雙波段CCTV魚眼鏡頭光學系統設計

張欣婷，亢 磊，吳倩倩

（1.長春電子科技學院，吉林 長春 130012；2.中車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062）

引言

CCTV（closed circuit television）系統是目前最為普遍的一種安防手段，早期在酒店、公司、政府機關、銀行等重要場所應用，現在許多智能小區甚至路邊角落也隨處可見，為保護國家公共財產、維護公民的合法權益免遭侵害和幫助刑偵人員犯罪現場取證發揮著重要作用。

CCTV 鏡頭是CCTV 系統的重要組成部分，由于其監控的特殊用途，要求具有高分辨率、大視場，且結構緊湊、抗干擾能力強，可以在照明環境不佳的情況下使用等特點。目前市場上常見的CCTV鏡頭視場角多為幾十度，要實現大范圍監控需要掃描或拼接，成像波段為可見光，夜晚拍攝需加補光燈。針對上述問題，本文設計了一種可見/近紅外雙波段CCTV魚眼鏡頭，在保證系統分辨率和結構小型化的前提下，實現晝夜大范圍區域監控[1-3]。

1 魚眼鏡頭設計原理

目前，國內外主要采用旋轉/步進掃描技術、多鏡頭拼接技術和超廣角凝視技術實現大視場成像，前2 種技術損失了信息獲取的實時性，而超廣角凝視技術具有全空域包容和全時域實時信息獲取功能，魚眼鏡頭屬于此類。魚眼鏡頭的視場能達到或者超出180°，在國防軍事、氣象監測、安全監視、工程測量以及微小智能系統等領域得到廣泛應用，其設計過程中采用“非相似”成像原理進行計算。

1.1 “非相似”成像原理

圖1 各種成像公式比較Fig.1 Comparison of various imaging formulas

通過上述分析可知，等距投影成像的像高和視場角為簡單的正比關系，目前應用較為普遍，等立體角投影引入的桶形畸變比等距投影略大，正交投影的桶形畸變量最大，等體視成像應用較少[5]，因此本文采用等距投影成像進行設計。……