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超薄超短物像距高分辨率检测成像系统设计与试验李延伟;伍雁雄;陈太喜;魏浩东;谢新旺;董雷岗;李骏驰;李建杰【期刊名称】《中国光学(中英文)》【年(卷),期】2024(17)1【摘要】为缩短12寸晶圆检测成像系统的轴向和径向尺寸,提出一种小角度棱镜折转光路与超短物像距镜头相结合的解决方法。
设计优于1/12λ(λ=632.8 nm)面形精度的小角度棱镜折转光路,实现照明系统与成像镜头的水平布置,径向尺寸仅为80 mm,在保证不影响系统成像质量的前提下,极大地降低了整个系统的径向尺寸,同时也实现了12°的小角度明场照明。
设计放大倍率为0.264的对称混合型光学系统,采用纯球面系统获得较大成像视场,像高为81.92 mm,物像距仅为392.5 mm,极大地降低了整个系统轴向尺寸。
设计结果表明,整个成像系统全视场平均光学传递函数优于0.4@100l p/mm,相对畸变优于0.03%,像面照度均匀性全视场优于50%。
实际测试结果表明:全视场实际成像分辨率优于18.88μm,达到了系统极限分辨率;全视场像面照度均匀性为43.3%,满足均匀性优于40%的研制要求。
研究结果表明本文提出的超薄超短物像距高分辨率检测成像系统合理、有效,解决了12寸晶圆检测成像系统空间尺寸压缩的难题,并降低了研制成本,为后续近距离大尺寸物体检测成像系统的研制提供参考依据。
【总页数】8页(P61-68)【作者】李延伟;伍雁雄;陈太喜;魏浩东;谢新旺;董雷岗;李骏驰;李建杰【作者单位】季华实验室;佛山科学技术学院;沈阳芯源微电子设备股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TH74【相关文献】1.物距像距法在凹透镜焦距测量中的成像原理与数据分析2.超短脉冲微波高效激发的高分辨率热声成像3.凸透镜成像中,对像、物距离随物距和像距变化的探讨4.借助GeoGebra软件分析疑难物理问题——以“平面镜成像实验中像距和物距始终不等”为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
长焦距大口径红外光学系统的优化设计付学志;王日胜;胡兵;李岩【摘要】针对某长焦距大口径光电设备的特殊要求，基于卡塞格林光学折反系统达到了较好的红外成像质量和紧凑的结构尺寸。
首先通过计算对红外光学系统进行了初步焦距分配；然后对卡塞格林反射组件和红外组件进行了分段优化设计，特别是为克服温度变化对焦距和像质的影响，在后组设计三片透镜作为调焦组，保证了成像质量；最后，为了消除杂光的影响，分别对轴上、轴外光线进行追迹并设计了主、次镜遮光罩。
设计结果分析表明主要指标均满足设计要求。
%According to the special requirements of a large aperture and long focal length optical equipment, better quality of infrared imaging and compact structure was achieved based on Cassegrain optical catadioptric system. Firstly, focal length assignment was calculated. Then, Cassegrain reflect component and infrared component was optimized respectively. Specially, in order to overcome the impact of temperature’s change on focal length and image quality, designed three lenses as focus group. Lastly, the main and subordinate lens’s hoods were designed to eliminate the influence of stray light. The design results show that the main indexes meet the design requirements.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P90-94)【关键词】光电成像;卡塞格林光学系统;红外光学【作者】付学志;王日胜;胡兵;李岩【作者单位】91635部队，北京102249;91635部队，北京102249;91635部队，北京 102249;91635部队，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TN2160 引言由于红外CCD焦平面技术已经比较成熟，长焦距、大口径红外成像系统的应用愈来愈广。
![一种高分辨率大视角的车载光学镜头及汽车后视镜[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/a601e2b9f01dc281e43af0c4.png)
专利名称：一种高分辨率大视角的车载光学镜头及汽车后视镜专利类型：发明专利
发明人：罗艳波,吴喆明,徐辉,孙振中,刘安民,杨井留,薛超俊
申请号：CN202011014549.8
申请日：20200924
