鱼眼镜头后光组初值设计

在鱼眼镜头的设计过程中,设计者往往依赖设计经验选择专利作为初始结构,缺乏理论指导。在鱼眼镜头前光组结构和后光组的光焦度以及光学间隔的基础上,提出一种求解鱼眼镜头后光组曲率半径初始参数的方法。通过前、后光组球差和彗差的波像差平衡条件建立方程组,求解该方程组后得到后光组的各光学面曲率半径初值,并以曲率半径初值作为参考值,应用Zemax软件进一步优化,得到初始结构。研究表明,应用这种方法求解鱼眼镜头后光组的初始光学参数,能使优化算法在较短时间内搜索到最优的参数解。     

广角微型投影镜头设计

投影机更新速度快,高分辨率、轻便微小的投影机已是时代的需求。通过分析微型投影成像系统的特点,根据几何光学理论,用Zemax软件设计了一款投影显示芯片为0.61inch(1inch=2.54cm)、投射比为0.68∶1的微型投影镜头。镜头由2片非球面透镜和6片常用玻璃材料透镜组成,结构简单,系统光学总长为60mm,有效焦距为9.26mm,后工作距离大于20mm,最大口径小于23mm,全视场(FOV)为80°,相对孔径为1∶2.2。在71lp/mm特征频率处,全视场的调制传递函数均大于0.5,全视场相对畸变小于2.0%,镜头成像质量好。对微型投影系统进行容差分析,得出一套较为宽松的公差,适合生产加工。     

小型数字投影结构光三维测量仪镜头设计

为了解决三维测量仪器的小型化问题,设计了一种数字投影结构光三维测量仪光路结构,并用Zemax软件进行了性能优化。该结构分为投影光路和照相光路,投影镜头采用反远距结构,由5片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.35。照相镜头采用双高斯结构,由6片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.12。两镜头口径均小于14mm,长度小于40mm,像面照度均大于90%,可以对80~120mm远的物体进行测量。投影图像像素密度为1 028×768,相机拍摄图像像素密度为1 280×960,在工作距离100mm处可以测量28mm×21mm的表面。镜头全部采用球面透镜。该结构具有测量精度高、成本低、加工容易、体积小等优点。     

变焦距镜头凸轮结构优化设计

变焦距镜头普遍采用机械补偿法来改变焦距,变焦凸轮是其实现连续变焦的关键。为了减小变焦距镜头的质量和体积,本文研究了用机械补偿方式改变变焦距镜头焦距的原理,采用NX/Nastran软件对变焦凸轮结构进行了仿真分析,并针对分析结果对变焦凸轮结构进行了优化设计。优化结果使变焦凸轮质量减小了88g,壁厚减小了1.5mm,外径尺寸减小了3mm。对优化后的变焦凸轮进行了模态分析和热分析。模态分析显示,凸轮主体一阶频率为50.3Hz;热分析显示,凸轮在90℃温差作用下变形大小为0.006mm。最后通过对光学传递函数的检测以及振动和高低温试验验证了仿真分析的正确性,表明对变焦凸轮的优化设计是成功的。     

光学镜头光学机械一体化CAD软件设计

光学镜头光学与机械一体化CAD软件应用多数据库通信技术,首次改变了光学镜头分光学与机械两阶段的传统设计模式,实现光学与机械设计一次成功,跨越了机械设计阶段中的结构设计和大量零部件制图工作.通过系统提供的建立光学系统、光线追迹、像差计算、变焦距设计、像质评价和系统连接等程序模块完成光学系统设计与计算,并建立了光学设计参数和系统参数数据库.经选取该数据库的参数和光学系统型式后,系统控制程序运行自建的公用函数库和机械零部件数学模型程序库,达到自动生成光学镜头机械结构零部件图的目的,使光学镜头机械结构实现自动化设计.并给出了专用电视摄像机变焦距设计的实例.     

鱼眼镜头光学系统的优化方法

在鱼眼镜头成像系统中,光线以很大的入射角打在前组透镜表面时往往会造成严重的像差,为了压缩超大视场角,提出应用非球面前组负弯月型透镜来控制鱼眼镜头系统的像差。基于光学前组具有平面对称的成像特性,应用平面对称光学系统像差理论发展的评价函数,对非球面系数及其他的系统结构参数进行优化设计。应用评价函数及Zemax光线追迹成像模拟对优化系统进行评估。研究表明,应用非球面组负弯月型透镜能够显著地提高鱼眼镜头的成像质量。     

中波红外两档变焦光学系统

报道了一种用于320×240制冷型探测器的中波红外两档变焦光学系统。该系统采用二次成像、前组透镜轴向移动变焦的光学结构形式。根据探测器类型和实际的使用要求给出了系统的光学参数,并利用光学设计软件对系统的像质进行了的分析。结果表明,该系统可以实现焦距为180/60两档变焦,工作波段为3～5μm,F数为1.96,满足100％冷光阑效率,截止频率16lp/mm处的MTF值大于0.6,结构简单,使用方便,像质好。     

光学补偿式长波红外变焦系统设计

红外连续变焦光学系统是红外热像仪的重要组成部分.介绍了一个变倍比为5×的长波连续变焦光学系统,该系统采用光学补偿的变焦方式,光学系统的F数为2、冷屏效率100%.对5个视场严格校正了像差,各个视场的MTF曲线均接近衍射极限.采用二次成像方式,使光学系统的通光孔径被约束在Φ128mm以内.该光学系统在整个变焦过程中具有较...     

