入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计

黄蕴涵; 付跃刚; 刘智颖

doi:10.3788/IRLA201948.0618001

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入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计

黄蕴涵, 付跃刚, 刘智颖

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黄蕴涵, 付跃刚, 刘智颖. 入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

引用本文:

黄蕴涵, 付跃刚, 刘智颖. 入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

Huang Yunhan, Fu Yuegang, Liu Zhiying. Design of two channel panoramic annular optical system with entrance pupil preposition[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

Citation:

Huang Yunhan, Fu Yuegang, Liu Zhiying. Design of two channel panoramic annular optical system with entrance pupil preposition[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

1.
长春理工大学测试分析中心,吉林长春 130022

详细信息

作者简介:
黄蕴涵(1988-),男,博士生,主要从事光学设计方面的研究。Email:purple_blue@126.com

中图分类号: O435.1

Design of two channel panoramic annular optical system with entrance pupil preposition

1.
Optical Testing and Analysis Center,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

摘要: 全景环带光学系统在机器视觉领域等领域中有广泛的应用，该类系统不断追求小型化、紧凑化，并且在保证系统结构紧凑小巧的同时实现大视场探测。针对上述需求对全景环带成像光学系统开展研究，并在分析全景环带头部单元形式的基础上设计了一款双通道全景环带光学系统。该系统由边缘视场通道以及中心视场通道组成，两个通道分别由入瞳位置前置式全景环带系统以及中心视场系统进行构建。通过合理的搭配，最终系统中心视场通道视场范围为0~18.5，边缘视场通道视场范围为38~83，在设计过程中，使用even-ogive面型对全景环带系统的特定面型进行设计，并对如何使用该面型进行了描述，最终所设计的系统的两个视场通道均可在0.486~0.656 m可见光波段内清晰成像，光学系统结构紧凑，成像质量良好，满足使用需求。
- 光学设计 /
- 全景环带光学系统 /
- 双通道 /
- 非球面
Abstract: Panoramic annular optical system have been widely applied in various emerging field like robot sensing. This type system desire a large FOV detection capability while maintaining a small and compact size. According to above requirements a research on the panoramic annular optical system was made, and a two-channel panoramic annular optical system based on the analysis of the panoramic annular lens(PAL) was designed. The system is composed of a marginal FOV channel and a central FOV channel, which correspond to the panoramic annular optical system with entrance pupil preposition and central FOV system respectively. By rational combination, the central FOV of the system is 0-18.5, the marginal FOV of the system is 38-83. In the design process, even-ogive surface was adopted to design the certain surface of the panoramic annular lens of the marginal FOV channel, also an description of how to use the even-ogive surface in the design process was made. Finally both two channels can acquire a good image on the image plane during the working wavelength 0.486-0.656 m, the whole structure of the system is relatively compact, satisfying the demand for application.
- optical design /
- panoramic annular optical system /
- two channel /
- aspheric surface

[1]	Stedham M, Banerjee P. The panoramic annular lens attitude determination system (PALADS)[C]//Proceedings of SPIE-International Society for Optics and Photonics, 1995, 2466:108-118.
[2]	Hiroshi Koyasu, Jun Miura, Yoshiaki Shirai. Mobile robot navigation in dynamic environments using omnidirectional stereo[C]//Proceedings of IEEE Conference on Robotics and Automation, 2003, 1:893-898.
[3]	Powell I. Panoramic lens[J]. Applied Optics, 1994, 313:7356-7361.
[4]	Powell I. Design study of an infrared panoramic optical system[J]. Applied Optics, 1996, 35(31):6190.
[5]	Pernechele C. Hyper-hemispheric and bifocal panoramic lenses[C]//Proceedings of SPIE-International Society for Optics and Photonics, 2013, 8896:889603.
[6]	Huang Zhi, Bai Jian, Hou Xiyun. Design of panoramic stereo imaging with single optical system[J]. Opt Express, 2012, 20(6):6085-6096.
[7]	Luo Yujie, Bai Jian, Zhou Xiangdong, et al. Non-blind area PAL system design based on dichroic filter[J]. Optics Express, 2016, 24(5):4913-4923.
[8]	Greguss P. Panoramic imaging block for three-dimensional space:US, US4566763[P]. 1986.
[9]	Huang Y, Liu Z, Fu Y, et al. Design of a compact two-channel panoramic optical system[J]. Optics Express, 2017, 25(22):27691-27705.
[10]	Yu Daoyin, Tan Hengying. Engineering Optics[M]. Beijing:China Machine Press, 1999. (in Chinese) 郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京:机械工业出版社, 1999.
[11]	Tong Yang, Zhu Jun, Hou Wei, et al. Design method of freeform off-axis reflective imaging systems with a direct construction process[J]. Optics Express, 2014, 22(8):9193-9205.
[12]	Pernechele C. Hyper-hemispheric and bifocal panoramic lenses[C]//SPIE, 2013, 8896:889603.

