夜視攝遠(yuǎn)物鏡外形設(shè)計(jì)

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1、天馬行空官方博客：http://t.qq.com/tmxk_docin；QQ:1318241189；QQ群：175569632夜視攝遠(yuǎn)物鏡外形設(shè)計(jì)監(jiān)視鏡頭的使用場合千差萬別。監(jiān)視縱深范圍在6米以內(nèi)的鏡頭焦距在8mm以內(nèi);監(jiān)視縱深范圍在6米～十幾米，鏡頭焦距在幾十毫米;監(jiān)視縱深范圍在上百米，鏡頭焦距就上了100毫米以上。焦距與監(jiān)視縱深范圍的這種依從關(guān)系是源于在CCD上人體應(yīng)占有適當(dāng)比例的要求的。對于軍用夜視儀，下例的外形尺寸計(jì)算說明了應(yīng)如何從簡單的外形尺寸來確定更深層次的光學(xué)參數(shù)的。下面還介召了在Zemax中

2、以透鏡為單元的追跡方法（將以透鏡為單元的追跡方法輔以自動設(shè)計(jì)就可得到變焦系統(tǒng)有關(guān)的最初變焦曲線），介召了系統(tǒng)理論鑒別率計(jì)算，介召了系統(tǒng)的內(nèi)調(diào)焦計(jì)算。這些在系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算，系統(tǒng)象差評價(jià)中都是常用的方法。一要求1外形尺寸：φ85X100mm2視場：物方在250M處物高10M，象方采用1/2英寸CCD。3調(diào)焦：(1)物方50M～250M，(2)象方采用內(nèi)調(diào)焦（第二鏡最大調(diào)節(jié)量1mm）4夜間與白天均可觀查（為單色）。二外形尺寸計(jì)算1焦距計(jì)算（1）250M處最大視場角計(jì)算已知1/2英寸CCD尺寸為：下圖是成象光路示

3、意圖，10米是最遠(yuǎn)物距250米處的電線標(biāo)志桿長度，Y是最近距離50米處CCD4.8mm尺寸對應(yīng)物方尺寸，它用以衡量50米物距的物方線視場高度方向尺寸。下面計(jì)算f’和Y：由上計(jì)算可知：最遠(yuǎn)距上人占高度方向視場的五分之一，在最近距離上人占高度方向視場的五分之四多些。這與夜視儀要求接近。（2）焦距分配上面計(jì)算出的f’=120mm是組合焦距值，下面將此值按要求分解到射遠(yuǎn)物鏡的正負(fù)透鏡上。據(jù)已知條件有下光路圖：合并同類項(xiàng)有：將f’1=99.13，代入(2)式有：將f’1=99.13，f’2=-23.736，d=95代

4、入(1)式有：f’=120.012mm與要求的120mm組合焦距一致。2入瞳距確定采用最大視場最大口鏡光線在第一鏡上有效口徑為φ80，在第二鏡上有效口徑為φ18.5的已知條件，通過Zemax上以透鏡為追跡單元的追跡計(jì)算，改變?nèi)虢y(tǒng)距達(dá)到各透鏡有效口徑的要求，方法入如下：光路圖：光圈數(shù)F=1.5，視場角2W=2.3°在入瞳調(diào)整中，由于視場角很小，各透鏡有效口徑基本不受入瞳距的影響，后鏡φ效18.5是達(dá)不到的，但這并不會影響系統(tǒng)性能。據(jù)上分析，可令入瞳距為零。下面是該系統(tǒng)的理論鑒別率：由計(jì)算可知φ效1=80mm，

5、φ效2=7.2mm。下面再看看Zemax中組合焦距與后截距計(jì)算情況：在前面光線追跡有：與前面公式計(jì)算結(jié)果一樣，即相互驗(yàn)正了方法的正確性。3內(nèi)調(diào)焦計(jì)算由于后鏡到CCD距離應(yīng)在5～6mm，應(yīng)此前面的l’22應(yīng)以6mm計(jì)算?，F(xiàn)重新計(jì)算得：f’1=100，f’2=-30調(diào)焦在250米物距時(shí)：調(diào)焦在50米物距時(shí)：在保證第一鏡到CCD間距為101mm時(shí)，第二鏡需后移0.68mm。系統(tǒng)經(jīng)過這樣調(diào)整后，就全部達(dá)到要求了。剩下的問題就是進(jìn)行象差設(shè)計(jì)，當(dāng)象差設(shè)計(jì)與外形設(shè)計(jì)發(fā)生矛盾時(shí)，還需再進(jìn)行外形尺寸的調(diào)整，使象差設(shè)計(jì)能達(dá)到要

6、求。