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。