高清CCTV广角定焦镜头的设计与分析

作     者：胡枫 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹林儿;邹伟金

授予年度：2023年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：光学设计 CCTV系统 CCTV广角镜头 像质分析 公差分析 

摘      要：作为目前最有效的安防手段,闭路电视监控系统(CCTV系统)广泛运用于各行各业,CCTV广角定焦镜头由于其具有监控范围大的特点也在CCTV系统中广泛使用,因此其具有很大的研究价值。本文根据不同的使用场景设计了三款达到百万级高清像素的CCTV广角镜头。第一款为CCTV鱼眼镜头,其视场角达到了200°,靶面尺寸达到了12.92mm,同时光学总长仅为40.45 mm,具有大视场、大靶面监控和小体积的优点,适用于大范围场所的监控。第二款为SWIR波段的CCTV广角镜头,其视场角达到了150°,工作波长为0.9～1.7 um,F数为2.2,光学总长仅为35.02 mm,实现了红外短波波段大视场成像的效果,适用于夜间、多雾霾区域等光线条件较差且需要大范围监控的场所。第三款为超短焦水下CCTV广角镜头,其视场角达到了120°,F数为2.2,焦距为2.63 mm,包含隔水窗的光学总长仅为35 mm,实现了水下镜头的大视场监控效果,同时镜头具有光学总长短、体积较小的优点,适用于江河湖泊和渔业水塘等需要大视场监控的水域。经过像质分析和公差分析后表明三款镜头与具有百万级像素的图像传感器配合,能达到良好的高清成像效果且具有后续光机结构设计的可行性和实际可加工性。对三款镜头进行温度分析,结果显示三款镜头均能适应工作环境温度的变化。最后对水下镜头进行了杂散光分析,并给出解决方法。