[1]	谢亚峰, 朴明旭, 唐金力, 赵渊明, 连文泽, 范杰平, 张博. 激光/红外双模环形孔径导引头光学系统设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220442-1-20220442-8. doi: 10.3788/IRLA20220442
[2]	范芯蕊, 刁晓飞, 吴剑威, 康岩辉. 高精度轴对称非球面反射镜轮廓测量方法（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220500-1-20220500-8. doi: 10.3788/IRLA20220500
[3]	王琦, 朴明旭, 孟禹彤, 高旭东. 红外双波段共光路环形孔径超薄成像系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200270-1-20200270-9. doi: 10.3788/IRLA20200270
[4]	吕晨阳, 战仁军, 崔莹. 激光热灼枪准直镜头设计与非球面优化方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200219-1-20200219-8. doi: 10.3788/IRLA20200219
[5]	张禹, 杨忠明, 刘兆军, 王继红. 大口径多光谱通道波前测量系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190559-1-20190559-7. doi: 10.3788/IRLA20190559
[6]	林常规, 郭小勇, 王先锋, 张培晴, 刘雪云, 刘永兴, 王锦平, 戴世勋. As₂Se₃硫系玻璃非球面镜片的精密模压成型 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742002-0742002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0742002
[7]	吴钰, 周木春, 赵琦, 李扬彦, 吴李勇. 脉冲激光测距中阈值—峰值双通道时刻鉴别方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606002-0606002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606002
[8]	张楠, 常君磊, 李庆林, 丁世涛, 范俊杰. 双通道离轴遥感相机高稳定性光机结构设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418005-0418005(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0418005
[9]	王静, 吴越豪, 戴世勋, 徐铁峰, 木锐. 硫系玻璃在长波红外无热化连续变焦广角镜头设计中的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 321001-0321001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0321001
[10]	李文超, 何家欢, 李志全, 王亚娟, 冯丹丹, 顾而丹. 新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
[11]	李美萱, 王丽, 董连和, 赵迎. 非球面技术在浸没式光刻照明系统中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1118003-1118003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1118003
[12]	王孝坤. 非零位补偿检验非球面技术 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2702-2709.
[13]	薛庆生, 陈伟. 星载紫外全景成像仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 517-522.
[14]	王虎, 罗建军. 新型紧凑型大相对孔径可见光光学系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 851-855.
[15]	陈宇, 宋玉龙, 霍富荣. 用于导弹逼近告警的“日盲”紫外光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2964-2969.
[16]	赵坤, 李升辉. 双孔径红外变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2889-2893.
[17]	王健, 荆雷, 郭帮辉, 孙强, 卢振武. 折反式红外全景天空相机光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 648-652.
[18]	王宁, 贾辛, 邢廷文. 子孔径拼接检测浅度非球面 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2525-2530.
[19]	孙秀辉, 杜惊雷, 尹韶云, 邓启凌, 杜春雷. 非球面内表面调制的自由曲面配光透镜设计方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 163-166.
[20]	王美钦, 王忠厚, 白加光. 成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 167-172.

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入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0618001

1. 长春理工大学测试分析中心,吉林长春 130022

作者简介:
黄蕴涵(1988-),男,博士生,主要从事光学设计方面的研究。Email:purple_blue@126.com

收稿日期: 2019-02-05
修回日期: 2019-03-11
刊出日期: 2019-06-25

中图分类号: O435.1

关键词:

摘要: 全景环带光学系统在机器视觉领域等领域中有广泛的应用，该类系统不断追求小型化、紧凑化，并且在保证系统结构紧凑小巧的同时实现大视场探测。针对上述需求对全景环带成像光学系统开展研究，并在分析全景环带头部单元形式的基础上设计了一款双通道全景环带光学系统。该系统由边缘视场通道以及中心视场通道组成，两个通道分别由入瞳位置前置式全景环带系统以及中心视场系统进行构建。通过合理的搭配，最终系统中心视场通道视场范围为0~18.5，边缘视场通道视场范围为38~83，在设计过程中，使用even-ogive面型对全景环带系统的特定面型进行设计，并对如何使用该面型进行了描述，最终所设计的系统的两个视场通道均可在0.486~0.656 m可见光波段内清晰成像，光学系统结构紧凑，成像质量良好，满足使用需求。