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物镜像面相对照度计算方法

光学学报 2016年第11期36卷 91-103页

作者：陈琛胡春海李维善刘宵婵宋涛燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004 秦皇岛视听机械研究所数字影像装备与数字视频技术秦皇岛重点实验室河北秦皇岛066000

为了找到更加精确的广角物镜系统像面相对照度计算方法,分析了现行像面照度公式成立条件的局限性,提出了基于孔径光阑约束模式的矢量光线追迹计算光通量的方法。通过矢量分析和推导,给出了孔径光阑约束的轴外视场光束在第一光学面上形... 详细信息

为了找到更加精确的广角物镜系统像面相对照度计算方法,分析了现行像面照度公式成立条件的局限性,提出了基于孔径光阑约束模式的矢量光线追迹计算光通量的方法。通过矢量分析和推导,给出了孔径光阑约束的轴外视场光束在第一光学面上形成的照射区的特征点坐标及照射区面积表达式;依据朗伯体辐射条件和规律,从物镜系统物方着手,建立了两种共轭条件的物镜像面照度分析模型;针对具有物方大视场角特征的相似成像物镜系统和非相似成像物镜系统,分别推导出了像面照度及相对照度表达式;指出了光学设计过程中提高像面相对照度的基本策略。

关键词：几何光学相对照度空间光线广角物镜鱼眼物镜孔径光阑

基于tendue量的液晶投影物镜相对照度分析

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光子学报 2005年第1期34卷 55-58页

作者：郑臻荣浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

基于非成像光学的啨ｔｅｎｄｕｅ量对液晶投影显示照明系统和投影物镜进行匹配 ,对液晶投影物镜的相对照度进行分析 ,根据啨ｔｅｎｄｕｅ量计算照明系统液晶板照明面的发光强度分布 ,与根据朗伯体服从余弦分布的计算相对照度的算法进行... 详细信息

基于非成像光学的啨ｔｅｎｄｕｅ量对液晶投影显示照明系统和投影物镜进行匹配 ,对液晶投影物镜的相对照度进行分析 ,根据啨ｔｅｎｄｕｅ量计算照明系统液晶板照明面的发光强度分布 ,与根据朗伯体服从余弦分布的计算相对照度的算法进行比较 ,并对相对照度的Rimmer算法进行修正 ,分析和实验表明 ,修正算法得到的投影物镜相对照度计算更符合实际情况 ,对于投影物镜确定渐晕系数。

关键词：投影物镜相对照度 étendue量

柳杉人工林间伐与光环境（Ⅱ续）：林地相对照度之推算法

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山城绿化 1993年第2期 24-26页

作者：李辉乾

介绍一种适于群体光能利用研究的新型仪器——XZ—1型相对照度计

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宁夏农业科技 1979年第1期 61-62页

这是一种用于测定作物群体内相对照度的仪器,藉以判断群体繁茂程度。本仪器对研究群体结构动态特征,充分提高光能利用,对研究合理耕作,引种优良品种,提高农作物产量,以及光能资源的调查研究等都提供了一种新颖的科研测试手段。过去没有... 详细信息

这是一种用于测定作物群体内相对照度的仪器,藉以判断群体繁茂程度。本仪器对研究群体结构动态特征,充分提高光能利用,对研究合理耕作,引种优良品种,提高农作物产量,以及光能资源的调查研究等都提供了一种新颖的科研测试手段。过去没有适合这类测定的仪器,所以一直得不到准确的数据。本仪器可以简便地准确地测定出相对照度值,同时拨动旋钮还可以方便地大致测出绝对照度值。

关键词：新型仪器相对照度照度计 XZ 光探头光能利用

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对光学设计中照度计算公式的讨论

光学学报 2008年第7期28卷 1364-1368页

作者：屈恩世张恒金曹剑中杨正中国科学院西安光学精密机械研究所所陕西西安710068

分析并指出了教科书及光学软件中光学系统照度公式的不恰当地方,推导出了更符合实际的光学系统照度公式。假设透镜系统为无源传输模式,通过对教课书中以及光学设计软件中的照度分布计算公式进行了推导分析,得出轴外视场相对轴上视场照度... 详细信息

