Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｖｅ ｃ ｅＮｅ ｒｉ ｒ ｒ ｄ ｏ Ｏｐｔｃ ｌＳ ｓ ｅ ｓｇ ｆＡ ｈｉｌ ａ －ｎｆ ａ ｅ Ｚｏ ｍ ｉ ａ ｙ ｔ ｍ
ＬＩ Ｂｏ ，ＸＩ Ｕ ＡＮ Ｇ Ｙａ ｇ，ＬＩ Ｃｈａ ｎ Ｕ ｎｇ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｐ — ｌｃ ｏ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎＵ ｉ ｒｉ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２ Ｓ ｈ ｏ ｏＥ ｅｔ ｎｃ ｎ ｉｅ ｒ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ｎｖ ｓ ｙｏ Ｓ ｉ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ１ ０ ２ ） ｏＯ ｒ ｎ ｅ ｔ ｆ ｅ ａ ｏ
成 像光学 系统接 收从物体 反射 或物体 自发辐射 的近红 外光 ，成 像在 Ｃ Ｄ 上 。使用变 焦距 光学系 Ｃ 统 的优 点在于 ：一是利 用小视 场可 以识 别 出远 距离
上 的 目标 ，如人 、动物 、车辆等 ；二是 利用 大视 场
可 以观察 较远距 离上 的环境情况 ，如道 路修 复 、交 通 拥堵等 。连续 变焦可 以为驾驶 人员根 据距 离不 同
设计 了具有 ６ 变焦功能 ，工作波段 ７ ０ ９ ０ｍ 的近红外成像 光学系统。设 计过程 中求取 了高斯解 ，进行 了像差 倍 ５～０ｎ
校 正 ，取 得 了较 为合 理 的 设计 结 果 。 并给 出 了该 变 焦距 光 学 系统 的 凸轮 曲线 。 关键 词 ：近 红 外 ；６倍 变 焦 ； 高斯 解 ；凸轮 曲 线 中图 分类 号 ：Ｔ ２ ９ Ｐ ４ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １７ － ８ ０（ ０ １） １ ０ ４ ０ ６ ２ ９ ７ ２ １ ０ －０ ３ － ３
ｄ ｓｇ ｅ Ａ ｒ ｐ ｒ ｐ ｉａ ｓｅ ｉ ｄ ｓｇ ｅ ｉｈａＧａ ｓ ｉｎ ｓ ｌ ｔ ｎ ｉ ｓ ｌｅ ｎ ｅａ ｅ ｒ ｔ ｎ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｄ Ｔ ｅｃ ｍ ｅ ｉｎ ｄ． ｐ ｏ ｅ ｔ ｌ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｗｈ ｃ ｕ ｓａ ｏｕ ｉ ｏ ｖ ｄ ａ ｄｔ ｂ ｒａ ｉ ｏ ｃｅ ． ｈ ａ ｏ ｃ ｓ ｓ ｎ ｏ ｓ ｈ ｏ ｓ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｒ ｇ ａ ｏ ｅ ｒｉ ｆ ｒ ｄ ｌｍｐ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｔ ｇ ｎ ｙ ｔｍ ａ ｅｕ ｅ ｅｐ ｔ ｅｄ ｉ ｅ ｃ ｅ ｓ ｅ ｓｒ ｃ ： ｐ ｏ ｒ ｍ ｆｎ ａ － ｒ ｅ ａ ｏ ｉ ｉｇ ｗｉ ｉ ｎ ａ ｈ ｍａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｔ ｈ ｌ ｒ ｒｔ ｉ ｒ ａ ｅｔ ｏ ｈ ｖ ｏｎ ｈ
