光学自动设计在微型电子计算机上的具体实现

我们以日本CANON公司的BX—1微机为模型机,移植和设计了一条阻尼最小二乘法自动校正象差程序,从而为在微机上设计其它光学自动设计程序找到了一些可行的方法.本文对程序和具体实现方法作了简要叙述。     

远焦小型线性变焦距物镜的设计原理

介绍远焦小型变焦距物镜的设计原理及方法。合理选取物镜的光学参数使变焦距物镜小型化 ;选取透镜的玻璃材料校正物镜的色差 ;采用适应法光学自动设计程序进行像差平衡 ,提高变焦距物镜的像质。所设计的变焦距物镜适用于多种医用内窥镜图像显示系统 ,其像质可与高分辨率的CCD图像传感器匹配。     

美国GENⅡ-PC光学设计程序

<正> GEN Ⅱ-PC 光学设计程序是一个比较完善的光学设计和像质评价综合性程序,是目前美国各光学部门应用得最多的程序之一。该程序是美国Genesee 计算中心在1970年开始编制的。在1972年该程序增加了设计变焦距系统和多结构系统的能力,称为ZOOM GEN Ⅱ程序。在1976年又增加了David Grey 光学自动设计程序包,称为COOL/GEN Ⅱ程序。     

光学自动设计双优选阻尼最小二乘法

本文提出了象差极重匀化因子的概念,以解决阻尼最小二乘法光学自动设计中象差权重的自动给定和优化问题.象差极重匀化因子的自动调整还可使在优化过程中出现的价值函数局部极值自动脱出.本文对程序作了简要描述,还给出了计算实例.     

条纹图象的数字化自动分析处理技术之一:条纹中心法

条纹中心法是光学条纹图象数字化自动分析处理的重要方法之一.本文全面地介绍了条纹中心法技术分析处理光学条纹图象的详细过程,并对条纹中心的提取、条纹级数的确定与插值等关键技术做了重点说明.文章最后讨论了光学条纹图象数字化自动分析处理软件的编制.     

适应法象差自动校正程序中若干问题的处理

本文讨论了适应法象差自动校正程序中几个问题的处理方法,这些问题主要是:象差参数的选择问题;变量尺度问题;线性检查和步长控制问题;按给定公差自动排除相关象差的问题;并介绍了一个适应法程序的流程图。     

0.618法光学自动设计程序点列图光学传递函数计算程序

<正> 北京工业学院工程光学系陈晃明副教授所编0.618法光学自动设计和点列图光学传递函数计算程序,曾荣获1981年国务院国防工业办公室重大技术改进四等奖和1985年兵器工业部软件交流交易会一等奖。该软件能够在IBM-PC/XT和PDP-11/23两种微型计算机上使用,具有光路和象差计算、焦截距计算、焦距缩放、     

评价函数思想在适应法中的应用

本文提出一种见解,即在光学自动设计的适应法程序中运用阻尼最小二乘法的评价函数思想,以一个简洁的微机用程序将两种优化思想融合。提出一种实现这种构思的途径,达到了预期效果。     

灵活使用光学设计程序的探讨

讨论了如何使用常规光学设计程序追迹衍射光线和计算Fθ透镜的畸变像差,从而说明灵活使用光学设计程序的意义和作用。     

怎样使用象差自动校正程序进行光学设计(续)

<正> 二、使用阻尼最小二乘法程序应注意的几个问题使用阻尼最小二乘法程序进行光学设计的一般过程,可用下列框图表示。     

高级球差、正弦差公式在光学自动设计中的应用

将高级象差公式用于光学自动设计,编制了一个具有自动选取变量,平衡象差质量高、速度快的自动设计程序。此程序特别适用于设计大孔径、小视场的光学系统。     

连续变焦光学系统的像差自动设计

为了避免连续变焦光学系统中,各组元像差自动设计对设计者经验要求高、计算复杂且计算量大的难点,提出了一种利用差值线性方程组进行像差自动设计的方法,并用此方法设计了一套可见光波段连续变焦光学系统。利用高斯光学计算理想近轴系统的结构参数;利用差值线性方程组进行系统像差自动设计,使系统的初级像差系数SI、SII与SIII在各焦距位置处近似相等;基于像差自动设计结果计算光学系统的初始结构参数;利用Zemax自动设计软件进行像差校正平衡。优化结果表明:系统可实现20~300 mm的连续变焦,且在截止频率50 lp/mm处,各焦距位置各视场的传递函数(MTF)均大于0.4。因此,应用差值线性方程组法进行像差自动设计,可以简化计算,减少对设计者经验的依赖,并且能够取得良好的像质。     

