内调焦摄远镜头的光学设计

提出了一种内调焦摄远镜头的光学设计方法。分析了其二级光谱特性 ,通过合理的选择玻璃材料校正了二级光谱色差。在光学结构上采用远距型结构以达到较小的远摄比。采用内调焦方式缩小了外形尺寸 ,简化了机械结构。通过实例说明了设计结果。内调焦摄远镜头的设计结果为 :焦距为 50 0mm ,相对孔径为 1∶4 .5 ,视场角为 5°,最近摄影距离为 5m ,调焦方式为内调焦 ,成像质量高于国家标准GB991 7 88所规定的J0 级镜头标准     

变焦距镜头组的自适应调焦的实现

介绍了ST16160自动调光变焦镜头,在无距离信息情况下实现自适应调焦的方法并做了相应的实验实验采用图像处理技术实现自适应调焦,用图像采集卡采集视频信号在内存中存成一幅图像,运用图像处理学中的锐化技术对采集到内存中的图像进行处理,锐化采用梯度运算,以梯度运算得到的结果作为检测和评估焦面是否合适的标准,结果表明对静态近目标和远目标的自适应调焦有良好的调焦效果,运用图像处理方法寻找成像清晰的位置准确可靠.     

电影经纬仪自动调焦系统

为适应高速飞行器的轨迹和姿态近距离测量的需要,我所曾研制过双反射镜式小型高速电影经纬仪。它要求自动调焦系统提高快速响应性能和调焦精度。 电影经纬仪自动调焦系统通常采用光楔或镜组作为调焦补偿元件,本文试对这两种调焦补偿元件从精度方面予以比较,并着重介绍了用镜组作为调焦补偿元件的自动调焦系统。 本文所介绍的自动调焦系统的特点是采用了直流伺服系统和线性固体组件作有源校正,提高了系统的带宽。结构上采用了调焦镜筒导轨滚动轴承的结构,系统具有快速响应的能力和较高的跟踪精度。系统具有引导距离调焦、半自动距离调焦、半自动温度调焦和手动调焦等多种操作方式。在跟踪飞行器时,既可用激光测距所得到的距离信息,也可用理论弹道的距离信息,或由计算机给出距离信息,从而自动地调整调焦镜位置,并完成距离调焦工作。 本系统在我国研制成的小型高速电影经纬仪上已获得了成功的应用。     

一种新型相位-图像复合被动检测调焦机构设计

光学系统调焦是保证光电测量系统获取高质量图像的重要步骤之一。当对目标跟踪成像时光电测量系统不能及时调焦,获得的模糊图像对目标姿态、跟踪、识别和辐射特性测量造成很大的影响。在总结地基靶场检测调焦方法的基础上,设计了一种新型的相位-图像复合被动检测调焦结构。检测调焦系统对获取的图像信息进行处理,采用自动搜索算法,计算出需要的调焦量,最终找到最佳焦面位置。检测调焦样机的调焦对比试验发现,该系统的相位调焦精度优于0.08 mm,复合调焦精度优于0.02 mm,可以有效提高系统的调焦效率。     

不同对比度下自适应的自动调焦新算法

针对大多数自动调焦函数不能克服对比度变化引起的调焦曲线失去理想特性、陷入局部极小值甚至失去单峰性等问题,介绍了Zernike正交矩,分析了各阶Zernike矩的调焦函数曲线并且提出了一种新的基于Zernike正交矩的自动调焦算法,定义了此算法的公式.与几种常用自动调焦函数在不同对比度条件下进行了调焦效果的比较分析,验证了通过调整各阶Zernike矩的权重系数、可以灵活变换调焦公式,能够适应不同对比度下的调焦过程.实验比较了基于Zernike正交矩的自动调焦算法应用于完全对称型物体和非对称型物体时焦效果的差别,证明了该算法应用于圆形或球状等完全对称型的物体时调焦效果较好.     

捕获电视的精确调焦

介绍捕获电视调焦系统精确调焦的设计与实现.简要介绍了用于ST16160变焦距镜头手动与电动调焦控制的两种方式,调焦系统的组成.着重分析了捕获电视调焦系统基于距离信息,利用软件补偿提高系统跟踪精度的思路及设计方法.该方法成功地应用于Askania电影经纬仪捕获电视调焦系统中,取得了很好的效果.     

