焦结构光成像系统的光学设计

应用光学 2018年第1期39卷 22-27页

作者：王潇枫石岩庄一汪诗宇中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018

为了实现快速低成本改变光学系统焦距,设计了基于液体透镜的变焦结构光三维成像镜头和微透镜阵列。系统采用7片球面玻璃镜片和1片液体透镜结构,F#为3.2,全视场大小为10mm,总长180mm,焦距变化范围54mm^61mm。结果表明:该系统能实现投影距... 详细信息

为了实现快速低成本改变光学系统焦距,设计了基于液体透镜的变焦结构光三维成像镜头和微透镜阵列。系统采用7片球面玻璃镜片和1片液体透镜结构,F#为3.2,全视场大小为10mm,总长180mm,焦距变化范围54mm^61mm。结果表明:该系统能实现投影距离227mm^256mm调节,调焦过程中目标表面清晰,细节分辨率高,系统在整个变焦区域内,在40lp/mm时,全视场MTF优于0.2,系统场曲小于0.2,畸变小于0.2%。柱面微透镜阵列整体尺寸为10mm×10mm,周期宽度为1mm,厚度为1mm。随着投影距离的增长,光学系统成像质量先上升后下降,在237mm处成像质量最优,随着投影距离的增加,光学系统的放大倍率增大,光学系统整体相对照度不均匀性小于0.2。

关键词：光学设计结构光液体透镜变焦

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非球面变焦扩束系统的设计

激光与红外 2001年第4期31卷 243-245页

作者：孔祥蕾郝沛明张权中国科学院安徽光学精密机械研究所激光光谱学开放实验室安徽合肥230031 中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130022 中国科学技术大学天文与应用物理系安徽合肥230030

文章讨论了如何将二次旋转非球面透镜引入变焦扩束系统设计中 ,并给出了一个采用非球面透镜的变焦扩束系统的设计方案和参数。这个扩束系统的扩束比可在 2 .3～ 1 8之间连续改变 ,最大角差小于 0 .3 mard。与采用球面透镜的扩束系统相... 详细信息

文章讨论了如何将二次旋转非球面透镜引入变焦扩束系统设计中 ,并给出了一个采用非球面透镜的变焦扩束系统的设计方案和参数。这个扩束系统的扩束比可在 2 .3～ 1 8之间连续改变 ,最大角差小于 0 .3 mard。与采用球面透镜的扩束系统相比 ,非球面透镜的采用不仅可以简化系统的结构 ,而且可以取得更大的变焦范围 ,并使输出光束的质量有较大提高。

关键词：变焦扩束系统非球面透镜

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短焦段数字电影变焦放映镜头的设计

光子学报 2012年第10期41卷 1186-1192页

作者：李维善陈琛张禹刘宵婵秦皇岛视听机械研究所河北秦皇岛066000

为了填补国内短焦段数字电影变焦放映镜头的空白及满足国内数字电影市场对大投射比镜头的需求,本文采用机械补偿式变焦原理,利用ZEMAX光学设计软件自主研发设计出一款适用于0.65英寸、单数字光处理器、1.3K数字电影放映机的短焦段连续... 详细信息

为了填补国内短焦段数字电影变焦放映镜头的空白及满足国内数字电影市场对大投射比镜头的需求,本文采用机械补偿式变焦原理,利用ZEMAX光学设计软件自主研发设计出一款适用于0.65英寸、单数字光处理器、1.3K数字电影放映机的短焦段连续变焦数字电影放映镜头.镜头包括前固定组、变倍组、补偿组和后固定组,由8组10片玻璃球面透镜组成,其中变倍组由一片负透镜构成,补偿组由两组双胶合透镜组构成.镜头总长170mm,全口径70mm,变焦范围为14.5～18.2mm,相对孔径为1/2,投射比范围为0.99∶1～1.23∶1,后工作距离为32.6mm.镜头凸轮曲线的设计采用等间隔变焦的方法,设计出了平滑稳定、斜率适宜、压力角小的凸轮曲线,具有加工方便、加工准确度高、变倍组升角容易控制且焦距变化均匀的优点.整个镜头结构简单、体形小、重量轻、成本低.

关键词：光学设计数字电影短焦段变焦放映镜头凸轮曲线

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用于光具座自动测量焦距的变焦光学系统设计

应用光学 2016年第3期37卷 359-364页

作者：蔡锦浩杨朋利马爱秋冯婕付晓庆安静王芝李文婷西安应用光学研究所陕西西安710065

为了提高光具座自动测焦距时的测量精度,设计一套连续变焦光学系统。该系统包括自准直组件和变焦组件两部分,可以调节CCD靶面上接收到的图像大小,得到最佳测量结果。根据设计指标要求,在控制系统总长的基础上进行初始结构选择和像质优... 详细信息

为了提高光具座自动测焦距时的测量精度,设计一套连续变焦光学系统。该系统包括自准直组件和变焦组件两部分,可以调节CCD靶面上接收到的图像大小,得到最佳测量结果。根据设计指标要求,在控制系统总长的基础上进行初始结构选择和像质优化。设计完成后的自准直组件焦距200mm,变焦组件焦距200mm^20mm,对接后的变焦系统可实现图像大小1×~10×连续调节。模拟实验表明:变焦系统像质良好,MTF曲线接近衍射极限,弥散斑小于CCD像元大小,可以满足实际检测需求。

关键词：光具座光学设计自动测量变焦

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液晶偏振变焦透镜组合设计

液晶与显示 2020年第7期35卷 741-748页

作者：魏如东穆全全王启东陈万赵志伟中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

具有可变焦能力的透镜在成像、传感和检测等领域扮演着重要角色。本文通过研究液晶偏振透镜的光学特性,设计出多点变焦的液晶偏振透镜变焦系统。液晶偏振透镜是一种利用液晶分子指向矢(光学各向异性轴)特定的空间排列,产生特定几何相位... 详细信息

具有可变焦能力的透镜在成像、传感和检测等领域扮演着重要角色。本文通过研究液晶偏振透镜的光学特性,设计出多点变焦的液晶偏振透镜变焦系统。液晶偏振透镜是一种利用液晶分子指向矢(光学各向异性轴)特定的空间排列,产生特定几何相位差从而达到波前控制效果的光学器件,对于左/右旋圆偏振光分别表现为正/负透镜效果。利用液晶偏振透镜的偏振特性及液晶分子受电场调制的性质,本文设计出由一片普通正透镜、一片可调谐液晶波片和两片液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合,在特定的偏振入射光下,可以实现7个焦距的改变。同时,通过优化透镜焦距、间隔等参数,可以使变焦透镜组合实现等间隔变焦等功能。实验结果显示,在633 nm圆偏振光下,利用自主制备的液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合系统成功实现了7个焦距的变焦功能,同时变焦距离基本符合预期且部分焦距(前6个)实现了等间隔分布,充分验证了利用液晶偏振透镜实现多点变焦的可行性。

关键词：液晶偏振透镜变焦