宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头光学设计与分析

"这篇论文详细介绍了设计一款宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头的过程，该镜头适用于全天候监控，采用近红外LED光源配合IR-CUT双滤光片，确保在可见光和近红外光谱范围内都能清晰成像。通过Zemax软件进行光学设计，镜头具有175°的超大视场角和1/1.8的相对孔径，适配1/3英寸的CCD成像传感器，并达到了较高的MTF（ modulation transfer function）性能标准，全视场在100 lp/mm的空间频率下MTF值为0.30，表明其成像质量优良。" 这篇论文涉及的知识点包括： 1. **光学设计**：设计过程中利用了专业的光学设计软件Zemax，它是一款广泛使用的光学系统设计工具，能帮助优化镜头的性能，如焦距、视场角和像差校正。 2. **宽光谱成像**：该镜头旨在覆盖从可见光到近红外的宽光谱范围，使得在不同的光照条件下（白天和夜晚）都能有效捕获图像。使用近红外LED光源照明，确保在夜间或低光照环境下的成像能力。 3. **IR-CUT双滤光片**：IR-CUT滤光片是光学系统中的一种常见组件，用于在白天时阻挡红外光，只允许可见光通过，而在夜晚则移除滤光片，允许近红外光通过，以提高夜间成像效果。 4. **鱼眼镜头**：鱼眼镜头以其极大的视角（175°）著称，可以提供几乎全景的视图，适用于监控等需要广阔视角的应用。鱼眼镜头由于其特殊光学特性，会产生较强的透视变形。 5. **相对孔径**：1/1.8的相对孔径表示了镜头的光圈大小，较大的孔径可以允许更多的光线进入，从而在低光照环境下提高成像亮度。 6. **MTF性能**：MTF（调制传递函数）是衡量光学系统成像质量的重要指标，全视场在100 lp/mm的空间频率下MTF值达到0.30，意味着镜头能够保持较高的图像细节还原度。 7. **CCD成像接收器件**：1/3英寸的CCD（Charge-Coupled Device）是常见的图像传感器，用于将光信号转换为电信号，这里的尺寸指的是传感器的物理大小。 8. **光学像差分析**：论文中提到对设计的光学系统结构和像差曲线进行了分析，这是确保镜头成像质量的关键步骤，通过修正各种像差（如球差、慧差等）来提高图像的清晰度。 9. **论文发表**：该研究发表在2013年的《激光与红外》期刊上，反映了其在光学工程领域的学术价值和专业性。 这款宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头的设计，结合了先进的光学理论和技术，旨在提升监控系统的全天候性能，具有重要的实际应用价值。