摘要：为满足高光谱傅里叶变换光谱仪对高光谱分辨率、小畸变、像面光谱辐照度均匀、高信噪比以及仪器轻量化小型化的要求,设计了空间外差光谱仪成像光学系统。基于傅里叶变换的空间外差光谱仪空间干涉的特点和对成像系统缩放比、畸变等要求,依据干涉图调制度分析了最恶劣面形改变条件下对干涉仪元件面形误差的要求,并采用前后镜组匹配实现了双远心成像系统的设计。设计结果表明:该光学结构可避免调焦产生的成像系统缩放比改变,有效视场内畸变量<0.1%,传递函数在38.5 lp/mm处物面所有点全视场范围≥0.60。依据仪器视场角对滤光片安装位置和精度提出要求,并对成像系统进行杂散光和照度均匀性分析提出有效抑制杂散光的措施和方法。系统设计满足了空间外差光谱仪对成像的要求,实现了照度均匀、低畸变、离焦情况下缩放比保持不变等。

摘要：基于机器视觉的大视场非接触精密检测的需求,参照卡尔蔡司公司的TVM 150/11/0.1远心镜头指标,设计了一款大视场双远心光学系统。采用了近对称的结构和半部设计的设计思路,较好地控制了畸变和倍率色差,实现了长工作距离(大于160 mm)、大视场(物方视场达到Φ150 mm)、低畸变(最大畸变小于1个像素)、高分辨(在2/3″CCD全视场200 lp/mm处光学传函优于0.3)、宽景深(设计景深达到了±38 mm)和双远心系统的设计要求。着重分析了系统各器件偏心对畸变的影响,通过对关键器件的偏心控制,有效地抑制了由于生产制造过程中的偏差产生的随机畸变对测量误差的影响,从而为实际生产提供了理论指导。

摘要：影像测量是计算机视觉研究中不可或缺的一种非接触测量手段。要真正掌握远心成像系统,需要在教学中理论结合实践,帮助学生从整体上把握视觉测量的本质。笔者所在团队有针对性地结合现有仪器设备,自行构建系统环境,设计了层层递进的三级梯度实验。第一级为主流的平面影像测量仪成像实验;第二级为定厚度零件中景深成像实验,由自主设计的远心视觉成像系统实现;第三级为目前较少提及的三维零件大景深成像实验。三级梯度实验实现了从一般到特殊,使学生逐步理解和掌握远心成像的基本知识,结合科研进行实践拓展,培养学生构建视觉精测系统的能力。

摘要：为实现简化的角膜曲率测量系统,提出一种以角膜反射成像为原理的角膜曲率计,其测量方法是将六个呈正六边形排布的点光源准直后投射到角膜前表面,角膜反射图像经物方远心光路成像在CMOS上;利用重心算法求出角膜反射图像中位于正六边形长对角线上的两个点光源的距离,进而求得角膜曲率。本文对系统的成像质量、测量范围和测量精度进行了理论分析,并且采用标准模拟眼和人眼进行实验,以验证理论分析结果。结果表明:本文设计的测量系统的角膜曲率半径测量范围为5.5 mm～11 mm(对应角膜屈光度30 m-1～60m-1),测量误差为±0.02mm。这将为自动角膜曲率计的设计及优化提供技术支持。

摘要：为满足工业生产过程中对复杂工件表面缺陷检测的需求,基于远心物镜成像原理,运用光学设计CAD软件ZEMAX设计了一款大视场大景深的物方远心物镜。该物镜适配1/2"CCD,由6片透镜组成,采用了近似对称的结构。其工作波长为可见光范围,放大倍率为-0.16,工作距离为350mm,物方最大视场为45mm。通过设计和系统优化,最终实现了较大的景深(12mm)和较高的分辨率(87.5lp/mm),同时也很好地校正了各种像差,系统最大畸变控制在0.5%以内。总体来说,成像质量能够满足实际机器视觉检测的要求。