一种航空画幅遥感相机调焦机构的设计

提出了一种用于解决某画幅相机离焦的调焦机构。通过几种调焦方案的对比,选择了一种适合于某型相机的调焦方案。采用调焦凸轮和直线导轨配合使用的方案,将凸轮的旋转运动转化成调焦镜的直线运动,实现了通过调整反射镜的位置来调整相机焦面和成像介质的相对位置,解决离焦问题。通过试验验证调焦镜在动态条件下的调焦精度,满足使用要求。     

图像调焦过程的清晰度评价函数研究

自动调焦是一类建立在搜索算法上的调焦方法,它通过计算机编程对不同对焦位置所成像的清晰度进行评价,利用正确对焦时图像最清晰这个特征找到正确的对焦位置。判断图像对焦与否是通过图像清晰度对焦评价函数/调焦状态评价函数(调焦判定函数)来衡量的。利用每一个调焦判定函数对包含了一组模糊和清晰图像的序列图像进行处理,可以得到对应于相应判定函数的调焦曲线,利用曲线可以非常直观地分析判定函数的性能。结果表明,灰度梯度函数具有比较稳定的调焦特性。     

显微镜自动粗调焦的TennenGrad改进算法

提出了使用Sobel算子或Laplace算子做卷积,对图像像素点进行绝对值相加的TennenGrad改进算法,以及Laplace改进算法,和几种已有评价函数进行分析比较。为了判断粗调评价函数的优劣,对评价函数的判断准则进行了逐一分析,并且将平滑性、高效率、强壮性作为最主要的衡量标准。在搭建的显微镜粗调实验系统中,对较为复杂的MEMS器件-微加速度计进行粗调成像。另外,对显微成像系统的调焦策略进行分析研究,提出并比较分析了3种调焦策略,其中n点灰度比较策略是较优的策略。实验处理结果表明,改进的TennenGrad算法具有最优的粗调特性,调焦范围较大,达到了210 μm;调焦分辨率高,达到7 μm,同时调焦图像显示出曲线变得更加平滑,曲线部极值点由5个减为0个。     

跟瞄系统调焦结构分析

在动态跟瞄系统中,获得大小适中、清晰稳定的目标图像是对目标进行跟踪、瞄准的前提条件。为使调焦系统能够在动态跟瞄系统中平滑、灵活、快速地进行调焦,系统采用凸轮调焦,应用MATLAB软件对凸轮曲线进行优化,使系统的MTF曲线在50 lp时数值全部大于0.6,像差基本达到平衡,成像图像清晰,可满足实际应用要求。通过伺服电机带动调焦凸轮的结构,使整体结构满足紧凑、轻量的要求,调节精度为±1.1μm。最终实现了对动态目标的跟踪、瞄准。     

星载光学遥感器调焦机构的设计

介绍了一种用于某星载光学遥感器的调焦机构设计，采用谐波减速器和滚珠丝杠、直线导轨配合使用的方案，弥补了传统调焦结构的不足；通过对调焦负载阻力矩的分析选择相应的电机，计算了该调焦机构的理论分辨率为0.43μm；并将该机构随同整机进行了力学环境模拟试验，对其力学环境试验前后的调焦精度进行了对比，其试验前后直线偏角均小于20″，位移误差均小于5μm，满足使用要求。试验结果表明，该空间调焦机构具有结构紧凑、刚度高、位移精度好等特点，能够满足空间调焦的设计要求。     

基于小波变换的显微图像清晰度评价函数及3-D自动调焦技术

提出了基于小波变换的图像清晰度评价函数。采用大NA(数值孔径)和小NA的显微图像序列,比较分析了本文提出的评价函数和经典的归一化方差函数、熵函数、能量拉普拉斯函数以及另外两种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能。同时采用带有标准偏差为25的高斯噪声显微图像序列,比较了这五种评价函数的抗噪能力。实验结果表明:提出的评价函数具有最高的聚焦精度和聚焦分辨率,且具有与抗噪能力最强的归一化方差函数相当的抗噪能力。提出了基于区域选择的自动聚焦方法,实现了处于不同深度的微操作对象的3-D自动聚焦。该评价函数和区域选择聚焦技术可以用于高精度的自动微操作作业中。进一步说明自动调焦是实现自动化微操作的关键技术,而其核心是清晰度评价函数的选取或构建。     

用于显微测量的自动调焦系统

显微系统的自动调焦是实现高精度测量的重要技术。采用偏心光束法,以半导体激光器作为光源,激光束与主光路光轴偏心入射到显微系统中,离焦引起反射光位置改变而获得离焦信息,用二象限硅光电池接收,光电信号经差分放大、微机处理、功放后,驱动直流电机拖动微动工作台进行离焦量补偿,从而实现显微系统的自动调焦。实验结果表明:在离焦1000μm 范围内,达到±0.1μm 精度。     

外差干涉测量系统调焦的定心方法的研究

对光学系统进行调焦和确定旋转工作台的中心(本文称为定心)对许多测量系统来说是一个共性问题。本文结合一外差干涉测量系统,提出了一种简单易行的调焦和定心的方法,并对调焦和定心达到的精度进行了分析。     

基于图像处理的显微镜自动调焦方法研究

自动调焦技术是提高显微镜测量精度的重要手段,本文介绍了采用图像处理法实现显微镜自动调焦的方法。对图像处理法实现显微镜自动调焦中的两个关键技术进行了详细的讨论：其一是图像清晰度评价函数的选取,文中采用绝对方差函数和修正平方梯度函数分别作为粗精调焦评价函数;另外还针对提高图像信息质量的方法进行了探讨,采用线性拟合与同态滤波方法进行图像处理,为离焦判断提供高质量的图像信号。实验表明,该方法调焦精度达±０．３μｍ 。     

一款新型同步调焦双筒望远数码相机的光学设计

介绍了一种同步可调式双筒望远数码相机的光学设计。同步调焦曲线的设计使双目望远物镜和数码照相物镜在3m到∞范围内同步可调,使望远镜真正成为数码相机的取景器,从而实现了真正的"所拍即所看"功能。检测证明产品可用于望远观察、同步拍摄、调查取证等。