后组调焦高清变焦镜头调焦凸轮曲线分析与设计

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1、后组调焦高清变焦镜头调焦凸轮曲线分析与设计　　摘要：后组调焦高清变焦镜头适用于前端口径较小、近距离成像要求较高及光路需要偏折的场合。近摄时，后组调焦方式获得的成像质量比用前组调焦方法更好，焦距小于50mm时，近摄距可达0.35m，不需要加近摄镜（前组调焦要加近摄镜），可以兼顾远近距离的高清成像要求。由于后组调焦高清变焦镜头物距与后截距的关系不是线性关系，调焦组的移动在不同焦距段的不同物距时对应不同的特征曲线，差异较大。为使调焦灵敏度处在一个合理区间，后组调焦位移不能采用通常使用的线性关系，需设计一条

2、能覆盖这些特征曲线的非线性凸轮，因而根据其原理与结构进行了分析与设计。　　关键词：　　成像系统；变焦镜头；后组调焦；凸轮曲线　　中图分类号：TH74文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2017.01.002　　Analysisanddesignoffocusingcamcurveofreargroupfocusing　　basedhighdefinitionzoomlens　　WANGXinxia，LAIAiguang，LAIYinghui　　（FujianInst

3、ituteofOpticalTechnology，Fuzhou350013，China）　　Abstract：　　Thereargroupfocusingbasedhighdefinitionzoomlensissuitablefortheapplicationsthatrequiresmallcaliberfrontgroup，highstandardcloserangeimaginganddeflectedopticalpath.Whenshortrangephotographisneeded，

4、thereargroupfocusingisabletogainbetterimagingqualitycomparedwiththefrontgroupfocusing.Whenthefocaldistanceislessthan50mm，theminimumphotographicdistancecanachieve0.35mwithoutadditionalcloseuplens（frontgroupfocusinglensrequirescloseuplens），whichmeetshigh

5、qualityimagingrequirementforbothshortrangeandlongrange.Forreargroupfocusingbasedhighdefinitionzoomlens，theredoesnotexistlinearrelationshipbetweentheobjectdistanceandtherearcutoffdistance，andconsequentlythespecificcurvesoffocusinggroupmovementareobvious

6、lydifferentatdifferentfocallengthsanddifferentobjectdistances.Inordertokeepthefocusingsensitivitywithinareasonablerange，thenormalsolutionoflinearrelationshipisnotapplicableforthedisplacementofreargroupfocusing.Thedesignofnonlinearcamwhichcancovertheses

7、pecificcurvesisnecessary.Theprincipleandstructureareanalyzedanddesignedinthispaper.　　Keywords：imagingsystem；zoomlens；reargroupfocusing；camcurve　　引言　　目前，大多?凳悠导嗫乇浣股阆窬低吠ǔ２捎昧街稚杓品绞剑?1）采用前组调焦，第二、三组元变倍、补偿；2）采用第二、四组元变倍、补偿，第二、四组元联动调焦。前者在观察1m内的景物且位于长焦端时很难获得好的像质，

8、而且物距越短，前组的口径越大；后者则需要用事先设定的不同近摄距离的第二、四组元联动移动数据，在较近距离时也较难获得好的像质[1]。　　在核电核废料处理等高辐射监控区域，为提高摄像机靶面抗中子流辐射的要求，需设计较大的后组空气间隔供光束偏折，并克服普通变焦镜头近摄距长、前端口径大的不足，实现整机小型化，从而在极近距离条件下，获得较好的成像质量。为适应核电监控等特殊情况，本方案采用与上述两种变焦形式完全不同的新型后组调焦结构，近摄时获得的成像质量比用前组调焦方法更好。该方