分析并指出了教科书及光学软件中光学系统照度公式的不恰当地方,推导出了更符合实际的光学系统照度公式。假设透镜系统为无源传输模式,通过对教课书中以及光学设计软件中的照度分布计算公式进行了推导分析,得出轴外视场相对轴上视场照度为cos4ω′关系。当像方视场角减小时,通过模拟得到了与实际相背的无源传输系统能量放大的结论。建立了以入瞳模式为参考的计算模型,对照度公式重新进行推算得到新的与实际相符的照度公式,得出像面照度分布取决的是物方视场角。通过仿真模拟,验证了像面上轴外视场的照度与对应物方视场角的cos4ω成正比。

关键词：光学设计相对照度入瞳出瞳

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同心结构光学系统设计与分析

同心结构光学系统设计与分析

作者：李若兰长春理工大学

学位级别：硕士

对同心结构的光学系统结构简单,体积小,可应用于大视场高分辨率的光学镜头。本文分别设计了透射式和折反式同心结构的光学系统,并对其进行像质分析。为了进一步提高系统的相对照度,基于全反射原理设计了一种虚拟光阑,应用于同心结构的... 详细信息

对同心结构的光学系统结构简单,体积小,可应用于大视场高分辨率的光学镜头。本文分别设计了透射式和折反式同心结构的光学系统,并对其进行像质分析。为了进一步提高系统的相对照度,基于全反射原理设计了一种虚拟光阑,应用于同心结构的光束控制,进而改善系统的成像性能。首先,对同心结构光学系统的国内外发展现状进行阐述,然后对同心结构进行近轴光路计算,分析几种基本像差,然后介绍了光学系统的像质评价方法以及光束限制,为后续设计提供理论基础。其次,设计了一款大视场、小型化、高分辨率的透射式同心结构手机镜头。基于已有手机镜头的设计经验和应用需求,确定了系统的设计参数,优化得到的手机镜头全视场角为100°,焦距为3.16mm,F数为1.8,系统总长5.1mm,全视场MTF值在400lp/mm处大于0.23,各个视场的弥散斑半径均小于0.7μm,全视场相对照度在0.6以上;为进一步减小系统的总长,在透射式结构的设计参数基础上,采用折反式同心结构,优化后的结构总长为2.56mm,全视场MTF值在400lp/mm处大于0.23。对透射式和折反式同心结构进行了像质评价和公差分析,结果显示的公差要求符合目前手机镜头的生产水平。但是由于手机镜头的视场较大,两种同心结构的渐晕现象都比较明显。为了提高同心结构光学系统的轴外视场照度,在同心透镜内部设置一个基于全内反射的虚拟光阑,可使系统的能量分布更加均匀,进而改善系统的成像性能。结合虚拟光阑的建立条件以及手机镜头要求,分析全反射面半径、折射率和F数的关系,计算了一个折反式同心结构的手机镜头初始结构,优化后的系统焦距为2.36mm,最大视场角为100°,系统F数为1.8,总长为2.36mm,全视场的MTF值在400lp/mm处大于0.4。在分析软件中建立模型,得到不同视场的光斑照度,结果表明,采用虚拟光阑的手机镜头在0°～28°视场内系统的相对照度保持不变,全视场的相对照度在0.85以上。利用传统孔径光阑的折反式同心结构相对照度随视场增大逐渐下降,最大视场仅为0.64。可见,采用虚拟光阑的手机镜头全视场照度的均匀性得到了明显改善,可有效提高系统的成像性能。本文提出的设计方法也适用于其他同心结构的光学系统,对同心结构的研究和分析具有重要意义。

关键词：光学系统设计同心结构虚拟光阑渐晕相对照度

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固态面阵激光雷达接收光学系统设计

中国光学 2020年第3期13卷 517-526页

作者：魏雨蒋世磊孙国斌张兴星王玉宁西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

在确保固态面阵激光雷达安全性的前提下,为了提高光学系统的像面能量均匀度以及增加光学系统所接收到的能量,保证在探测过程中的低信噪比以及对目标的可探测性,本文通过对发射激光能量和接收能量进行建模,给出了光学参数,研究了影响接... 详细信息

