全景环带成像系统的杂散光分析及抑制

全景环带透镜(PAL)在有强光的实际运用中经常会出现像杂散光较强和信噪比降低的情况,对产生的杂散光的分析及抑制非常重要。分析了PAL光学系统中杂散光的主要来源,并提出了一种针对透射面反射产生的杂散光的抑制方法。利用ASAP软件进行仿真,分析了基于该方法设计的PAL光学系统的杂散光情况,结果表明,对比普通的同光学参数的PAL系统,在50°～85°半视场时由透射面反射引起的杂散光减少了约85%,其他视场时杂散光未增多。设计了杂散光对比实验,实验结果验证了仿真结果,表明提出的杂散光抑制方法可以有效抑制PAL光学系统中的杂散光。

基于全景光学的EVA航天员视场拓展技术研究

面向航天员出舱活动对视场拓展系统的需求,对现有环带全景透镜(PAL)通光孔口径小,成像质量受限等问题进行了讨论。使用ZEMAX光学设计软件,为环带全景系统设计了一种带有双非球面的PAL透镜,以及相应的全球面后继转像透镜组,完成了对现有PAL光学系统的改进。最后对光学系统的成像质量与杂散光进行了评估,结果表明系统可满足设计要求。

单传感器全景与长焦组合光学系统设计

提出了一种基于全景环带透镜(PAL)的全景与长焦组合成像系统设计方法。该系统由沿光轴放置的反光镜单元、长焦单元与PAL单元组成。长焦单元通过二次成像的方式与PAL单元成像于同一传感器上,其像面利用了PAL单元中央的盲区。反光镜单元可绕光轴旋转与俯仰摆动,能将全景环带像面上的任意物点放大10倍。该系统在实现360°全景探测的同时还能将重点区域实时放大,且只使用单一光学系统与传感器,弥补了PAL单元的盲区。此外该系统还可计算环带视场中物点与光学系统的距离。系统总长约300mm,最大口径为160mm,PAL单元视场角为360°×(30°～100°),长焦单元视场角为±3°,两单元全视场在100lp/mm处的调制传递函数(MTF)值均高于0.55。