引言計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)早已應(yīng)用到鏡頭的光學(xué)設(shè)計當(dāng)中，鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計也有一些計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，但是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的多樣性或?qū)I(yè)性強(qiáng)或要昂貴平臺支持而使用不便。光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求各個光學(xué)零件準(zhǔn)確定位和合理固定，保證鏡頭的光學(xué)性能。對于照相物鏡、顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、目鏡等大多數(shù)非變焦、光軸成直線的鏡頭來說，其基本結(jié)構(gòu)由透鏡、壓圈、鏡筒、隔圈組成。只要對這些結(jié)構(gòu)作自動設(shè)計，就能省去許多費(fèi)事的構(gòu)思和繁瑣的計算。以自動設(shè)計得到基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，就不難修改成為所要求的特殊結(jié)構(gòu)，例如鏡筒與機(jī)殼的連接結(jié)構(gòu)。本文介紹的光學(xué)鏡頭基本結(jié)構(gòu)計算機(jī)輔助設(shè)計是基于廣泛應(yīng)用的AutoCAD平臺和采用人機(jī)交互式操作，用AutoLISP語言進(jìn)行參數(shù)化和模塊化設(shè)計，通用性好且簡單易行。二、鏡頭結(jié)構(gòu)分類常用光學(xué)鏡頭諸如望遠(yuǎn)物鏡、顯微物鏡、照相物鏡和目鏡，基本結(jié)構(gòu)包括四個部分：透鏡、隔圈、鏡筒、壓圈。隔圈結(jié)構(gòu)類型比較多，它受前后透鏡直徑和通光孔徑的大小差別影響較大，也受其它結(jié)構(gòu)要素影響。隔圈結(jié)構(gòu)類型如圖1所示。鏡筒結(jié)構(gòu)大體可以分為兩類：直筒式和臺階式。壓圈的結(jié)構(gòu)形式包括外螺紋壓圈和內(nèi)螺紋壓圈，在實際應(yīng)用中大多采用外螺紋壓圈。上海光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以聯(lián)系位姿科技（上海）有限公司；寧夏光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器

基準(zhǔn)技術(shù)（例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性，基準(zhǔn)相對于相機(jī)的角度響應(yīng)），基準(zhǔn)點的固定（例如，插入的可重復(fù)性，基準(zhǔn)點和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛），標(biāo)記的制造（例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量），標(biāo)記的相對姿勢，標(biāo)記的速度和整體延遲，缺少局部遮擋，與術(shù)前現(xiàn)場登記相關(guān)的殘留錯誤，術(shù)前測量/成像儀的準(zhǔn)確性，外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對于光學(xué)追蹤系統(tǒng)，固有追蹤精度高度取決于：相機(jī)的分辨率，基線（攝像機(jī)之間的距離），堅固性（機(jī)械，熱和老化穩(wěn)定性），在工作空間中基準(zhǔn)點的位置和角度，圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)及準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個測量體積中將單個基準(zhǔn)步進(jìn)移動2000個點以上。由于使用坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）精確測量了點的位置，因此每個設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常，CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實際上，當(dāng)執(zhí)行在，期望的均方根（RMS）精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請注意，工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的（[X，Y]和Z的誤差有所不同）。在整個工作空間中。陜西的光學(xué)導(dǎo)航北京光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；

500mm以上稱超長焦距。120相機(jī)的150mm的鏡頭相當(dāng)于35mm相機(jī)的105mm鏡頭。由于長焦距的鏡頭過于笨重，所以有望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計，即在鏡頭后面加一負(fù)透鏡，把鏡頭的主平面前移，便可用較短的鏡體獲得鏡體獲得長焦距的效果。反射式望遠(yuǎn)鏡頭是另一種超望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計，利用反射鏡面來構(gòu)成影像，但因設(shè)計的關(guān)系無法裝設(shè)光圈，能以快門來調(diào)整曝光。微距鏡頭（marcolens）除作極近距離的微距攝影外，也可遠(yuǎn)攝。按接口分類C型鏡頭法蘭焦距是安裝法蘭到入射鏡頭平行光的匯聚點之間的距離。法蘭焦距為。安裝羅紋為：直徑1in，32牙.in。鏡頭可以用在長度為(13mm)以內(nèi)的線陣傳感器。但是，由于幾何變形和市場角特性，必須鑒別短焦鏡頭是否合用。如焦距為。如果利用法蘭焦距尺寸確定了鏡頭到列陣的距離，則對于物方放大倍數(shù)小于20倍時需增加鏡頭接圈。接圈加在鏡頭后面，以增加鏡頭到像的距離，以為多數(shù)鏡頭的聚焦范圍位5－10%。鏡頭接長距離為焦距/物方放大倍數(shù)。U型鏡頭一種可變焦距的鏡頭，其法蘭焦距為，安裝羅紋為M42×1。主要設(shè)計作35mm照片應(yīng)用（如國產(chǎn)和進(jìn)口的各種135相機(jī)鏡頭），可用于任何長度小于()的列陣。建議不要用短焦距鏡頭。特殊鏡頭如顯微放大系統(tǒng)。

