TDI-CCD光靶相机动态成像同步误差分析

TDI-CCD相机在对运动目标成像时,由于在光积分时间内成像目标的快速变化,导致目标图像与CCD像元之间存在着相对运动,由此造成不同步采集而产生的像移.针对上述问题.采用像移调制传递函数(MTF)分析了TDI-CCD行扫速率与运动像不同步时对相机成像质量的影响,并利用矩形靶标对TDI-CCD动态成像进行了实验测试.结果表明,在奈奎斯特频率范围内,只要将TDI-CCD推帚成像过程中的同步误差控制在一定的范围内,并使TDI-CCD的驱动时钟处于连续多相的工作方式,就可以明显地减少像移对成像质量的影响.     

TDI-CCD全景航空相机快速自动检调焦方法

为了提高航空相机的实时侦察能力,提出了一种针对时间延迟电荷耦合器件(TDI-CCD)全景航空相机的快速自动检调焦方法。在检焦过程中,焦平面上的靶标图案经相机自身光学系统成像在TDI-CCD上,同时调焦反射镜沿光学系统主光轴在镜头后截距给定范围内连续快速移动,利用TDI-CCD的全帧转移工作模式,对经光学系统调制后的靶标图案进行高速采集,结合精密调焦驱动结构对采集到的图像进行高空间分辨率的定位。采用梯度算子、拉普拉斯算子、傅立叶变换、小波变换等7种聚焦评价函数对采集的调制靶标图案进行了比较分析,给出了各种算法的检焦精度。实验结果表明,本方法的检焦时间小于1s,采用小波变换作为评价函数的检焦重复性精度优于9.6μm,满足成像系统对离焦量允许值的要求。     

空间超大视场相机速度失配对成像质量的影响

空间超大视场时间延迟积分电荷耦合器件（TDI-CCD）相机能在提高观测刈幅的同时有效提高相机灵敏度,然而在其遥感过程中,由于存在地球曲率,导致相机边缘视场地面分辨率退化严重。在分析空间超大视场相机成像的基础上,推导出空间超大视场相机在不同视场位置速度失配比和调制传递函数（MTF）的计算公式。并以某空间超大视场相机为例,分析了 TDI-CCD 探测器统一和分片调整行转移周期对成像质量的影响。分析实验结果表明,以 MTF 在空间奈奎斯特频率处下降不超过10%为约束条件,在 TDI-CCD 积分阶数为4阶时,当空间超大视场相机总视场不超过55?时,可以采用统一调整探测器行转移周期的方法进行像移补偿;当空间超大视场相机总视场达到120?时,采用分片调整行转移周期的方法可将满足要求的像元视场从47.8%提高到86.5%。     

侧摆成像下多片TDICCD拼接相机分段异速研究

针对多片TDICCD拼接相机,为提高其在侧摆成像时的成像质量,减少系统设计难度,提出了不同成像加载参数时的行频调整模式。推导出相机侧摆时拼接TDICCD各像元的行频求解公式,建立侧摆角度与行频的关系式。以调制传递函数（MTF）作为评价相机成像质量的指标,详细分析在侧摆成像时对不同积分级数的分段异速调整方式。结果表明,侧摆成像时为满足系统对传递函数下降不超过5%的要求,侧摆角度越大,积分级数越高,行频调整越复杂,反之越简单。在积分级数不超过64级、侧摆角度不超过40°时,工作方式可以简化为按照相邻两片TDICCD同一行频工作,该结论对实际工程应用和设计具有指导作用。     

TDI-CCD相机成像电路设计

本文首先介绍了TDI-CCD的原理与结构,然后围绕IL-E2 TDI-CCD详细介绍了我们设计的TDI-CCD成像电路。时序控制器基于FPGA实现,产生CCD成像系统的控制时序和设置各种成像参数;功率驱动电路将时序发生单元产生的单一逻辑电平转换为TDI-CCD所需的各种电平,并提供给TDI-CCD容性负载瞬态电流的驱动能力;级数选择部分采用模拟开关实现;针对CCD输出的视频信号特点,设计了低噪声放大预处理电路;信号处理采用了集成相关双采样、可编程增益控制、数字化偏置控制、嵌位、A/D转换等功能于一体的CCD视频处理专用集成芯片TDA8783。本设计实现了CCD成像系统的控制和处理,得到了高质量的图像。     

弹道相机面阵CCD焦平面的光学拼接

随着科学技术的发展,弹道相机也向着高分辨率、大视场方向发展.由于现有CCD不能满足大视场的要求,因此需要多个CCD进行拼接.本文研究了面阵CCD光学拼接技术,阐述了弹道相机光学拼接的原理和焦平面结构,对拼接误差进行了分析,并针对弹道相机采用两片1 K×2 K面阵CCD进行了拼接实验.实验结果表明,该方法的搭接误差＜2μ...     

高分辨相机传函测试误差分析

文中通过对高分辨相机静态传函测试中误差产生的机理进行分析,提出了相应的测试策略,有效抑制条纹靶标周期偏差、环境振动及图像噪声对MTF的影响。TDI CCD相机的MTF测试值受到条纹靶标周期偏差、环境振动和图像噪声的影响,通过分析上述因素对MTF测量值的影响机理,建立了条纹靶标周期偏差、环境振动和图像噪声对传函的影响模型,并分别提出了针对条纹靶标周期偏差引入的MTF测量值修正方法,以及针对噪声影响提出了MTF计算模板的最优化选取算法,通过最优化模板计算得到的MTF测量值可以有效抑制图像噪声的影响,同时抑制环境振动以及条纹靶标周期偏差引起的摩尔条纹对MTF测量值的影响。根据对某空间相机实测图像的分析结果,横向模板尺度应不大于摩尔条纹横向周期的4%,纵向模板的尺度应不大于摩尔条纹纵向周期的2%,分析表明模板越大,MTF受噪声影响越小,但受环境振动和条纹靶标周期偏差影响越大,实际工程中应结合相机本身的噪声水平,在最优区间选取MTF计算模板,使得测量值更准确。     

多CCD拼接相机系统中畸变误差研究

光学畸变普遍存在于高精度光电测量设备系统中,是影响系统测量精度的一个重要因素.在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统畸变误差模型,同时提出了测量该系统中畸变误差的方法以及修正方法.大量实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其他光电测量设备有参考价值.     

