大相对孔径水下广角成像物镜的设计

提高水下成像物镜的视场角和相对孔径对于增强水下成像物镜的性能具有重要意义。本文分析了大相对孔径水下广角成像物镜的设计特点和方法,指出限制水下视场角的关键因素,提出满足水下大角度光学成像的应用需求的技术措施。     

微光成像实验平台的光路设计

将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter, MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30～85 mm,视场大于20°,场曲小于2%的光学成像结构,并通过光学设计软件对光学结构进行优化,使其满足设计指标。搭建了二维微光成像系统进行实物物体探测。通过实验验证,该系统可以实现10~(-4) lx以及更低照度的微光环境下,40 cm距离的目标物体的二维成像。     

光自差CO2相干激光雷达光学头设计与测试

对光自差阵列探测CO2激光相干雷达进行了研究，通过对大量红外光学系统的分析，提出了一种适用于光自差阵列探测激光相干成像的光学头系统，并对该光学头系统进行了设计和实验性能测试，该光学头系统可实现光束的一维扩展，其纵横向扩展比为1：32。     

一种共轴的电视红外双光成像系统

本文针对异源图像融合中存在的图像配准难题,以红外与可见光为研究对象,研究提出一种共轴的电视红外双光成像系统.此系统首先利用可见光和长波红外探测技术,摄取景物不同波段的辐射或反射光能,采用透射＋二次反射成像的光学原理,辅以精密光学装校实现双波段对同一场景成像,来满足图像视场的匹配,然后设计基于GenICam和Directshow通用采集架构的图像采集系统,并采用VC＋＋6.0编程实现了不同图像采集设备的通用控制.实验结果表明,利用此成像系统可获取“配准的”可见光和红外图像,有效解决了红外与可见光图像融合中的图像配准难题.     

水下目标偏振光学成像实验研究

搭建一种水下目标偏振光学成像探测水槽实验平台,研究斯托克斯矢量参数图像成像效果.根据图像信息指标探讨两种成像观测角度偏振图像采集方案以及最佳水下目标物距离,并分析在水体环境中多种目标材质以及不同浑浊度下目标物偏振特性信息变化.实验结果表明,采用0°、60°、120°成像采集方案,在相对较远距离以及较为浑浊的水体环境中,...     

高分辨率的全球面双远心工业镜头设计

针对工业元件检测精度的实际需求,设计一款具有放大倍率为-0.3,像元大小为3.45μm,视场大小为29.3 mm×22mm,物方分辨率为11.5μm,景深大小为5.5 mm的新型全球面双远心光学系统。该系统具有高分辨率(其MTF值在150 lp/mm处大于0.4)、低畸变(小于0.02%)及高远心度(小于0.01 rad),能够在-10℃～+50℃的温度下工作。该结构为双远心镜头的设计提供了一种新的方案。     

双CCD交汇测量非正交系统的布站参数优化设计

分析双CCD交汇测量系统中测量精度有效视场与基线长度、像机仰角和视场角三个参数之间的数学关系;提出了根据有效视场来确定最优参数的设计方法--最小基线法.像机仰角不满足正交条件时,该方法提供了一条切实可行的参考依据.最后在MATLAB中进行计算分析,验证了该方法的正确可行.     

火焰长距离定向检测光学设计方法的研究

针对现有火焰探测装置探测距离短、不能买现火焰的定向检测等问题,提出了一种基于热释电火焰传感器的光学设计方法和实现方案.在该方案中给出了两种火焰定向检测类型,一种实现面向型定向检测,另一种实现线向型定向检测.在面向型火焰定向检测方案中,探测装置的视角在水平方向和垂直方向采用非对称的光学设计,垂直方向通过专门设计的透镜实现较大范围聚焦,水平方向通过专门设计的夹缝控制视角的大小.线向型火焰定向检测主要基于超小视角的透镜设计得以实现.基于本设计方案的火焰探测器,可以通过适当调节光学参数改变探测距离,并能实现远距离火焰探测,火焰检测具有定向性.这在大空间自动消防水炮设计、森林防火等领域具有广阔的应用前景.试验证明,本系统达到了预期的效果.     

手机取像镜头设计

介绍一种采用三片式镜片结构手机镜头的设计,该设计利用光学设计软件ZEMAX进行光学效果的模拟,设计结果出焦距为4．5mm,相对孔径（F数）为2．8,在501p／mm时,MTF≥0．5,像面尺寸φ4．5mm,总长小于8mm,相对畸变量为4％的手机镜头。本系统设计指标满足要求,采用的玻璃都是常用的材料,制造成本较低,所设计的产品在中低端手机上有广泛应用。     

目标跟踪与识别实验平台建设

根据探测制导与控制领域研究的实际需求,设计了基于光学瞄准系统的目标跟踪与识别实验平台。该平台通过光学相机获得场景图像,利用嵌入式系统完成目标的检测与识别,通过上位机控制光学瞄准系统实现对目标的自动跟踪。嵌入式系统设计采用了在线编程技术,可以利用上位机自主开发目标跟踪与识别程序,并通过仿真器下载到嵌入式系统的Flash存储器中。平台整合了目标探测、跟踪与识别过程中的各个技术环节,提供了一个综合性的实验环境,可以用于目标探测与识别技术领域的科学研究和教学实验。