在确保固态面阵激光雷达安全性的前提下,为了提高光学系统的像面能量均匀度以及增加光学系统所接收到的能量,保证在探测过程中的低信噪比以及对目标的可探测性,本文通过对发射激光能量和接收能量进行建模,给出了光学参数,研究了影响接收光学系统像面照度的因素。指出大视场大相对孔径高照度均匀性光学系统的设计要素,并通过ZEMAX优化分析给出了具体的实施过程。最终设计了λ=905(±5)nm,焦距为15 mm,相对孔径为1/1.4,视场角为2ω=76°的激光雷达接收镜头,系统总长小于77 mm,在空间频率为20 lp/mm处MTF值大于0.5,在0.85视场内的相对畸变小于8%,像面照度不均匀性小于7.2%。满足激光雷达的探测要求。

关键词：激光雷达能量分析光学设计大相对孔径相对照度

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超广角数字通用型投影镜头设计

光子学报 2014年第8期43卷 23-31页

作者：李维善陈琛宋涛张禹刘宵婵秦皇岛视听机械研究所河北秦皇岛066000

为了解决现有超广角数字投影镜头存在的缺陷和不足,并与不同类型和规格数字投影机的超广角投影匹配,给出了8组9片式超广角数字通用型投影镜头的光学系统设计.镜头焦距为8.76mm、全视场角达到97°、F数为2.12、后工作距离大于34mm、最大... 详细信息

为了解决现有超广角数字投影镜头存在的缺陷和不足,并与不同类型和规格数字投影机的超广角投影匹配,给出了8组9片式超广角数字通用型投影镜头的光学系统设计.镜头焦距为8.76mm、全视场角达到97°、F数为2.12、后工作距离大于34mm、最大口径小于96mm、总长小于200mm,结构中加入了1个偶次非球面,较好地校正了轴外像差与畸变.用减少透镜数量和增大相对孔径的办法提高了像面照度;通过增大光阑慧差及减小像方半视场角,提高了像面相对照度,其值达97.46%以上.通过合理确定棱镜等效厚度及调整结构布局,使结构适配光学引擎中棱镜的有效光学厚度为16.5~23mm.设计的镜头分辨率达120lp/mm、全视场相对畸变绝对值小于1.5%.结果表明:该镜头可满足0.55in^0.76in 3LCD和1DLP类型的各种数字投影机的使用,最小投射比可达0.53∶1,投影画面偏移量最大达到389mm,结构简单,体形小,成本低,成像质量好,可批量化生产.

关键词：光学设计超广角投影镜头非球面相对照度光阑彗差调制传递函数分辨率画面偏移量

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球幕投影数字鱼眼镜头的光学设计

应用光学 2016年第1期37卷 39-44页

作者：李维善陈琛刘宵婵张禹秦皇岛视听机械研究所河北秦皇岛066000

采用"非相似"成像原理,利用Zemax光学软件设计了一款适用于1.60cm(0.63英寸)3LCD数字投影机的球幕投影数字鱼眼镜头。镜头结构是一种反远距型光学结构,由5组6片球面透镜组成,具有结构简单、易加工等特点。镜头全视场角为180°,焦距为3.2... 详细信息

采用"非相似"成像原理,利用Zemax光学软件设计了一款适用于1.60cm(0.63英寸)3LCD数字投影机的球幕投影数字鱼眼镜头。镜头结构是一种反远距型光学结构,由5组6片球面透镜组成,具有结构简单、易加工等特点。镜头全视场角为180°,焦距为3.28mm,相对孔径为1/1.9,后工作距离为35.8mm,光学总长为196mm。镜头具有较高的成像质量,在50lp/mm处,各个视场的MTF值均大于0.4,最大垂轴色差为4.5μm,全视场的F-theta畸变绝对值小于3%,最大视场的像面相对照度达到96.27%。

关键词：光学设计球幕投影数字鱼眼镜头相对照度