超广角大工作面f-theta镜头的光学设计

目前国内用于激光标刻机的f-theta镜头的视场角一般小于60°。采用望远镜结构,利用视觉放大率增大视场角,得到了超广角90°镜头。该方法具有简洁、可靠、易实现等特点。通过初级像差分析,确定系统的初级结构参数,利用ZEMAX软件优化得到了大工作面为285mm的f-theta镜头,镜头线性畸变误差值不超过1%,在半径为698μm的圆内,能量集中度为80%,聚焦性能接近衍射极限。

同心结构的小型化超广角监控镜头设计

为了满足监控镜头的小型化、高像质以及大视场的需求,利用同心结构的同心透镜,并依据曲面传感器的发展现状及趋势,设计了一款同心结构的曲面像面监控镜头光学系统。该监控系统的全视场角可达到140°,有效焦距为7.88 mm,F数为1.5,系统总长15.12 mm,像素可达1 100万。设计结果表明,MTF值在中心视场和0.7视场处均接近衍射极限,在全视场处均大于0.59;各个视场的弥散斑半径均小于0.6μm。相比于已有的监控镜头光学系统,该设计在大视场范围内保证了优良的像质,并且实现了小型化。

基于同心透镜的超广角手机镜头设计

设计了一款基于同心透镜的1300万像素超广角手机镜头,得到符合工业生产要求的手机镜头参数。该镜头由4片同心透镜组成,焦距为3.3mm,F数为1.83,视场角为100°,总长5.18mm。研究结果表明,在奈奎斯特频率为223lp/mm处,0.7视场的调制传递函数(MTF)值均大于0.58,全视场的MTF值均大于0.50;在446lp/mm处,0.7视场的MTF值均大于0.30,全视场的MTF值均大于0.17。各个视场的弥散斑半径均小于2.3μm。全视场内相对照度值均大于0.65。

超大光圈广角日夜共焦监控镜头设计

为满足闭路监控电视(closed-circuit television,CCTV)对宽视场角、低温度漂移和高清成像的要求,设计了一款超大光圈的闭路监控电视镜头,该镜头由6片常用球面玻璃透镜和2片常用非球面塑胶透镜组成,光圈可达1.2,视场角120°,焦距5 mm,总长度小于32 mm,波长范围为436~950 nm,探测器尺寸为1/1.8″(16∶9)。结果表明,该镜头在-40~80℃环境温度内具有低温度漂移,在奈奎斯特频率为120 lp/mm处,在-40℃下全视场调制传递函数(MTF)均大于0.4,20℃下全视场MTF均大于0.3,80℃下全视场MTF均大于0.2。相较于目前已有的安防镜头,本文设计的镜头具有高照度、宽视场角、低温度漂移等优点,公差要求满足现代加工水平,且结构紧凑、易于装调、成本低,可广泛用于安防等领域。