目前市售胶囊内窥镜仅能观察到前方视场,而人体内肠道组织的褶皱和回环会导致大量后方视野出现盲区。设计了一种可以同时对前后方视场进行成像的胶囊物镜,该物镜的前方视场为0°~80°,侧后方视场为50°~80°。该物镜总长为15.6 mm,最大径向直径为8 mm。该物镜搭配OH02A10成像芯片可满足高分辨率(89 lp/mm处的最大截止频率大于0.5)的要求,且具有良好的成像质量。

针对复杂环境下远距离点目标弱目标探测的需求，设计了红外双波段双视场成像告警系统。为提高其目标探测能力以及环境适应能力，该系统采用高阶非球面，减少系统镜片数量，提高系统 透过率，同时校正轴上、轴外像差及高级像差，提高系统成像质量；采用光学被动消热差方式，实现了光学系统-40～60 ℃的无热化设计。采用旋转电磁铁为驱动元件，实现了80 ms大/小视场切换 速度以确保目标在视场切换过程中不丢失。采用电限位、机械限位以及磁力锁紧机构作为限位组件，实现了大/小视场切换后光轴晃动小于两个像素的稳定精度。设计结果表明，该红外成像告警系 统光机结构设计合理、结构紧凑、成像质量好，满足目标探测要求，在红外成像告警领域具有较好的应用前景。

为提高航空侦查识别目标能力以及满足部队全天候作战需要, 设计了一种应用于全景航空侦查相机的可见光/红外双视场成像光学系统。可见光光学系统焦距为165 mm/660 mm, 相对孔径为1: 8.8, 视场角为9.1°×6.8°/2.3°×1.7°; 红外光学系统焦距为75 mm/300 mm, 相对孔径为1: 4, 视场角为8.3°×6.2°/2.1°×1.6°。采用有限焦距光学系统前面加一个望远系统的方法实现变倍, 根据红外器件及可见光器件的像元尺寸计算出红外系统及可见光系统的奈奎斯特频率分别为33 lp/mm和91 lp/mm。在33 lp/mm处, 红外光学系统大、小视场的MTF值分别为为 0.35和0.37, 在91 lp/mm处, 可见光光学系统大、小视场MTF值分别为 0.41和0.4, 成像质量接近衍射极限, 表明光学系统成像质量良好, 满足实际工程使用要求。

考虑红外多波段双视场共光路系统多谱段色差严重且能量透过率低, 本文设计了结构简单的红外中波/长波双波段双视场折射系统, 实现了成像系统的功能多样性。该系统采用了320 pixel×240 pixel红外中波和长波双色焦平面阵列探测器, 通过引入非球面元件提高了系统校正像差的能力, 实现了镜片组的结构性调整。系统包括变焦和二次成像两个子系统, 其中变焦系统短焦距为50 mm, 长焦距为200 mm, 满足100%冷阑匹配。像质评价结果表明: 在17 lp/mm处, 调制传递函数(MTF)在中波处大于0.5, 在长波处两个视场下都接近衍射极限; 另外80%左右的能量都能被集中在一个像元上, 光谱透过率均匀, 且无严重的冷反射现象。优化后的光学系统具有适用范围广, 结构紧凑以及成像效果好等优点, 在机载光电侦察跟踪设备上有较好的应用前景。