光学识别系统小型化设计-激光与红外.PDFVIP

第４１卷　 第１２期 　　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１２ 　 ２０１１年１２月　　 　 　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１１ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１１）１２１３４６０５ ·光电技术与系统· 光学识别系统小型化设计 王海燕，苗　华，陈　宇 （长春理工大学现代光学测试技术研究室，吉林 长春 １３００２２） 摘　要：针对光学识别系统的技术指标，对其光学系统进行小型化设计。其中，傅里叶透镜与 准直扩束系统均采用摄远型式结构，在满足其长焦距的前提下大大缩短了系统的光学筒长。 为了使系统结构更精巧，引入了二元光学元件，利用ＺＥＭＡＸ辅助设计软件对光学系统结构进 行优化；通过有效地折叠空间光路使系统布局更紧凑，最后研制出的小型化透射式光学识别系 统，其总长为１３０ｍｍ，总宽为９０ｍｍ，实现了小型化。经实验验证，该系统具有较好的相关探 测性能，具有噪声小、探测精度高的优点。 关键词：光学识别系统；傅里叶变换透镜；准直扩束系统；光学系统设计；二元光学元件 中图分类号：ＴＨ７４　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１１．１２．０１２ Ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ＷＡＮＧＨａｉｙａｎ，ＭＩＡＯＨｕａ，ＣＨＥＮＹｕ （ＬａｂｏｒｔｏｒｙｏｆＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＯｐｔｉｃａｌＭｅａｓｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ Ｔｅｎｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎｏｐ ｔｉｃａｌｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｌｅｎｓａｎｄｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ＆ｅｘｐａｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂｏｔｈａｄｏｐｔｔｈｅｔｅｌｅｐｈｏｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｗｈｉｃｈｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｕｂｅｌｅｎｇｔｈｔｏａｇｒｅａｔｅｘｔａｎｔｗｈｉｌｅｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏ ｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｌｅｎｇｔｈ，ａｂｉｎａｒｙｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗｉｔｈｃｏｍ ｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅＺＥＭＡＸ．Ｔｈｅｂｅａｍｐａｔｈｉｓｆｏｌｄｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｍｏｒｅ ｃｏｍｐａｃｔ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｍｉｎｉａｔｕｒｅｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓ１３０ｍｍ，ａｎｄｔｈｅｗｉｄｔｈｉｓ９０ｍｍ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉ ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓａｇｏｏｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄａｌｓｏｈａｓｔｈｅｖｉｒｔｕｅｓｏｆ ｌｏｗｎｏｉｓｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｌｅｎｓ；ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇａｎｄｂｅａｍｅｘｐａｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