一种大孔径鱼眼镜头系统的设计方法

作     者：曹一青 沈志娟 张瑞华 CAO Yi-qing;SHEN Zhi-juan;ZHANG Rui-hua

作者机构：莆田学院机电工程学院福建莆田351100 厦门理工学院光电与通信工程学院福建厦门361024 南通职业大学机械工程学院江苏南通226007 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2020年第31卷第1期

页      面：13-20页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：福建省中青年教师教育科研项目(JAT190567,JAT190590) 莆田学院校内科研资助项目(2019027) 莆田学院引进人才科研启动费项目(2019010) 江苏省高校自然科学研究面上项目(16KJB460030) 南通市重点实验室项目(CP12015008) 南通市科技计划项目(JC2018139)资助项目 

主　　题：光学设计 鱼眼镜头 大孔径 六阶波像差理论 成像分析 

摘      要：在超大视场光学系统六阶波像差理论的基础上,研究了一种鱼眼镜头系统在大孔径成像情况下的设计方法。首先,应用该六阶波像差理论中的波像差表达式分别计算鱼眼镜头系统的初级和高阶的球差波像差和彗差波像差并对其进行详细分析;然后,在应用光学设计软件Zemax对光学系统的像差进行优化设计时,结合该波像差分析结果,合理地利用各种操作数和偶次非球面,对系统的各类像差进行针对性地优化,最终设计出一款工作波段在可见光波段内,有效焦距为5.35 mm,全视场160°,F/2.8的成像质量较好的鱼眼镜头系统。系统全视场的最大场曲小于0.1 mm,全视场调制传递函数(MTF)值在空间频率60 lp/mm的情况下不低于0.49,以及相对照度均在99%以上。研究结果表明:本文提出的方法为鱼眼镜头系统在大孔径成像情况下的设计提供了一种强有力的手段。