给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1．9倍，极限转速为原结构的1．7倍，适合于分幅式摄影系统。

提出了超高速摄影仪中弹性支撑转镜模态分析方法，利用有限元法对三面体铝合金转镜刚性支撑和弹性支撑情况下的一、二阶模态进行模拟，结果表明：电驱动转镜在转速工作范围内只有2个临界点，分别位于2．5×10^5～2．6×10^5r／min和2．6×10^5～2．7×10^5r／min处，并且均为一阶弯曲振动，一阶模态振动发生在垂直平面内，二阶发生在水平平面内。将模拟结果与实测值进行了比较，发现假设转镜为弹性支撑与实测值吻合得较好。

转镜相机像面设计中，基于传统代替圆理论的设计存在原理性误差，而通过综合考虑几种代替圆理论衍生出来的最佳设计理论会出现圆心不重合、转镜中心点偏离坐标中心等问题，对加工和装配的要求高。在数字像面设计中，把转镜旋转中心点设为坐标中心，推导出每个传感器成像像面坐标和像面边缘离焦量方程，从模拟结果可以看出，转镜扫描时形成了Pascal蜗线，且每个像面又单独为一条直线，符合高速转镜原理和本文计算理论的结论。可为像面定位、工作角、倾斜角选取提供依据。