调焦方式对测绘相机主点位置的影响

考虑测绘相机调焦会影响相机的主点位置,从而改变相机的内方位元素,降低立体测绘精度,故本文分析了空间相机常用的3种调焦方式（镜组调焦、平面反射镜调焦、焦面调焦）对测绘相机主点位置的影响。简要介绍3种调焦方式的工作原理,研究了理想情况下3种调焦方式对主点位置的影响。在考虑系统装凋误差的情况下,建立了主点位置变化量与调焦量之间的数学模型,通过实例计算得出焦面调焦易满足测绘相机主点定位精度〈0．2pixel,是最适合的调焦方式。最后,以某一型号相机调焦机构为实验对象,对平面反射镜方式对主点的位置变化进行了实验量测,结果证明了提出的主点位置变化量理论计算公式的准确性和分析得到的不同调焦方式对主点位置影响的正确性,该公式可以用于指导测绘相机调焦方式的选择,以满足高精度测绘的需要。     

调焦评价函数灵敏度的影响因素分析

调焦评价函数对离焦图像的灵敏度直接影响着自动调焦的精度。许多对调焦函数性能研究中,都只是对各个不同函数的灵敏度相互比较,忽略了调焦评价函数的灵敏度不仅和函数本身有关,还和调焦选择区域大小以及罔像的空间频率等参量有关的问题。从成像原理基本公式推导出调焦评价函数灵敏度的数学模型。然后根据公式得出在光学系统的焦点附近,调焦评价函数的灵敏度与图像的空间频率成高次正比关系,与调焦区域的面积成线性正比关系,与照明光源的波长和光学系统空间截止频率成二次反比关系。最后实验证明理论分析的正确性。从而为实践中的自动调焦系统设计提供理论指导,以便有目的地选择和控制调焦系统的各个参量进一步提高自动调焦精度。     

航空成像设备自动调焦方法

随着航空技术的不断发展,航空成像设备不断涌现,对设备调焦精度要求也越来越高。提出一种航空成像设备自动调焦方法,重点分析自动调焦控制原理和光栅法调焦原理,同时给出自动调焦系统在整个航空成像设备中的工作流程,对光学系统允许离焦量进行计算及实验验证,并说明实际照相过程中如何进行自动调焦补偿。实验表明,通过该方法进行自动调焦,调焦精度优于0.02mm,调焦时间约5s。     

离轴三反测绘相机调焦机构的设计

针对测绘相机对相机成像质量和内方位元素稳定性的要求,在分析3种调焦方式特点的基础上,确定了符合离轴三反测绘相机需要的调焦方式。设计了滚珠丝杠驱动的直线导轨式调焦机构,计算得到调焦机构的灵敏度为0.2μm。对该调焦机构进行了精度检测和试验验证,结果显示其指向精度〈2″,定位精度〈3μm。得到的结果表明：该空间调焦机构具有结构紧凑、刚度高、位移精度好等特点,能够满足离轴三反测绘相机的调焦要求。     

磁聚焦法测电子比荷实验中电场对电子束螺旋线起点的影响

利用2种磁聚焦方法,测量了e/m误差与加速电压和聚焦电压的关系.结果表明2种方法中,e/m误差对加速电压和聚焦电压的依赖关系不同.误差的根源可能是由螺距的不确定性引起,而螺距的变化是由螺旋线起点的变化引起的.讨论了螺旋线起点对加速电压和聚焦电压的依赖关系.     

A comparative study of systems used for dynamic focusing of ultrasound

A comparative study of two methods used for dynamic focusing of ultrasound: the conventional phased arrays and a new method based on time reversal of acoustic signals is carried out. A laboratory model of the focusing system based on time reversal is developed and manufactured. One of the principal elements of the system is a reverberator with several piezoelectric transducers attached to its walls. Experiments are carried out to demonstrate the ability of such a system to generate one focus or several foci and to steer them electronically at considerable distances (50 mm at minimum) off the axis of the focusing system without causing the appearance of any grating lobes or other secondary intensity maxima. The focusing properties of the system are compared with the results of numerical simulation of two-dimensional phased arrays, whose parameters are taken to be typical for the arrays used in extracorporeal surgery. The important role of randomization is demonstrated for both of the aforementioned focusing methods. The prospects of practical application of the two methods are discussed.     