公开号：CN112014962A
公开日：
20201201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高分辨率大视角的车载光学镜头及汽车后视镜，包括沿光轴自左向右入射方向依次设置的第一弯月负透镜、第二弯月负透镜、第三双凸正透镜、第四弯月负透镜、第五双凸正透镜、平行平板和像面IMA。
本发明提供的高分辨率大视角的车载光学镜头及汽车后视镜，采用2片玻璃球面镜片加3片塑料非球面镜片组合而成，第四弯月负透镜和第五双凸正透镜可胶结成胶合透镜或为分离式透镜，整体结构简单，体积小，成本低，可实现在‑40°至85°范围内清晰成像，温度漂移小，满足200万像素成像要求，拥有更大的视场角、匹配更大的影像传感器，可拍摄视场范围可达164°，最大成像元可达4.8mm。
申请人：协益电子(苏州)有限公司
地址：215200 江苏省苏州市吴江经济技术开发区庞金路1801号庞金工业坊07幢
国籍：CN
代理机构：苏州国诚专利代理有限公司
代理人：王会
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![光学成像系统、摄像模组、电子装置及汽车[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/cba0aac2915f804d2a16c148.png)
专利名称：光学成像系统、摄像模组、电子装置及汽车专利类型：实用新型专利
发明人：刘志利,杨懿,周芮,刘秀,蔡雄宇
申请号：CN202022270300.5
申请日：20201013
公开号：CN212364703U
公开日：
20210115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种光学成像系统、摄像模组、电子装置及汽车。
光学成像系统从物侧到像侧依次包括：具有负曲折力的第一透镜群组，包括至少一个透镜，最靠近像侧的表面在近光轴处为凹面；具有正曲折力的第二透镜群组，包括至少两个透镜，最靠近像侧的表面在近光轴处为凸面；及具有曲折力的第三透镜群组，包括至少三个透镜，最靠近物侧的表面在近光轴处为凹面，最靠近像侧的表面在近光轴处为凸面；光学成像系统满足以下条件式：SD2/R2<1。
上述的光学成像系统在保持小型且轻量的同时，还能保持良好的光学性能，能够很好的捕捉被摄物体的细节。
申请人：天津欧菲光电有限公司
地址：300380 天津市西青区宏源道2号
国籍：CN
代理机构：深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司
代理人：陈实顺
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![光学成像系统、取像模组、电子装置及汽车[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/c8ee693a76eeaeaad1f330f9.png)
专利名称：光学成像系统、取像模组、电子装置及汽车专利类型：实用新型专利
发明人：蔡雄宇,兰宾利,周芮
申请号：CN202022210535.5
申请日：20200930
公开号：CN212873044U
公开日：
20210402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请提出一种光学成像系统，由物侧到像侧依次包括：具有负曲折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为平面，像侧面为凹面；具有正曲折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；具有正曲折力的第三透镜；具有正曲折力的第四透镜；具有负曲折力的第五透镜；具有正曲折力的第六透镜。
所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面胶合，所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面胶合。
上述光学成像系统在保证高像素的同时，扩宽了成像视野范围、加深了成像深度范围，还可以捕捉到远距离的细节信息。
本申请同时提出具有该光学成像系统的取像模组和具有该取像模组的电子装置及汽车。
申请人：天津欧菲光电有限公司
地址：300380 天津市西青区宏源道2号
国籍：CN
代理机构：深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司
代理人：常云敏
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专利名称：一种新型高分辨率超广角行车记录仪镜头光学系统专利类型：实用新型专利
发明人：乔黎明,林斌,夏超,席俊桥
申请号：CN201720828379.4
申请日：20170710
公开号：CN206946084U
公开日：
20180130
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种新型高分辨率超广角行车记录仪镜头光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的镜片组前组和镜片组后组，所述镜片组前组和镜片组后组之间设置有光阑，所述镜片组前组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜分别为弯月型负透镜、弯月型负透镜、双凹型负透镜和双凸型正透镜，所述镜片组后组包括沿光线入射方向依次设置的第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜分别为弯月型负透镜、双凸型正透镜和双凸型正透镜。