而选择顺 畅变换 的视 野 。
该系统 观察远距 离上 的 目标及 周 同的环 境情况 ，探 洲 和识 别潜 在 的威胁 ，其原 理如 图 １ 所示 。
红外线＋ 星光 级 别 Ｃ Ｄ Ｃ
１ 变 焦 距 光 学 系统 指标 的确 定
１１ 工作波 长 ．
光学 系统工作 波长 限定 在近 红外线 灯的工作 波
Ｖｏ． ４ ＮＯ． １３ １
Ｍ ａ ． Ｏｌ ｒ２ ｌ
车载近红外变焦距光学 系统设计
刘 波 ， 向 阳 ， 刘 畅
（ 春 理 工大 学 长 光 电工 程 院 ，长 春 １０２ ） ３０２
摘
要 ：为 了增 加 汽 车驾 驶 员夜 间 的观 察 距 离， 可以采 用近 红 外光 源 配合 成 像光 学 系统 的 方案 。 本 文针 对 此种 方 案
ｎ ａ — ｆａ ｅ ｕ ｉ ｙ ｖ ｅ ｅ ｒ ｎ ｒ ｒ ｄ ａ ｘ ｌ ｉｗ ｉ ｉ ａｒ
第３ 卷 第 １ ４ 期 ２１年 自然科 学 版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ｃ ｕ ｎｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎａ ｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ） ｏ ｒａ ｏ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎＵ ｉｅｓ ｙｏ Ｓ ｉ ｅ ｎ ｅｈ ｏｏ （ ｔ ａ Ｓ ｉ ｅＥ ｉｏ ｔ ｎ ａ ｇ ｕ ｎ ｉ
ｃ ｖ ｔ ｓｚ ｍ ｐｔｃ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓａｓ ｖｅ ｉ ｔ ｐｅ． ｕｒ ｅｏｆ ｈｉ ｏｏ ｏ ｉａ ｓｅ ｉ ｌｏｇｉ ｎ ｈｅｐａ ｒ ｓ ｎ
Ｋｅ ｏｄ ：ｎ ａ ｉｆ ｒｄ ｚ ｏ ６ ） Ｇ ｕｓ ｎｓｌｔ ｎ ｃｍ ｃｒｅ ｙｗ ｒｓ ｅｒｎ ａｅ ； ｏ ｍ（ ｘ： ａ ｓｉ ｕｉ ； ａ ｖ －ｒ ａ ｏ ｏ ｕ
ｖｅ ｎ ｉａｃ ｉ ｔ ｃｏｄｎ ｉ ｐｏ ｒｍ，ａＺＯ （ ｘ ｎ ａ ｉｆ ｒｄ７ ０ｍ－０ ｎ ｉ ｇ ｇｏ ｔａ ｓｓ ｍ ｉ ｉ ｇｄｓ ｎｅａｎｇ ． ｃｒｉ ｔ ｔ ｓ ｒｇａ ｗｉ ｔ ｔ ｈＡ ｇ ｏｈ Ｏｌ ６ ） ｅｒ ｎ ａｅ（５ｎ ９ ０ ｍ）ｍａｉ ｐｉ ｌｙｔ ｎ －ｒ ｎ ｃ ｅ ｓ
近 光灯 远 光灯
长 ，范 围为 ７０９ ０ｍ ，中心波 长 ８０ｍ。 ５～ ０ｎ ５ｎ
１ 像 方 Ｆ数 ． ２
距 离 ＝ ０米 距 离＝ ５ 米 ９ ｌＯ
图 １ 车 载 近 红外 辅 助 视 野原 理 图
Ｆ ｇ １ Ｓｃ ｅ ｉ． ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｅ ｉ ｌ ｔ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ｃｅ ｃ ｖ
汽车在 夜 间行驶 过程 中 ，主要靠 车灯 的主动照 ｝ 提供视觉 。 由于车 灯 的照 明距离有 限 ，驾驶 人员 ｛ Ｊ Ｉ Ｉ 能够观察到 的最远距 离为 １０米左右 。如果 汽车在 ５ 高速行驶过程 中 ，或周 同环境较危 险的状 态下 ．１０ ５ 水远 的视野并 不能满 足驾驶人 员 的要 求 。因此采用 人功 率近红 外光源 配合星光 级别 Ｃ Ｄ 的方案 ，为 Ｃ 驾驶 员提供 一较远 的辅 助视 野 。驾驶 人员能够 通过