可连续变倍双远心系统设计及其凸轮曲线分析 
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Design of Continuous Zoom Double Telecentric System and Analysis of Cam Curve
1 福建师范大学光电与信息工程学院福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
2 福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
图 & 表
图 1. 系统初始结构示意图
Fig. 1. Diagram of initial system structure
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图 2. 光学系统外形图
Fig. 2. Outline drawing of the optical system
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图 3. -0.20×时的MTF和畸变曲线。(a)系统MTF曲线;(b)系统畸变曲线
Fig. 3. MTF and distortion curves at -0.20×. (a) MTF curve of the system; (b) distortion curve of the system
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图 4. -0.33×时的MTF和畸变曲线。(a)系统MTF曲线;(b)系统畸变曲线
Fig. 4. MTF and distortion curves at -0.33×. (a) MTF curve of the system; (b) distortion curve of the system
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图 5. -0.50×时的MTF和畸变曲线。(a)系统MTF曲线;(b)系统畸变曲线
Fig. 5. MTF and distortion curves at -0.50×. (a) MTF curve of the system; (b) distortion curve of the system
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图 6. Zemax宏语言编程法工作流程图
Fig. 6. Flow chart of Zemax macro language programming method
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图 7. Zemax宏语言编程法求得的凸轮曲线
Fig. 7. Cam curve obtained by Zemax macro language programming
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图 8. 变倍系统的分组模型
Fig. 8. Grouping of zoom systems
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图 9. 动态光学理论法求得的凸轮曲线图
Fig. 9. Cam curve obtained by dynamic optics theory
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图 10. 两个解法求得的数据点的差值
Fig. 10. Difference between solution data points obtained by two methods
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表 1成像芯片参数
Table1. Imaging chip parameters
| Opticalsize /mm | Resolution | Pixel size /(μm×μm) | Effectivearea /(mm×mm) |
|---|
| 11 | 1392×1040 | 6.45×6.45 | 8.80×6.60 |
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表 2系统设计参数指标
Table2. System design parameters
| Parameter | Value |
|---|
| Magnification | -0.5× to -0.2× | | Object field of view /mm | 22 to 55 | | Image field of view /mm | 11 | | Working distance /mm | 130 | | Distortion | <0.1% | | Telecentricity | <0.1° |
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表 3多重结构操作数设置
Table3. Multiple structure operand settings
| Active | Config 1 | Config 2 | Config 3 |
|---|
| APER | 0.010 | 0.015 | 0.025 | | YFIE | 27.500 | 16.500 | 11.000 | | THIC 10 | 23.000 | 14.000 | 1.200 | | THIC 14 | 12.000 | 3.700 | 0.650 | | TSP2 19 | 64.720 | 64.720 | 64.720 |
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表 4采用软件法得到的部分采样点数据
Table4. Partial sampling point data obtained by software method
| Parameter | Value |
|---|
| Q1 | 0.100 | 0.200 | 0.300 | 0.400 | 0.500 | ... | 21.700 | 21.800 | 21.900 | 22.000 | 22.100 | | Q2 | 0.112 | 0.227 | 0.336 | 0.449 | 0.561 | ... | 31.834 | 32.199 | 32.592 | 33.028 | 33.509 |
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表 5采用动态光学法得到的部分采样点数据
Table5. Partial sampling point data obtained by dynamic optics theory
| Parameter | Value |
|---|
| Q1 | 0.100 | 0.200 | 0.300 | 0.400 | 0.500 | ... | 21.700 | 21.800 | 21.900 | 22.000 | 22.100 | | Q2 | 0.112 | 0.225 | 0.337 | 0.450 | 0.563 | ... | 31.932 | 32.304 | 32.704 | 33.148 | 33.648 |
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叶文炜, 黄锦煖, 周天福, 林峰. 可连续变倍双远心系统设计及其凸轮曲线分析[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(5): 052201. Wenwei Ye, Jinxuan Huang, Tianfu Zhou, Feng Lin. Design of Continuous Zoom Double Telecentric System and Analysis of Cam Curve[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(5): 052201.
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