大孔徑寬光譜變焦鏡頭設(shè)計

羅 銳，梁秀玲

（福建師范大學(xué) 光電與信息工程學(xué)院 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室福建省光子技術(shù)重點(diǎn)實驗室，福建 福州 350007）

引言

隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對電的需求日益增大。不管是日常生活，還是在一些重要場所，隨處都能看到各種電路設(shè)施，電力已經(jīng)成為世界不可或缺的能源之一。在電力輸送過程中，通常使用高壓線運(yùn)輸電力才能確保輸送到用戶的電壓不會太低。然而在高壓電線運(yùn)輸電力過程中，容易發(fā)生電暈放電現(xiàn)象，存在安全隱患[1]，一旦發(fā)現(xiàn)不夠及時，對民眾的生活及安全將造成重大威脅。因此，及時發(fā)現(xiàn)并處理電暈放電情況就十分必要。

用日盲紫外鏡頭進(jìn)行電暈放電檢測是目前較為可靠的檢測手段之一[2]。目前市面上的紫外鏡頭多為固定焦距，觀察的范圍較小，在進(jìn)行電暈檢測過程中會造成視野盲區(qū)。本文設(shè)計了一款大孔徑寬光譜變焦鏡頭，成像質(zhì)量良好，可配合變焦范圍為90 mm～165 mm 的變焦紫外鏡頭使用。利用變焦距日盲紫外鏡頭探測高壓電力設(shè)備或輸變電線產(chǎn)生的電火花，與可見光變焦距鏡頭匹配可捕捉電火花周邊的可見光影像，夜幕下啟用850 nm近紅外照明設(shè)備，實時將二者影像組合成像，達(dá)到精確確定電暈位置和強(qiáng)度并及時發(fā)出報警，為后續(xù)高壓電力設(shè)備維修提供可靠的依據(jù)。

1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計指標(biāo)

本文設(shè)計的變焦鏡頭指標(biāo)如表1所示。采用0.847 cm (1/3 英寸)CCD 圖像傳感器，感光面尺寸為4.8 mm×3.6 mm，像元大小為5 μm×5 μm；……