长焦距航空相机光学系统设计

航空相机是装载在飞机上用以拍摄地表景物来获取地面目标的光学仪器。为满足远距离摄影的要求,需要物镜有较长的焦距,以使远处的物体在像面上有较大的像。因此,设计了长焦距航空相机。设计焦距为550 mm,F数为6,视场2ω=9°的长焦距航空相机光学系统。在对长焦距航空相机的物镜进行设计时,首先,选取双高斯物镜作为初始结构。为了提高系统的像质,可使用ZEMAX对系统进行优化。对优化后的系统进行标准化及公差分析,最后得到符合要求的光学系统。该系统在每毫米80对线空间频率下,MTF大于0.15,具有良好的像质。     

随机相位误差对光纤光栅的影响

利用耦合波理论,分析了由于相位掩模板的接缝误差及光纤光栅写入过程中引入的相位误差对光纤光栅特性的影响.通过数值模拟,得到了随机相位误差对不同啁啾量的线性啁啾光纤光栅的影响.讨论了在通信系统中用光纤光栅进行色散补偿时,应该如何选取光纤光栅的啁啾量.     

光突发交换网组装算法研究

主要研究光突发交换网络边缘节点组装算法,按其功能参数特性将组装算法分为固定参数组装算法、组装参数自适应调整算法和混合业务算法等三类,着重以伪代码的方式对其工作原理进行描述,以组装效率、组装时延、算法复杂度及业务整形能力为指标对各种算法进行性能分析。     

导轨运动误差对CCD拼接影响分析

对于大视场、高分辨率空间CCD相机,多片CCD拼接技术仍是目前解决单片CCD线阵像元数目及其长度不能满足需求的主要手段,多片CCD器件的拼接精度直接影响CCD焦平面子系统的成像质量。焦平面CCD器件的拼接是在专用工具CCD拼接仪上完成的,CCD拼接仪的综合拼接误差决定了CCD器件的拼接精度。本文基于三坐标测量机的测量误差空间数学模型,推导出了由于直线导轨的运动误差引起的CCD拼接仪系统拼接误差的完整计算公式,通过对公式进行分析并实例计算,结果表明除了直线导轨的线位移运动误差外,由于直线导轨的角位移运动误差引起的阿贝拼接误差也是CCD拼接仪系统拼接误差的重要组成部分,而且由于CCD拼接仪的仪器构成特点以及三维空间工作特性,很难通过优化仪器布局来同时消除所有方向的阿贝误差。通过对各种消除或减小CCD拼接仪系统拼接误差的方法进行探讨,得出结论：采用误差补偿技术是减小CCD拼接仪系统拼接误差的有效方法。     

LCD玻璃划线机调试中的误差分析

主要阐述了LCD玻璃划线机工作原理和装配调试中所出现的误差情况;具体分析了各种误差会对LCD显示屏造成何种缺陷.根据LCD玻璃划线机结构,制定合理的测试误差方法,依据装配过程中的大量实测数据,做图分析,从图中分析了误差如何产生,并就较大的误差进行验证计算,找到系统误差的根源,指出了具体的改进措施.该误差分析方法及注意事项对相关LCD划线机的装配及测试具有重要的指导作用.     

Fluidic Assembly of Optical Components

A self-assembly technique is used to match microscopic components in a desired configuration with a high degree of precision. The basis of this self-assembly technique is capillary forces that are used to assemble the micro components. A liquid solder provides the capillary forces by wetting a 3-D cavity in each of the parts to be assembled. An advantage of the proposed design is that the high degree of precision of the mating feature relative to the optical guides ensures a high degree of concentricity of the optical path in the device. The application presented is the self-assembly of arrays of single-mode optical fibers onto an optical chip for use in optical switches or tunable filters. Optical measurements revealed an insertion loss of less than 0.85 dB, which demonstrates misalignment in the order of 1 mum     

基于LCTF的艇载多光谱CCD相机的光学系统设计

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(LCTF)多光谱CCD相机光学系统设计方案,该光学系统焦距60 mm,F数为3.5,谱段范围400～720 nm,视场角16.6°.采用前置扩束光学系统获得满足液晶可调谐滤光片孔径、视场角要求的光束,后继成像系统采用双高斯型结构,像质分析表明,此设计能够满足使用要求,在谱段范围内,16个波段都能清晰成像,满足实际工程需要.     

一种易于制造的空间相机光学系统设计

空间技术的不断发展对空间相机光学系统的设计不断提出新的要求,为了提高相机系统的可靠性,对系统的面型加工精度有更高的要求。介绍了一种易于制造的空间相机光学系统,基于R-C系统,设计了含有三块球面校正镜组件的折反式光学系统。结果表明,该光学系统在空间频率50 lp/mm处,调制传递函数均大于0.4,主镜和次镜均为二次曲面,其余均为球面,具有易于制造装调等优点。