镜头自动设计的进展(Ⅰ)

现在可以说镜头自动设计已经走过了研究阶段,并且有了相当的基础.几乎所有的光学公司在日常的透镜设计工作中已广泛使用自动设计的方法。虽然也发表了不少有关镜头自动设计的文章,但这些未必适用于了解目前技术发展水平的现状。在本文中我们打算概述自动透镜设计的现状,并强调有关实用的方面,同时也联系到我们公司的研究工作。在本文中首先着重说明镜头设计的过程以及自动设计的必要性。然后概述自动设计的基本概念和镜头性能最佳化的各种数学方法以及边界条件的处理方法,论述与起始点有关的问题。     

OCAD光学设计软件包

OCAD光学设计软件包是应用双优选阻尼最小二乘法为自动优化方法的多功能通用性光学设计CAD软件包,适用于IBM-PC/XT及其他兼容机。详细地介绍双优选阻尼最小二乘法的数学模型及自动优化方法,还介绍了软件包的基本功能及在软件包编制中几个具有特色的技巧和处理方法。     

基于胶合棱镜的AOTF成像光谱仪横向色差校正

设计声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪时,ZEMAX等软件缺乏AOTF光学表面,导致光学设计困难,本文根据波矢量匹配原理,在ZEMAX中建立了基于声光衍射效应的AOTF自定义表面模型,实验表明该模型能够实现AOTF的衍射光精确追迹。在此基础上,针对传统方法校正AOTF横向色差时残差较大的问题,提出了基于胶合棱镜的高精度横向色差校正方法,结合AOTF自定义表面,完成了胶合棱镜的玻璃组合和顶角的自动优化。结果表明,文章提出的自定义表面和胶合棱镜色差校正相结合的方法大大方便了AOTF成像光谱仪的设计,能够将横向色差控制到0.000 3°,比以往方法提高了一个量级,有效抑制了光谱图像的漂移。     

畸变校正与帧差法相结合的运动目标检测

提出了一种图像畸变校正与帧差法相结合的运动目标检测方法。首先利用实验测量和曲线拟合的方法对光学成像系统的畸变进行测量校正,以满足运动目标检测的精度要求;然后将畸变校正方法应用在实时获取的视频图像帧中,利用帧差法实现光学成像系统旋转运动时的运动目标检测。实验表明,该算法可行、抗噪性好,能够满足实时性需求。     

基于CPU+GPU的大视场物镜成像畸变实时校正

针对工业大视场物镜畸变成像的实时校正问题,提出一种校正算法和CPU+GPU并行加速方案.根据光学畸变理论和相机标定技术,建立非球面畸变校正模型.利用棋盘样板计算光学中心和估计畸变系数,设计校正算法.在CPU+GPU并行加速方案基础上,设计内核自适应维度算法并优化运行程序,结合OPENGL驱动进行实时校正和显示.实验结果表明,本文设计的实时校正系统对高分辨率的畸变成像校正率可以达到98.2%,单帧耗时0.026 s,平均综合加速比为29.1.该系统精度高,可移植性强,简单易行,能够广泛应用于成像畸变的实时校正.     

共形光学技术

共形头罩可大大减小空气阻力,提高导弹在速度与射程方面的性能。介绍了精确共形光学技术,设计的关键在于校正共形头罩在全部视场的动态像差,讨论了采用旋转/平移位相板、拱形校正器等像差校正方法。简要说明了共性头罩加工、试验及应用状况,指出共形光学技术是未来高速导弹整流罩技术的发展方向。     

基于像差选择性校正的光学-数字联合设计

提出面向成像系统的光学和数字图像处理联合优化设计.根据泽尼克多项式模型分析了每种像差对成像清晰度的影响;在变分贝叶斯框架下,提出了基于加权双向差分先验模型的像差数字校正算法;将像差分为易于数字校正和不易于数字校正两类,建立基于像差选择性校正策略的光学-数字处理联合设计方法.采用联合设计方法设计了三镜片大像差光学系统,其奈奎斯特频率处的MTF值约为0.50,采用传统方法设计的六镜片光学系统MTF值约为0.53,两系统成像质量相当,本文方法可降低系统复杂度.     

含非球面光学系统多功能光学设计程序

本FORTRAN程序普适于球面和含有非球面的光学系统.用它可在微机上完成包括自动设计和OTF计算在内的全部设计过程.自动设计子程序贯穿了复合优化思想;提出了新的病态处理方法;实现了自动设计与OTF评价的方便结合,与传统设计手段的方便结合.