该实用新型高分辨率超广角行车记录仪镜头，分辨率达到800万像素，日夜两用的性能，可应用于大视场的行车记录仪及车内全景记录仪。
申请人：南阳高新区华鑫光学仪器有限公司
地址：473000 河南省南阳市高新区光电孵化园
国籍：CN
代理机构：郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙)
代理人：秦舜生
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专利名称：一种车载光学镜头
专利类型：发明专利
发明人：刘中勤,刘岩勤,赵中亮,赵海渊,刘杰,赵迪,杨彩珠,卢现收,沈新国,徐威
申请号：CN201811128851.9
申请日：20180927
公开号：CN109212709A
公开日：
20190115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种车载光学镜头，包括壳体、透镜装置、连接底盘、支撑架，所述连接底盘与壳体的底部螺纹连接，所述透镜装置设于壳体的中部，透镜装置的前端伸出壳体的前端，所述透镜装置的后端固定在连接底盘上，所述连接底盘的中部设有透光孔，所述透光孔正对透镜装置，所述透镜装置的外侧设有支撑架，所述支撑架的上端与壳体连接，所述支撑架的下端与连接底盘连接，所述支撑架的内壁与透镜装置连接。
整个透镜装置贯穿壳体，避免中途光能传播的散失，保证图像的清晰度，支撑架不仅能能够保证透镜装置的牢固性，同时具有遮光功能，保证透镜装置不受外部光源干扰，提高了成像质量，增加了使用的可靠性。
申请人：新野旭润光电科技有限公司
地址：473500 河南省南阳市新野县产业集聚区东区中兴路南段标准化厂房二期A6期
国籍：CN
代理机构：郑州意创知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：韩晓莉
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大屏幕投影显示光学系统的超薄化设计吕伟振;刘伟奇;魏忠伦;康玉思;田志辉;孟祥翔【摘要】针对大屏幕投影显示对成像物镜提出的超短焦、大视场角、超薄化、大相对孔径以及高清晰度等要求,设计了一种新型折反射式超薄投影成像系统.采用TI 公司的0.65″数字微反射镜片(DMD)作为空间光调制器,利用非球面反射镜校正畸变并缩短投影距离,然后通过一个折叠反射镜对光路进一步转折来实现超薄化投影显示.系统由5片透射镜片和1片非球面反射镜组成,焦距为2.8 mm,F/#为3.5,最小视场角为55°,最大视场角为78.5°,在投影距离为120 mm时画面尺寸显示为65.2″.设计结果表明:在像面的Nyquist频率处,95％以上视场的MTF＞0.6,最大畸变量为0.8TV％,一个像元尺寸内能量集中度在90％以上.为了进一步验证折反射式超薄投影镜头的性能,加工并组装了原理样机.实验结果表明其图像显示效果良好,能够满足超薄化、低成本、小型批量化生产等设计要求.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2014(022)008【总页数】6页(P2020-2025)【关键词】光学设计;投影显示;大屏幕显示;数字微反射镜片;超薄投影显示系统;非球面反射镜【作者】吕伟振;刘伟奇;魏忠伦;康玉思;田志辉;孟祥翔【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】TN27;TN873.921 引言投影成像物镜是构成整个投影显示系统的关键部分之一，它的性能、尺寸、重量对整个投影显示系统都有着很大的影响。
一种基于i.MX6Q 的智能电子后视镜系统设计方法随着汽车行业的发展和技术的不断进步，汽车的智能化水平越来越高。
智能电子后视镜作为汽车智能系统的一部分，可以提供更加安全、高效的驾驶体验。
本文将介绍一种基于i.MX6Q 的智能电子后视镜系统的设计方法。
一、系统架构i.MX6Q 是一款高性能的应用处理器，可以满足智能电子后视镜系统的需求。
智能电子后视镜系统主要由图像采集模块、图像处理模块、操作界面模块和显示模块四部分组成。
图像采集模块主要用于采集车辆后面的实时图像，并将采集到的图像传输给图像处理模块。
采集模块可以采用高清摄像头芯片模块，将图像传输给i.MX6Q 处理器。
图像处理模块主要用于对采集到的图像进行处理，包括图像增强、图像分割、车牌识别等功能，并将处理后的图像传输到显示模块。
图像处理模块可以采用OpenCV 等开源计算机视觉库。
操作界面模块主要用于用户对系统进行设置和操作，包括系统配置、录像回放、图像调节等功能。
操作界面模块可以采用触摸屏等设备来进行交互。
显示模块主要用于将处理后的图像展示给驾驶员，以便驾驶员进行判断和操作。
显示模块可以采用高清液晶显示屏等设备。
二、软件设计针对i.MX6Q 处理器的特点，我们可以选择采用Linux 操作系统作为开发平台。
Linux 系统提供了丰富的开源软件和驱动库，非常利于软件的开发和调试。
