全向凝视光电成像系统鱼眼透镜的设计

发布时间：2019-03-27 15:38

【摘要】：为了实现光电成像系统对半空域目标的成像、探测和告警,以大视场成像理论和像差理论为基础,采用缩放法对光学系统鱼眼透镜进行了理论分析和仿真设计。利用桶形畸变及光阑彗差来增大像面照度的均匀性,通过光线追迹减小系统轴外像差,对系统成像质量进行多次评价与分析,并推导了透镜成像的畸变校正模型。结果表明,在可见光波段,得到了成像质量良好的鱼眼透镜,CCD有效像面尺寸为8.446mm×7.042mm,有效像素为2448×2050,视场为180°,焦距为2.24mm,相对孔径为1∶2.8,像面照度均匀性达到90%以上,点列图弥散斑均方根半径值小于1/2像元,光学传递函数在145lp/mm空间频率处大于0.4。全向凝视光电成像系统可实现半空域目标实时探测。
[Abstract]:Based on the theory of large field of view imaging and aberration theory, the fish-eye lens of optical system is theoretically analyzed and simulated in order to realize the imaging, detection and warning of half-space target by photoelectric imaging system. The uniformity of image surface is increased by barrel distortion and aperture coma, and the out-of-axis aberration of the system is reduced by ray tracing. The imaging quality of the system is evaluated and analyzed many times, and the distortion correction model of lens imaging is deduced. The results show that the fish eye lens with good imaging quality is obtained in visible light band. The effective image size of CCD is 8.446mm 脳 7.042 mm, the effective pixel is 2448 脳 2050, the field of view is 180 掳, the focal length is 2.24 mm, and the relative aperture is 1 渭 2.8mm. The uniformity of the image surface is more than 90%, the root radius of the scattered speckle is less than 1 ~ 2 pixels, and the optical transfer function is more than 0.4 at the spatial frequency of 145lp/mm. The omni-directional staring photoelectric imaging system can realize real-time detection of targets in half-spatial domain.
【作者单位】： 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院;北京航空航天大学精密光机电一体化教育部重点实验室;
【分类号】：TN29

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本文编号：2448316