为了避免环境温度变化影响红外双波段目标模拟器的投影图像质量，对其变焦投影镜头进行了光机热分析。建立了变焦投影镜头的有限元分析模型，通过对非定常的热应力问题进行准静态处理，完成了有限元模型的热分析和静力学分析，并求解出整机随温度变化的位移云图。通过有限元数据转换算法将离散节点的坐标数据转化为矢高变形数据，利用Householder算法完成了基于Zernike多项式的镜面热变形拟合，并将拟合系数导入光学设计软件，得到了不同温度下变焦投影镜头的热分析结果。结果表明，当温度在10～30 ℃区间时，投影图像质量对整机的热变形不敏感。

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一、 镜头的基本构成 常见的以成像为目的的镜头，可以分为透镜组合光阑两部分。 1. 透镜 单个透镜是进行光束变换的基本单元。 常见的有凸透镜和凹透镜两种，凸透镜对光线具有会聚作用，也称为会聚透镜或正透镜；凹透镜对光线具有发散 作用，也称为发散透镜或负透镜。镜头设计中常常将这两类镜头结合使用，校正各种像差和失真，以达到满意的 成像效果。 2. 光阑 光阑的作用就是约束进入镜头的光束部分。使有益的光束进入镜头成像，而有害的光束不能进入镜头。根据 光阑设置的目的不同，光阑又进一步细分为以下几种： z 孔径光阑：它决定了进入镜头的成像光束的多寡（口径）。从而决定了镜头成像面的亮度，是镜头的关键 部件之一。通常讲的“调节光圈”，就是调节孔径光阑的口径，从而改变成像面的亮度。 z 视场光阑：它限制、约束着镜头的成像范围。镜头的成像范围可能受一系列物理的边框、边界约束，因 此实际镜头大多存在多个视场光阑。例如，每个单透镜的边框都能限制斜入射的光束，因此它们都可以 算作视场光阑；CCD、CMOS或者其它感光器件的物理边界也限制了有效成像的范围，因此这些边界也 是视场光阑。 z 消杂光光阑： 为限制杂散光到达像面而设置的光阑。镜头成像的过程中，除了正常的成像光束能到达像 面外，仍有一部分非成像光束也到达像面，它们被统称为杂散光。杂散光对成像来说是非常有害的，相 对于成像光束它们就是干扰、噪声，它们的存在降低了成像面的对比度，降低了系统的传函。为了减少 杂散光的影响，可以在设计过程中设置光阑来吸收阻挡杂散光到达像面，为此目的而引入的光阑都称为 消杂光光阑。 一般地可以这样理解，透镜和光阑都是镜头的重要光学功能单元，透镜侧重于光束的变换（例如实现一定的 组合焦距、减少像差等），光阑侧重于光束的取舍约束。 二、 镜头主要参数 1. 焦距 焦距（f”）:概念上讲，无限远目标的轴上共轭点是镜头的（像方）焦点，而此焦点到（像方）主面的距 离称为焦距。焦距描述了镜头的基本成像规律：在不同物距上，目标的成像位置和成像大小由焦距决定。 2. 光圈&相对孔径 光圈和相对孔径是两个相关概念，相对孔径（通常用D/f’表示）是镜头入瞳直径与焦距的比值；而光圈 （通常用F表示）是相对孔径的倒数。 3. 视场&视场角 视场和视场角是相似概念，它们都是用来衡量镜头成像范围的。在远距离成像中，例如望远镜、航拍镜 头等场合，镜头的成像范围常用视场角来衡量，用成像最大范围构成的张角表示（2ω）。 在近距离成像中，常用实际物面的幅面表示（V+H）成像范围，也称为镜头的视场。 这两个概念的使用没有绝对的接线，视使用方便而定。

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