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视频监控是安防系统最重要的防范手段,其重要性不言而喻。随着人们对安防监控的需求,全天候监控已经应运而生。普通光圈镜头的摄像机在黑夜环境下无法清晰成像,虽然由红外补光灯的照射下可以在低照度下获得清晰的像,但只能形成黑白的图像,丢失了重要的色彩信息。镜头的进光量和相对孔径的平方成正比,增大镜头的光圈就会使更多的光线进入系统成像。在相同低照环境下,大光圈系统的图像细节就会更加清晰,优势就会明显的展现出来。但是大光圈镜头对整个成像系统的装配精度要求非常高。在相同焦距的镜头中,因大光圈镜头的焦深更短,传统的装配方式将导致合格率低,极大的影响了生产效率。焦深短,在装配时必须使得CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)感光面和镜头的光轴垂直,才能保证其全部落在镜头的焦深范围内。目前影响上述装配精度的因素有:镜头和镜头座的垂直度误差、镜头座在PCB(Printed Circuit Board)板上的安装误差、CMOS封装和焊接误差等。前两个因素可以通过特制的工装来减小误差。而CMOS封装和焊接误差是客观存在的,很难通过提高封装和焊接精度使其完全消除。本论文通过分离镜头座定位面和CMOS板,设计平整度调整装置,利用激光准直仪测量镜头座定位面和CMOS感光面的垂直度,采用六自由度平台调整CMOS感光面和镜头座定位面的平行度,来进一步消除CMOS封装和焊接误差带来的影响。本文的主要工作如下:(1)通过Matlab理论建模分析了像面的倾斜角度对不同光圈镜头成像弥散斑大小的影响,在相同的倾斜角度下,大光圈镜头形成的弥散斑比小光圈镜头形成的弥散斑大。(2)理论建模分析大光圈镜头和普通光圈镜头像面倾斜对镜头MTF(Modulation Transfer Function)的影响。通过Zemax光学仿真软件设计优化了F1.2和F2.8两款镜头,研究了像面倾斜不同角度对光学系统MTF的影响。(3)对成像系统中的误差进行分析,包括镜头后焦、镜头座、PCB板形变量的测试,以及对CMOS切片探究对成像系统的影响因素。对系统影响最大的因素是塑料镜头座和CMOS焊点高度不一致。(4)为了保证F1.2光学成像系统的成像质量,本论文设计了调整平整度的装置对镜头座定位面和CMOS感光面的平整度进行重新调整,并且保证了镜头座定位面和感光面的夹角在F1.2成像系统所容许0.08°范围内。最终通过大批量的验证,优良率达到了97%以上。