【摘要】：针对同轴成像系统兼顾大视场和紧凑化的设计要求,首先举例比对了仅满足大视场和仅满足紧凑化的几种典型系统结构,提出了采用双通道的结构形式作为大视场紧凑型成像系统初始结构的选型,两通道分别由鱼眼镜头和PAL系统构成。设计结果与全球面的初始结构相比,减少了三个透镜,总长度从13mm缩短至11.5mm,结构更加紧凑。截止频率处,两通道结构的MTF值分别提升0.1和0.2,公差范围内,全视场的MTF值仍可以保持在0.34以上。
针对同轴成像系统兼顾大视场和紧凑化的设计要求,首先举例比对了仅满足大视场和仅满足紧凑化的几种典型系统结构,提出了采用双通道的结构形式作为大视场紧凑型成像系统初始结构的选型,两通道分别由鱼眼镜头和PAL系统构成。集成两通道的折反混合透镜含有多个折射面和反射面,采用Qbfs非球面分段表征不同的作用区域。推导了在ZEMAX光学设计软件中,环形拼接Q非球面面型连续且光滑的优化约束条件。以胶囊内窥镜作为典型应用案例展开了具体的设计研究,充分利用鱼眼镜头和PAL系统的优势,通过两通道视场拼接的形式实现物方的连续大视场,视场范围为±80°。设计结果与全球面的初始结构相比,减少了三个透镜,总长度从13mm缩短至11.5mm,结构更加紧凑。截止频率处,两通道结构的MTF值分别提升0.1和0.2,公差范围内,全视场的MTF值仍可以保持在0.34以上。系统相对照度大于0.65,光学畸变在10%以内,且满足像方远心条件。所以,基于双通道的结构形式,采用分段拼接融合思想,设计的胶囊内窥物镜在满足应用需求的同时,与传统结构相比,不仅增大了视场、提升了图像质量(尤其是边缘视场),也使得系统更加紧凑,易于加工和装调。(www.xing528.com)
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