王波

摘要： 为满足全景监控镜头的高清、大视场的要求，采用反远距系统设计了工作波段为可见的4.86～6.56 μm、F数为2、垂直全视场角为185°、焦距为1.3 mm的1 000万像素高清全景监控镜头光学系统。通过匹配光学材料和分配透镜光焦度，在-20～+60 ℃温度范围内对全景监控镜头光学系统进行了设计及像质评价。结果表明，系统在奈奎斯特频率300 lp·mm-1处中心视场的光学调制传函接近衍射极限，大于0.4，0.7视场以内的光学调制传函大于0.3。系统整体无温度离焦，成像质量良好、结构紧凑，且适用于感光面尺寸为6.119 mm × 4.589 mm、像元数为3 664×2 748的CMOS探测器。

关键词： 光学设计； 全景监控镜头； 高像素； 大视场

中图分类号： O 439 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.011

文章编号： 1005-5630（2016）05-0434-07

引 言

早期为了获得大视场成像，通常采用旋转拼接技术或者增加镜头数量来达到全景目的，但是其缺点是视场拼接复杂，不易小型化，且不能对环境瞬时成像，实时性较差。全景成像技术在机器视觉、管道探测、医学内窥检查、周视监控等方面有着非常重要的作用，在航空、国防、民用、医学等领域有着广泛的应用前景[1-2]。李丽娟等[3]设计了一种大视场CCTV监控镜头，但是全视场也只有70°。陈圣聪等[4]设计了一种基于CCD传感器的超短焦全景鱼眼镜头，CCD传感器虽然在灵敏度、分辨率、噪声控制方面优于CMOS传感器，但是对于超广角镜头一般选用具有高整合度的CMOS探测器，CMOS器件对镜头出射面的主光线角度有一定的限制，并且具有低成本、低功效等优点[1]。全景监控镜头在安全防范、信息获取和指挥调度等方面发挥的作用越来越大，但是普遍停留在百万像素阶段。……