概述

這篇文章介紹了如何在OpticStudio中設(shè)計(jì)折反混合全景探測系統(tǒng) (Catadioptric Omnidirectional Sensor) 并講解了基本的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)技巧。本文使用的附件請從以下鏈接下載：https://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/12104_Catadioptic-Sensor-KBA-Files.zip 

介紹

全景探測系統(tǒng)（或全景相機(jī)）是一個(gè)能提供360°水平方向視野的成像系統(tǒng)，其視野范圍為球形或半球形。這類系統(tǒng)常用于廣角成像，例如應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)、全景攝影或無人駕駛的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)中。

全景探測系統(tǒng)通常使用折反混合光學(xué)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)同時(shí)包含反射和透射元件來實(shí)現(xiàn)全景成像。如下圖所示，折反混合系統(tǒng)可以在水平參考平面上實(shí)現(xiàn)360°的視場角，在豎直方向上實(shí)現(xiàn)從θ到θ`的視場角（其中θ根據(jù)不同應(yīng)用需求而不同）。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：技術(shù)指標(biāo)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，我們必須首先明確系統(tǒng)的總體指標(biāo)要求。這包括系統(tǒng)的物理限制，例如最大封裝尺寸，透鏡直徑以及玻璃種類等等。除此之外更重要的是系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)：視場角 (FOV)，各個(gè)視場下的光斑大小，F(xiàn)數(shù)，入瞳直徑 (EPD) 以及工作波長等。如果需要更加詳細(xì)的描述，還可以列出系統(tǒng)的有效焦距 (EFL)。但是有效焦距可以通過F數(shù)和入瞳直徑計(jì)算得到，因此該參數(shù)可以忽略。對于本系統(tǒng)來說，技術(shù)指標(biāo)如下所示：

設(shè)計(jì)者需要時(shí)刻注意，這些指標(biāo)是基于系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用而提出來得。例如對于MTF的指標(biāo)要求是根據(jù)商用CMOS傳感器的像素尺寸決定的奈奎斯特頻率 (Nyquist frequency) 確定的。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)思路