高分辨率长焦广角低畸变光学成像系统设计

鉴于全视角高精度三维测量仪中现有光学成像系统无法同时满足大视角、高分辨率和低畸变等技术指标,为此设计了一种能够同时克服上述缺陷的光学成像和畸变校正系统。采用复杂化双高斯结构形式进行f-θ镜头设计,引入非球面提高系统成像质量。实验结果表明,设计的光学系统为长焦广角低畸变高分辨率光学系统,在环境温度-10℃~70℃下,视场角达到90°,畸变小于-0.001 67%,传递函数达到0.4@100lp/mm,可实现工作距离3m^100m成像清晰。同时,光学系统中非球面镜片的面型精度会对成像质量产生很大的影响,根据公差分析,非球面的面型精度PV值小于0.17μm时系统成像质量满足要求,实际加工过程中非球面面型PV值达到0.158μm,传递函数达到设计指标要求,提高了系统的成像质量。

畸变测量中偏心角的调整技巧

测量光学系统畸变的方法较多,精密测角法为常用的一种测量方法。为了准确地测试光学系统的畸变量,偏心角的调整极为重要。如果存在偏心角则影响光学系统畸变的测量结果,当偏心角偏大时将可能得出错误的结论。然而偏心角的调整是一项较为复杂的过程,现从原理上对偏心角进行分析,得出一种快速而简便的畸变偏心角调整方法,并给出合理的残余偏心角修正公式,使测试结果更加合理。