红外连续变焦镜头的结构设计VIP免费

第32卷第l期2009年3月长春理工大学学报l自然科学版)JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)V01．32No．1Mar．2009红外连续变焦镜头的结构设计李永刚，张葆，丁金伟(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033)摘要：随着红外光学技术的长足发展及其实际应用范围的不断扩展，对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。为了验证红外连续变焦镜头的变倍性能及其成像质量，根据某红外连续变焦镜头的光学设计特点，通过对其机械结构进行选型，最终采用不同形式的凸轮机构来实现红外变焦距镜头变倍、调焦过程，对凸轮机构、变倍导向机构、调焦机构等作了较详细的说明，并从机械设计的角度出发，对系统的杂散辐射提出了抑制措施。装调结果表明，采用凸轮机构、变倍导向机构可以实现红外连续变焦镜头的变倍及调焦过程，提出的杂散辐射措施可以有效地抑制系统的杂散辐射．提高镜头的成像质量。关键词：红外连续变焦镜头；凸轮机构；导向机构；杂散辐射．中图分类号：TN216文献标识码：A文章编号：1672．9870I2009)01—0060—04MechanismDesignofContinuousInfraredZoomLensLIYonggang，ZHANGBao，DINGJinwei(ChangchunInstituteofOptics。FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciencesChangchun130033)Abstract：Inrecentyears，thedemandforinfraredzoomsystemsismcmasinginproportionwiththedevelopmentofinfraredtechnologyanditsapplications．Inordertotesti匆thevarifocusingperformanceandimagequalityofonenovelcontinuousin-flaredzoomlens，twokindsofcammechanismWgTedescribedaccordingtotheopticdesignoftheinfraredzoomlens，canlmechanism，guidemechanismandfocusingmechanismWaSdiscussedindetail，andsuppressionmethodsonthestrayradi·ationofthesystemwereinWoduced．Thetestsshowthatcammechanismandguidemechanismcallachievevarifocusingofthecontinuousinfraredzoomlens，andthesuppressionmethodscallimprovetheimagequalityoftheinfraredlens．Keywords：continuousinfraredzoomlens；cammechanism；guidemechanism；s仃ayradiation随着现代光学技术的发展，可见光变焦距镜头已经普及，在军用和民用方面得到了广泛的应用。而红外连续变焦镜头因受到光学材料等方面的限制，其发展相对缓慢。目前国内对红外连续变焦镜头的研究，基本上处于理论设计或试验阶段，对加工装调后的红外变焦镜头及其成像质量还未见相关报导。因此设计一套红外连续变焦镜头的机械结构，用来验证所设计的红外镜头的变倍性能及其成像质量是很有必要的。根据光学设计人员给出的某小型红外连续变焦镜头的光学特点，本文采用不同形式的凸轮机构分别作为光学系统的变倍、调焦机构。同时，为了提高镜头的成像质量，采用多种机械方法抑制杂散辐射措施，使得红外镜头的杂散辐射得到有效的抑制。1光学结构及其主要机械结构选型1．1光学结构本文所涉及的镜头为相对孑L径1：4，焦距25—450mm的中波红外连续变焦镜头，为机械补偿变焦距镜头，其光学结构南前同定组，变倍组。补偿组，后固定组组成。其中变倍组作线性移动，补偿组作相对少量非线性移动，以达到光学系统既变倍而像面位置又稳定的要求。该镜头设计为透射系收稿H期：2008—09—01作者简介：李水刚(1979-)，男。硕l：，主要从事光电仪器结构设计研究，E-mail：ciomliyong@tom．tom万方数据第1期李永刚．等：红外连续变焦镜头的结构设计61统，共有14片透镜，包括变焦物镜系统和二次成像系统。镜片数日的增加，有利于校正像差，可提高像质；二次成像系统的作用是为了减小物镜的直径同时保证100％的冷屏效率。1．2变倍组导向机构选型连续变焦镜头在连续变焦的过程中，光轴随着变倍和补偿镜组的位移始终在跳动，而光轴跳动量的大小直接影响系统的性能指标。所以变倍、补偿镜组的导向机构设计是此红外变焦距镜头结构设计的核心。变焦距镜头导向机构的种类很多，按接触摩擦性质可分成两大类：滑动摩擦机构和滚动摩擦机构。滑动摩擦机构是导轨与移动镜组之间采用滑动接触方式，滚动机构是导轨与移...