在對流層至臨近空間的廣闊空域內(nèi)對陸、海、空、天目標(biāo)進(jìn)行探測、成像、識別與測量等。與航天光學(xué)遙感相比，航空成像與測量在時效性、靈活性、分辨率以及成本方面具有突出優(yōu)勢。在云層遮擋導(dǎo)致航天遙感無法拍攝到地面圖像的條件下，航空器可以在云層以下飛行成像，彌補(bǔ)航天遙感的不足。與航空微波成像相比，光學(xué)成像與測量利用被動接收的光輻射，隱蔽性更好，并且能夠獲取實時、直觀的彩色圖像，可判讀性更佳。航空成像與測量技術(shù)無論從搭載平臺的角度還是體制機(jī)制的角度，都是不可或缺的遙感手段。實現(xiàn)航空成像與測量的光學(xué)載荷受航空飛行環(huán)境的影響很大。航空器有限的運(yùn)載能力對光學(xué)載荷的體積、重量、功耗提出了嚴(yán)格的約束，而對成像距離、測量精度、溫度適應(yīng)能力等性能又提出的嚴(yán)苛的要求。解決航空飛行環(huán)境的強(qiáng)約束條件與高性能指標(biāo)的矛盾成為航空光電成像與測量技術(shù)的問題。在大氣中飛行時，光學(xué)載荷受到載機(jī)姿態(tài)晃動、嚴(yán)重的震動以及氣動力（矩）的影響，視軸很難穩(wěn)定指向和成像目標(biāo)，降低觀測質(zhì)量；由于載機(jī)前向飛行或處于擴(kuò)大收容范圍的目的采用主動掃描成像的工作方式會在成像過程中帶來像移的影響導(dǎo)致圖像模糊；航空器從地面升至高空的過程中。北京光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以聯(lián)系位姿科技（上海）有限公司；

單獨(dú)把每個零件從裝配圖中拆出，或者把某個零件上的所有線條一起進(jìn)行編輯。InputData項主要用于光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的輸入并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)文件以便于其它程序的取用。DrawLensOnly項用于不需要設(shè)計整個鏡頭結(jié)構(gòu)時單獨(dú)繪制光學(xué)系統(tǒng)圖。SelectType項用于六種結(jié)構(gòu)類型的選擇。它調(diào)用了圖標(biāo)菜單ICON，將六種類型的結(jié)構(gòu)簡圖用圖像形式形象地顯示出來，使用戶很方便地選擇所需要的結(jié)構(gòu)類型，如圖2所示。四、程序編制示例由圖3系統(tǒng)框圖可知，各個零件都編制了相應(yīng)的子程序完成其結(jié)構(gòu)繪制，下面以光學(xué)系統(tǒng)為例說明程序的編制過程。完成光學(xué)系統(tǒng)繪制的程序。首先從數(shù)據(jù)文件中取出組參數(shù)，利用繪圖命令按照參數(shù)繪制透鏡，然后循環(huán)操作取出第二組、第三組參數(shù)?，在距離前一透鏡d+t處繪制透鏡，直至整個透鏡系統(tǒng)繪制完畢。五、關(guān)鍵技術(shù)處理1.鏡筒壁厚和壓圈寬度鏡筒壁厚與它的直徑有關(guān)。螺紋退刀槽處的鏡筒壁厚一般是整個結(jié)構(gòu)中的薄之處。因此程序中以退刀槽處為壁厚基準(zhǔn)，各種直徑范圍的壁厚選擇由條件語句完成。在臺階式結(jié)構(gòu)中中間部分各處的壁厚都與退刀槽處的壁厚相等，而在直筒式結(jié)構(gòu)中中間部分的壁厚要比退刀槽處的壁厚大一些。黑龍江光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；江蘇光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器價格

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光學(xué)載荷工作的環(huán)境溫度、氣壓快速地大范圍變化，對光學(xué)成像構(gòu)成嚴(yán)重影響；大氣對光的折射、散射、吸收等作用限制了大氣層內(nèi)的成像和測量距離。這些問題的解決需要從體制機(jī)制的層面上在精密光學(xué)、精密機(jī)械、精確控制等角度進(jìn)行交叉研究和創(chuàng)新設(shè)計，結(jié)合計算機(jī)圖像處理技術(shù)比較大程度地挖掘、提升航空光電成像性能?！昂娇展鈱W(xué)成像與測量技術(shù)”專題面向解決限制航空光電載荷性能的各項因素，從系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、運(yùn)動控制、環(huán)境適應(yīng)性和圖像信息增強(qiáng)與智能處理等角度，提出了若干創(chuàng)新思想和創(chuàng)新成果，對光學(xué)成像載荷相關(guān)研究具有一定的引導(dǎo)和啟示作用。航空光電載荷的光學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)高性能成像的基礎(chǔ)。小型化、高傳函、低畸變的光學(xué)設(shè)計始終是一項重要課題。論文[1]針對廣域辨率成像需求，采用伽利略型共心多尺度成像結(jié)構(gòu)將球透鏡與次級相機(jī)陣列進(jìn)行級聯(lián)，理論視場可接近180°；通過設(shè)計相機(jī)陣列的排列方式進(jìn)一步實現(xiàn)輕量化。調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在270lp/mm處達(dá)到，全視場彌散斑半徑均方根值比較大為μm，場曲在，畸變小于±。論文[2]針對復(fù)雜環(huán)境下遠(yuǎn)距離暗弱點目標(biāo)探測的需求設(shè)計了中波/長波紅外雙波段雙視場系統(tǒng)，采用高階非球面減少鏡片數(shù)量，提高透過率。寧夏光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器

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