变折射率介质对成像变形的影响

为了得到由介质折射率不均匀导致的对成像质量的影响规律，选取了4种典型的折射率分布，应用光线追迹算法，得到在视场角、物距和折射率变化幅度共同作用下实际像点与理想像点间偏差的变化曲线．对于轴向折射率分布，其偏差与视场角成线性关系，随折射率变化幅度的增大而增大，但不随物距变化；对于径向折射率分布，其偏差与视场角一般成非线性关系，并随着视场角的增大而增大，而且随折射率变化幅度的增大而增大，物距变化能够导致偏差的显著变化.     

一种基于视频的停车场车位监控算法

提出了一种基于视频的停车场车位监控算法。用户通过鼠标操作标定车位位置。监控算法基于以下三种判据：判据一是差影的均方值,可反映车位占用状态变化事件的发生;判据二是差影的方差,判据三是前景与背景比值的方差,通过判据二、判据三可以排除干扰、确认车位状态变化。当三个判据数值稳定时,更新车位背景。实验表明：该算法能够快速、准确地反映车位状态变化,易于实现。     

离面准李特洛色散光路的光程差

分析了离面准李特洛(off-plane quasi-Littrow, OP-QL)色散光路中子午光束、弧矢光束的对应关系,揭示了离面角将引起弧矢光束旋转,并使球面镜和光栅的弧矢光束不再相互对应的特性,指出系统弧矢光程差(optical path difference, OPD)并非各元件自身弧矢光束光程差的简单叠加,而是各元件上与光栅弧矢光束相对应光束的光程差之和。基于以上结论,提出了求解球面镜上沿任意方向的光线与主光线之间光程差的方向导数法,并运用它求解出OP-QL光路的光程差。最后,基于小阶梯光栅和中阶梯光栅的实例共同验证了文中分析结论和计算方法的合理准确性。     

高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计

随着微型发光二极管(micro-light emitting diode, Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术, AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐晕现象也导致视场(field of view,FOV)边缘处光学效率低、照度不均匀,这对AR光学系统设计造成了挑战。为了解决上述问题,该文基于增加计算得到的非球面场镜,设计了一种照度均匀性高、边缘视场光学效率较高的衍射光栅波导准直投影镜头。对场镜理论进行详细分析,从而确定焦距区间,最终求解其面型参数,设计出照度相对均匀的镜头。设计的新型准直投影镜头对角线FOV为41.2°,F#为1.87,调制传递函数在125 lp/mm处大于0.5。仿真结果表明,系统照度均匀性相对提高了14%,边缘FOV的光学效率相对提高了15%,具有良好的成像性能,该镜头可应用于超小型AR衍射光栅波导头戴显示系统中。     

基于ARM的线阵CCD测距系统设计

CCD(电荷耦合器件)是一种高性能的半导体光电器件,近年来在摄像、工业检测等科技领域里得到了广泛的应用。将CCD测量系统应用于几何量测量中,可以满足高精度测量、在线动态检测和非接触测量等工程实际要求。主要研究内容是采用双目视差原理来测距,重点在于线阵CCD数据采集及处理系统的软硬件设计。首先在详细分析了线阵CCD的工作原理的基础上采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)设计了线阵CCD积分时间和主频同时可调的驱动时序脉冲电路;最后设计了ARM7TDMI微控制器LPC2214为中心的信号处理系统硬件电路。     

基于统计特征的轮胎纹理缺陷在线检测

根据轮胎X光纹理缺陷区域灰度及灰度分布异常的特点,研究了一种通过分析统计特征进行在线缺陷检测的方法。在轮胎X光纹理灰度分布模型基础上,采用正则化预处理去除背景噪声,然后进行图像分块,分别计算每块的灰度均值和方差,并采用双线性插值运算形成均值图像和方差图像,再通过二值化实现缺陷检测。实验表明,与人工检测方法进行对比,该方法误判率低,检测精度高,并且运算速度快,能满足在线检测要求。     

应用红外无线技术的动态数据互连

为了设计新型双通道互连器件，应用红外无线传输技术和光互连理论建立了一种动态互连模型，给出了动态光场和静态场在轴向距离d、角度偏差θ和离轴偏差L情况下的计算公式．依据动态互连模型设计了一种双通道互连器件，并测试了互连器件的传输速率．实验结果表明：利用动态互连模型设计的器件能够使传输信号通过旋转面，双通道互连器件最高数据传输速率可达到2．14Mb／s．     

宽光谱高分辨率二维光谱信号探测系统设计

针对宽光谱范围高分辨率的中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路对二维光谱的探测需求,分析了探测器与光路系统的匹配关系,提出了面阵光谱探测系统的设计方法,设计了具有高灵敏度、低噪声等特点的二维光谱探测系统。该系统包括主控单元、探测器驱动单元、信号处理单元、数据存储单元以及数据传输单元等主要模块。以滨松S10141型CCD为核心设计的探测系统灵敏度高、动态范围大、信噪比高。结合中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路进行光谱探测实验,结果表明,该探测系统能在200～600 nm宽光谱范围内获得高分辨率二维光谱图像,在Hg灯253.652 nm处单色像斑覆盖5个像素,分辨率达到6.3 pm。     

高分辨率中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路设计

以宽光谱范围、 高分辨率的中阶梯光栅光谱仪为研制目标,介绍了中阶梯光栅的色散特性,阐述了基于它的交叉色散原理,提出了分辨率优先的中阶梯光栅-棱镜交叉色散光路设计方法,包括高分辨率的主色散光路设计、 分辨叠级的辅助色散光路设计,及主-辅色散光路联合校验三个递进的环节,并结合商用光谱仪进行了实例设计,仿真和实验表明,当光谱范围为400~900 nm时,该分光系统在Hg灯546 nm处的分辨率可达51 000,在Na光589 nm处的分辨率为44 000。     

结合三反消像散光学系统的中阶梯光栅光谱仪设计

中阶梯光栅因其具有高分辨率、高衍射级次和全谱闪耀等特性,能够实现宽波长范围内的高分辨率全谱直读,常用于天文光谱仪及高端商用光谱仪中.然而,中阶梯光栅的衍射因为级次重叠严重,需要交叉色散形成二维光谱成像于面阵探测器.使用单一成像镜的二维靶面成像很难保证像面像质均匀,进而造成全谱范围内分辨率差异大,特别是边缘波长处分辨率明...