高变倍比变焦光学系统设计

摘要

设计了一套焦距f'=10 mm～500 mm的高变倍比变焦光学系统.以正组机械补偿原理为基础,通过高斯光学计算,给出合理的初始结构和高斯解.系统引入2个新型非球面,使系统具有更大的自由度,并有效校正光学系统中的像差,减小系统复杂度,对实现高变倍比变焦系统尤为有利.采用一组双层谐衍射元件来校正长焦所带来的二级光谱,减少了透镜片数,使系统更加紧凑.分析了10 mm～500 mm焦距情况下系统的调制传递函数曲线,计算出变倍组和补偿组的变化曲线,可以看出满足机械补偿凸轮曲线的变化规律,而且曲线的变化比较平滑,能够实现平稳变焦.在奈奎斯特频率为50 lp/mm时,调制传递函数曲线均在0.6以上.