变焦结构光成像系统的光学设计

摘要：

为了实现快速低成本改变光学系统焦距,设计了基于液体透镜的变焦结构光三维成像镜头和微透镜阵列.系统采用7片球面玻璃镜片和1片液体透镜结构,F#为3.2,全视场大小为10 mm,总长180 mm,焦距变化范围54 mm~61 mm.结果表明:该系统能实现投影距离227 mm~256 mm调节,调焦过程中目标表面清晰,细节分辨率高,系统在整个变焦区域内,在40 lp/mm时,全视场M T F优于0.2,系统场曲小于0.2,畸变小于0.2%.柱面微透镜阵列整体尺寸为10 mm×10 mm,周期宽度为1 mm,厚度为1 mm.随着投影距离的增长,光学系统成像质量先上升后下降,在237 mm处成像质量最优,随着投影距离的增加,光学系统的放大倍率增大,光学系统整体相对照度不均匀性小于0.2.

关键词：光学设计、结构光、液体透镜、变焦

所属期刊栏目：39

分类号：TN942.21

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFB0403501;浙江省公益技术应用研究计划项目2017C31041

在线出版日期：2018-03-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：22-27