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更新時(shí)間：2024.12.28
水下專用成像物鏡的設(shè)計(jì)

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隨著水下攝影的廣泛運(yùn)用,對(duì)大視場(chǎng)大相對(duì)孔徑的成像物鏡的需求也顯得極其迫切,而目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的水下成像物鏡還不具備此特點(diǎn)。因此本文分析了大視場(chǎng)大相對(duì)孔徑水下專用水下成像物鏡的設(shè)計(jì)特點(diǎn),運(yùn)用ZEMAX軟件進(jìn)行模擬優(yōu)化,得到了相對(duì)孔徑為1/1.6,水下全視場(chǎng)72°,焦距8.96mm,光譜響應(yīng)范圍436～656nm,采用平行水密殼窗的水下專用攝影物鏡。全視場(chǎng)MTF在空間頻率46 lp/mm時(shí)高于0.3,在半徑為10.8μm的圓內(nèi),能量集中度為80%,全視場(chǎng)畸變小于2%。能夠滿足深水微光攝影物鏡對(duì)大視場(chǎng)、大相對(duì)孔徑的需求。

利用光纖傳像束的內(nèi)窺鏡物鏡設(shè)計(jì)

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光纖傳像束用于內(nèi)窺鏡時(shí),對(duì)內(nèi)窺鏡物鏡的結(jié)構(gòu)型式和成像質(zhì)量提出了新的要求。在分析了其基本設(shè)計(jì)原則后,根據(jù)實(shí)際需求,選用反遠(yuǎn)距型物鏡作為初始結(jié)構(gòu),利用Zemax軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個(gè)工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921 mm,全視場(chǎng)100°、相對(duì)孔徑1/4的內(nèi)窺鏡物鏡。鏡頭總長(zhǎng)10.32 mm,滿足像方遠(yuǎn)心要求,在38 lp/mm頻率處MTF值在0.85以上,像質(zhì)優(yōu)良;同時(shí),在Tracepro軟件中建立了所設(shè)計(jì)物鏡與光纖傳像束結(jié)合后系統(tǒng)的模型,模擬的系統(tǒng)耦合效率約為96%且出射端照度均勻。結(jié)果表明:該物鏡具有視場(chǎng)大、短焦距、結(jié)構(gòu)合理、耦合效率高、像面照度均勻等特點(diǎn),滿足內(nèi)窺鏡要求。

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