时间分辨电子显微镜中聚焦系统的设计

本文讨论了时间分辨电子显微镜中电子束聚焦系统的设计.设计的聚焦系统为磁聚焦双聚光镜系统.采用有限元素法计算了聚焦系统的磁场分布,用Runge-Kutta法追迹了电子的运动轨迹,并给出了当样品面上照明光斑的尺寸为设计值时双聚光镜系统的工作参数.采用该双聚光镜系统可为样品提供1μm的照明光斑,满足了时间分辨电子显微镜实现10nm的空间分辨率、100ps的时间分辨率的要求.     

基于微粒群区域搜索和小波评价的差分式自动聚焦

为进一步提高图像法自动聚焦的性能,提出了一种差分式提取图像边缘的方法,并构造了图像清晰度的小波评价函数,同时利用微粒群（PSO）算法对聚焦区域进行快速搜索。首先,介绍了差分式边缘提取方法及其优势,给出了一种评价区域的选取判据以及基于PSO的高效搜索方法;然后,对小波评价函数参数进行了比较分析和优选;最后,与传统方法进行了对比实验。结果表明,由于采用了差分式提取方法以及新的自适应聚焦窗口和评价函数,聚焦曲线较传统方法具有更高的调焦分辨率,PSO算法的使用使聚焦速度提高了约170 ms,聚焦精度约为2.3μm,同时调焦效果不受初始位置的影响。     

成像光学系统调焦量的迭代算法与分析

为了解决在光学系统设计过程中不同调焦方案的调焦量与系统成像性能相结合的计算问题,以ZEMAX软件的宏功能为平台,建立一个能快速找到一个未知极值点的数学模型,以系统的成像性能为依据,通过逐步迭代计算与性能比较,得到系统最佳成像性能的调焦量数据。仿真实验表明该数学模型用于调焦量的计算是有效的,符合实际调焦结果。     

Theory of second harmonic generation in focused light beam of fundamental frequency with the Gaussian distribution of light intensity under the interaction of type o+o→e

A process of generation of second harmonic frequency (S.H.G.) in focused light beam with the Gaussian distribution of light intensity is studied with the help of generalized diffraction theory in this work. Three methods of focusing are considered, namely, focusing with the spherical lens, focusing with the cylindrical lens in the plane of the principal cut and finally focusing with the cylindrical lens in the plane perpendicular to the plane of the principal cut. Two cases are discussed, namely, the case of S.H.G. in “diffractionless” light beam and the case of S.H.G. in strongly diffracted light beam.     

Superpixel-Based Complex Field Modulation Using a Digital Micromirror Device for Focusing Light through Scattering Media

We present a digital micromirror device(DMD) based superpixel method for focusing light through scattering media by modulating the complex field of incident light. Firstly, we numerically and experimentally investigate focusing light through a scattering sample using the superpixel methods with different target complex fields.Then, single-point and multiple-point focusing experiments are performed using this superpixel-based complex modulation method. In our experiment, up to 71.5% relative enhancement is realized. The use of the DMDbased superpixel method for the control of the complex field of incident light opens an avenue to improve the enhancement of focusing light through scattering media.     

低信噪比环境下的实时聚焦方法研究

低信噪比环境下,人们运用中值滤波与维纳滤波等作为图像预处理手段获得了一定的效果,但是图像预处理严重地影响了对焦速度。在低信噪比环境下所提出的避开图像预处理的最佳自动对焦方案为:首先,采用HSI分析法把RGB彩色图像转换为亮度信号;其次,利用能量梯度算子作为图像评价函数;最后,运用爬山算法控制策略进行自动对焦。结果表明,此方案的运算时间优势非常明显,对焦准确度最佳,可满足实时对焦系统的对焦速度与对焦准确度的要求。     

基于区域对比度的图像清晰度评价算法

高效、准确的图像清晰度评价是实现自动调焦的关键。在分析了现有图像清晰度评价方法优缺点的基础上,提出了一种基于图像区域对比度的清晰度评价新方法,建立和分析了评价函数的数学模型,并对航空摄像机采集的系列图像进行实验和仿真。与其他算法比较的结果表明:该方法具有精确度高、对比度明显等优点,能够应用于实际的图像清晰度评价和自动对焦中,克服了单纯依靠计算灰度差带来的不足,具有较高的实用性和可靠性。