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设计与检测 |zemax 光学系统22 远心系统

2022-1-17 11:43| 发布者：Davis| 查看：968| 评论：0|原作者: 光联万物 OPLC

摘要：本文介绍了远心系统的应用和设计，包括精确测量螺纹的轮廓投影仪、液晶显示和数字光投影仪等。针对远心系统的约束问题，提出了约束瞳孔距离倒数的解决方案。同时，本文还对表格中的物镜进行了具体参数的列举和分析。

远心光学系统是出瞳位于无穷远的一种光学系统（主光线平行于光轴），其应用的一个例子是精确测量螺纹的轮廓投影仪。由于主光线与光轴平行，所以，测量与像的位置无关。物体可以放置的其景深内的任何位置。已经研发出物像空间都是远心光路的系统。另外的应用是液晶显示（LCD）和数字光投影仪（DLP）的投影物镜，由于镀有二向色膜层，所以，需要使用远心系统。

计算机软件程序应能够控制出瞳到最后一块透镜的距离。然而，对于远心系统，更习惯约束出瞳距离的倒数。这是因为大多数约束都是小数字：透镜厚度、折射率、近轴高度比等。将瞳孔限制在一个无穷大的数就迫使软件程序保证其他约束项都服从该约束。设置出瞳距离的倒数就解决了这个问题，并保证所有约束都在同一个数量级。另外一种方法是约束各种视场在最后一个透镜表面之后的主光线角。

表1 20X轮廓投影仪物镜（f/2.8远心系统）

为了设计一个紧凑小型的光学系统，在物镜与屏幕之间设置一些反射镜。另外，增加一个中继转像系统或者棱镜系统，与反射镜共同形成一个正像。

如表2是该类物镜的改进型，这样物体位于无穷远，孔径光阑紧跟着放置在第一块透镜之后。该系统的有效聚焦是4.0in，视场为20°。光线交点曲线图表明，瞳孔边缘有较多的杂光，注意到，与焦距相比，此系统有长的后截距。其详细结构参数如下：

表2 f/2.8远心光学系统的结构参数

表3 f/2、视场40°的远心物镜，有效焦距1.0in,详细数据如下：

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