图像采集模块软件设计：采用v4l2 驱动库进行摄像头数据采集，获取摄像头采集的实时图像数据，并通过DMA 将数据传输到内存，保存采集完成的图像数据。
图像处理模块软件设计：采用OpenCV 库进行图像处理和分析，主要包括车牌识别、车道线检测、目标跟踪等算法的实现。
开发人员还可以根据实际需要自行开发特定算法进行图像处理。
操作界面模块软件设计：使用Qt 界面库进行开发，完成系统界面的设计和实现，包括系统配置、录像回放、图像调节等功能。
显示模块软件设计：根据系统需要进行驱动开发，将图像数据传输到显示设备上展示。
第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011米级车载高分辨率光电成像系统光学设计刘莹奇1,2，王志1，刘欣悦1，卫沛峰1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2.中国科学院研究生院，北京100049)摘要：研究了一套能实现机动式布站的米级车载可见光和红外高分辨率光学成像系统新方案。
主系统口径1.2m，采用无焦卡塞格林形式，遮拦比1:10；机上中、长波红外成像通道采用共口径光谱分光、二次成像的形式，冷阑匹配效率100％，F数为4；机下成像光学系统焦距47m，F数为39，光学设计满足高分辨率与白天成像的要求，且成像质量达到衍射极限；各通道光学系统结构紧凑。
光学设计与分析结果表明：该套光学系统能够用于空中和空间目标的全天时移动式高分辨率可见、红外成像。
关键词：大口径望远镜；高分辨率成像；白天成像；移动式光电跟踪系统；光学设计中图分类号：TB133文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1512-05Optical design of vehicle-based high resolution E-O imagingsystem using meter class telescopeLiu Yingqi1,2,Wang Zhi1,Liu Xinyue1,Wei Peifeng1(1.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130033,China;2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)Abstract:A set of meter class aperture and vehicle-based optical system including visible,infrared imaging, which was used for motional E-O imaging,was studied.The main system aperture was1.2m,the form of afocal Cassegrain was adopted,and obstruction ratio was1:10.The front aperture of on-vehicle imaging system was shared by MWIR and LWIR,then the spectrum was separately reimaged in the terminal.The F number was4,and100%cold shield efficiency was realized.The focal length of the off-vehicle imaging system was47m and the F number was39.The optical design meet the requiement of high resolution and daylight imaging,and the imaging quality of each channel reached diffraction limit in the off-vehicle imaging system.The optical system configuration of each channel was compact.The design and analysis results indicate that mobile high resolution imaging and all-day imaging of targets in the air and space can be realized with the optical system.Key words:large aperture telescope;high resolution imaging;daylight imaging;mobile E-O tracking system;optical design收稿日期：2010-12-05；修订日期：2011-01-03基金项目：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新研究项目专项资金作者简介：刘莹奇（1984-），男，研究实习员，博士研究生，主要从事新型光学系统设计工作。
Email:a1032510210@导师简介：卢振武(1955-),男,研究员,博士生导师,主要从事衍射光学等方面的研究。
Email:luzw@第8期0引言对特定观测波长，望远镜口径越大，理论分辨率越高，作用距离越远。
