主动调焦式航空相机物镜光学设计及温度仿真分析

摘要：

对流层内,环境温度随海拔高度的升高而降低.为了补偿温度变化对成像质量的影响,设计了主动调焦式航空相机物镜:f=400 mm、视场角2w=10°、F数为8、波段460～750 nm、总长380mm、后截距150 mm；该物镜在常温常压下,调制传递函数(MTF) fMT≥0.52(70 1p/mm),接近衍射极限；各视场弥散斑均方根(RMS)直径大小约3.6μm；该相机包括一调焦组,移动范围为士5 mm,调焦组每移动0.1 mm,焦平面约移动0.026 mm.针对设计结果,随后进行了温度水平分析和温度梯度仿真.对于温度水平分析,在-60℃～+60℃下进行了稳态调焦分析,分析结果表明经调焦组主动调焦后,物镜成像质量与常温下相差不多,可成清晰像；于此同时,相机可在调焦完成后,在温度宽度为±16℃的范围内保证像质.对于温度梯度仿真,人为地对各透镜单独设定温度场得到20℃轴向、径向温度梯度,有限元仿真及相应的计算结果表明,经主动式温度调焦后,在温度梯度情况下,相机物镜依然保证成像清晰.

关键词：遥感、航空相机、光学设计、有限元分析

所属期刊栏目：32

分类号：O439(光学)

在线出版日期：2012-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：223-233