激光微加工变焦系统的控制算法研究

提出了一种应用于激光微加工的变焦系统控制的算法。综合利用插补算法和变焦方程,使变焦系统中各运动镜头组获得相应的线性或非线性精确位移。并且控制运动镜头组以合理和稳定的速度移动。保证了通过掩模板的准分子激光光斑的连续和稳定的变化。变焦系统可以不更换掩模板而刻蚀出大小连续变化,形状相似的复杂结构。提高了准分子激光微加工的复杂度和分辨率。     

超短焦镜面投影机

不久前，NEC采用独有的非球面镜投影技术，研制出了全球首台超短焦镜面投影机WT600＋。该投影机采用4面超高精度的镜面结构，通过光束反射实现短投效果，从而使26cm的焦距可投射出60英寸的大画面。即使要投影100英寸的大画面，WT600＋也仅需要65．9cm的距离，这是普通光学镜头设计的投影机无法达到的。另外，由于WT600＋的镜面投影装置中的部分镜面是可移动的（电动），所以可以对不同尺寸的画面进行调焦并控制图像变形（梯形失真），这样就满足了不同用户的实际应用。     

用于球幕电影的鱼眼物镜

本文介绍了球幕电影的原理以及球幕电影摄影用和放映用鱼眼物镜的设计方法,论述了鱼眼物镜的结构型式和象差特点,并给出了摄影用和放映用两种鱼眼物镜的实例。     

基于Zemax的微型投影镜头设计

利用Zemax光学设计软件设计了一款适用于0.6英寸数字光处理(DLP)的微型投影仪镜头。在满足性能要求的基础上,对普通投影仪加以优化,使投影仪结构更加紧凑,方便携带。系统焦距8.25mm,后工作距约为18mm,视场为70°。在33lp/mm处,中心MTF值大于0.6,边缘MTF值大于0.4。     

用于胶接抢修的微波固化温度监控系统设计

用胶接抢修的微波固化温度监控原理,设计了由数字温度传感器DS18820、AT89S51单片机、液晶显示器和继电器控制电路组成的微波固化温度监控系统,并设计了系统的驱动软件。Pro-teus仿真结果表明,系统的软、硬件设计正确。该系统结构简单,控温效果精确。用于胶接修复,可显著提高修复强度。     

0.8×~8×新型连续变倍体视显微镜物镜的设计

介绍变倍范围0.8×～8×连续变倍体视显微镜物镜的光学变倍原理.通过计算得出前固定组、变倍组、补偿组和后固定组焦距分别为43.149mm、-26mm、-26mm和54.846mm,利用Zemax光学设计软件在数值孔径取0.15～0.2条件下各自进行优化得到初始结构参数.组合后进一步优化,数值孔径取0.1,得出最终结构参...     

手机附加鱼眼镜头的光学设计

为增加手机摄像头的应用范围,设计了一种视场角达到180°的鱼眼镜头。用附加镜头的方法可使手机摄像头获得鱼眼拍照效果。使用Zemax光学设计软件,采用"负-负-正"三片式反摄远型镜头结构,设计出了一款无焦的鱼眼附加镜头。镜头参数根据主流手机摄像头而定。根据该设计加工出的镜头体积小,携带方便,安装简易,操作方便,可以增加手机摄像头的娱乐效果和应用范围,达到了预期效果。     

鱼眼图像校正软件的关键技术研究

为了满足全景监控工程的特殊要求,选用鱼眼镜头作为图像传感器的成像单元进行图像采集.提出了新的鱼眼图像校正区域的确定方法,并采用球面透视投影和柱面展开两种算法对鱼眼图像进行校正,同时实现虚拟PTZ控制.经测试,该软件对各种监控场合有很强的适应性,能够满足全视场无盲区的监控要求.     

基于极曲线几何和支持邻域的鱼眼图像立体匹配

提出了一种基于极曲线几何和变支持邻域的立体匹配算法来解决鱼眼立体视觉中图像变形导致的极曲线求取和匹配代价计算问题。首先,对鱼眼相机进行标定并获取相机的相关参数;针对鱼眼镜头的畸变问题,根据鱼眼镜头的优化投影模型推导出系统的极曲线方程,并利用得到的极线方程确定对应点的搜索范围。然后,根据同源像点在左右图像上的位置关系确定各中心像素点的支持邻域,并计算出不同视差条件下该支持邻域在另一幅图像上的对应支持邻域,利用获取的支持邻域计算出各点的匹配代价。最后,利用WTA(Winner Takes All)策略选取最佳匹配点得到最终的匹配结果。基于提出的极曲线和支持邻域对两组鱼眼图像进行了匹配实验并与传统方法进行了实验对比,结果表明:提出的方法的匹配准确度比传统方法分别提高了4.03%和4.64%。实验结果验证了极曲线的应用加快了匹配速度并减少了误匹配;支持邻域的使用使其对匹配代价计算的准确度优于传统方法。该算法满足了鱼眼图像立体匹配对信息获取速度、准确度和数量的要求。     

基于MCS-51单片机的液晶显示设计

随着液晶显示智能化、自动化的迅猛发展,液晶显示器现已广泛应用于电子表、数码相机、工业控制计算机等领域。以AT89C51单片机为核心,构建了一个液晶数字显示系统,可实现图像及文本在AMPIRE128X64液晶显示器上的可靠显示。硬件部分包括单片机最小系统、存储器的扩展及液晶显示界面三大部分,软件部分的所有控制功能采用C语言实现。基于单片机的液晶显示器件具有成本低、速度快、易于操控与维修等优点。实验证明,所设计的显示模块能快速可靠地实现人机界面交互功能,具有较高的实用价值。