目前，地基光电望远镜越来越朝着大口径的趋势发展，然而望远镜的体积和重量通常与系统口径的立方成正比，所以，米级大口径光电望远镜一般都需要固定的基站来支持与使用[1]。
随着现代光学材料和加工工业的进步，具有高刚度、抗热变、轻型等特点的米级移动式光电望远镜已成为可能。
米级车载移动式光电望远镜平台的可拆装和机动性特点，使其系统部件还可以通过空运、船载到达船上、海岛或者其他传统方式难以接近的危险和恶劣环境，远程控制使用，系统平台能够在最佳时间和地点对有限时间段内出现的目标进行观测，满足对突发事件监测的应急需要。
另一方面，由于地球的遮挡，还有高亮度天空背景和白天强湍流大气条件的限制，传统的地基卫星光电成像系统一般都工作在昼夜分界处，每天有效观测时间仅限制在3~4h，更有一些卫星只在白天通过特定观测地点或者几周才在昼夜分界处出现，这极大地限制了观测效率及设备的使用率[2]。
多波段成像系统具有优于单色成像系统的探测能力和复杂环境背景下的目标识别与抗干扰能力，增加系统的应用范围[3]。
根据实际需要，提出的米级车载高分辨率光电成像系统是一种能实现机动式布站的大口径可见光、近、中和长波红外全天时高分辨率光电成像系统，文中讨论并设计了一套满足以上光电成像传感新概念特点的光学系统。
1光机系统组成及主要特点米级车载高分辨率光电成像系统，主系统口径1.2m，采用Bent-Cassagrain形式，主镜采用具有高比刚度、70％轻量化率的SiC，以减轻主镜支撑结构的质量，主次镜间隔支撑采用绝热性好、轻质的碳基复合材料；为进一步减轻整机质量，系统跟踪架采用桁架结构，望远镜底座与载车一体化设计，整个系统及光学载荷布局如图1所示。
跟踪架四通上还备有多波段捕获电视光学系统，起到大视场捕获、粗跟踪与瞄准目标的作用。
主系统平面三镜可根据任务需要进行旋转，分别将主光路引到两个不同的成像单元。
其中一路通过系统的水平轴和库德光路的折转引到机下的自适图1米级车载高分辨率光电成像系统图Fig.1Diagram of vehicle-based high resolution E-O imaging system using meter class telescope应光学系统，实现对目标的高分辨率成像，并具备白天对目标成像的能力，设计光路如图2所示。
图2机下高分辨率成像光学系统光路图Fig.2Optical path diagram of the off-vehicle high resolution imaging system另一路光路通过四通直接进行中、长波红外成像，相对于前一成像通道，定义此通道为机上成像单元，该单元可实现对目标的中、长波红外成像及红外特性测量，终端光路位置及设计光路如图3所示。
图3机上红外成像单元光路图Fig.3Optical path diagram of the on-vehicle infraredimaging channel刘莹奇等：米级车载高分辨率光电成像系统光学设计1513红外与激光工程第40卷2光学系统设计及分析主要阐述了主光学系统、机上红外和机下可见、近红外成像单元的光学设计。
光学设计在满足总体任务需求的情况下，力求精简紧凑与机械结构合理衔接，符合机动可拆装特点。
2.1主光学系统设计主光学系统采用无焦Mersenne -Cassegrain 形式，无焦系统有利于系统的装调和整机拆装之后各个分系统之间的光路对接。
其次，主次镜均为抛物面面型，能够降低大口径主镜、凸面型次镜的检测和加工难度[1]。
系统的视场角比较小，因此设计次镜遮拦比约为1:10，以提高系统像质。
此外，为次镜、三镜设计锥形遮光罩，以减小杂散光对各成像通道的影响。
2.2机上红外成像光学系统设计机上红外成像单元的设计参数如表1所示。
表1红外成像光学系统设计参数Tab.1Design parameters of the infrared imagingoptical system机上红外成像单元采用共用前组大口径透镜和光谱分光二次成像的方式，光路如图3所示。
共用光路部分的像差和后组一起校正，玻璃材料采用Ge 、ZnSe 和ZnS 。
分色片以ZnSe 作为基底材料反射中波红外、透射长波红外，倾斜放置在光路中的分色片采用楔形基片，以消除轴外视场的像散。
在一定范围内优化系统光学零件曲率使得各表面YNI 大于或接近1，以减小冷像对系统的影响[4]。
光学设计像质接近衍射极限，如图4、图5所示。
在一次像面处加入视场光阑并降低其发射系数，消除视场外杂散光。
用TRACEPRO 软件对系统图4中波红外通道点列图Fig.4Spot diagram of the MWIR channel图5长波红外通道点列图Fig.5Spot diagram of the LWIR channel进行热分析，对镜筒和分色片进行不同温度制冷，以提高像质。
光学设计主要考虑光瞳和冷阑的匹配和热辐射抑制问题。
系统具有100%的冷光阑效率，并且具有结构紧凑、同轴度和光轴稳定性好的优点。
中波红外通道后组透镜材料采用Si 和Ge ，长波通道采用Ge 和ZnSe 。
2.3机下可见、近红外成像光学系统设计大口径望远镜的分辨率受大气扰动的影响，实际分辨率远远达不到衍射极限，白天成像分辨率受大气的影响更大[2,5]。
自适应光学利用波前探测技术，控制Tip/Tilt 镜对波前倾斜校正，控制变形镜对波前高阶相位误差校正。
该方案机下成像光路加入自适应光学系统，以克服大气扰动对光学成像质量的影响。
自适应光学系统由于受到大气等晕角的限制,视场一般都在角秒量级。
