摘要：通过对集成成像原理和串扰现象原理的分析,基于显示系统的串扰与观察距离的关系和人眼视觉特性,提出了显示系统的无串扰设计方法。设计实例及实验结果表明,本文的三维集成成像显示系统的无串扰设计方法不仅使在预期的观察位置观看所得的三维集成像不再受串扰现象影响,而且满足人眼视觉分辨特性要求。

摘要：针对人眼高阶像差的眼镜矫正问题,提出了一种根据人眼波前像差数据的非球面眼镜的设计方法,将眼球和镜片视为统一的镜-眼光学系统建模,用光学设计的优化方法给出镜片的结构数据.不同于传统的视力表验光标准,本文的设计目标考虑了实际视物的2个特征:(1)眼球视物须有一定的转动角度,在戴镜的情况下设定为±20°;(2)视物时特别是注视屏幕显示时须有一个清晰成像的较大视场,设定为±7°.建立个体眼模型作为镜-眼系统的基础,首先改进Liou眼模型,在晶状体前密接一个弯月镜;然后将实际人眼的离焦量转移至弯月镜的前表面,将像散和其他高阶像差转移至角膜前表面.临床测量了50只人眼的波前像差,建模分析发现:明视觉下有36只眼在球-柱镜矫正后已达理想;10只眼在球-柱镜矫正后未达理想,进一步的非球面矫正效果明显;4只眼在球-柱镜矫正后未达理想,进一步非球面镜矫正也未有效果.本文对其中典型的6只眼的像差特点进行了分析和镜片设计,结果表明:非球面矫正的效果取决于人眼像差的特征,对于像散大和球差大的人眼,非球面矫正有明显的效果,矫正效果特别体现在大视场的MTF的大幅度提高上.矫正效果最明显的一只眼,在40,80,100,125和150cycles/mm空间频率处,MTF值分别提高了18.87%,38.34%,44.36%,51.29%和57.32%.

摘要：基于三维集成成像理论以及相机阵列和显示透镜阵列之间的对应关系,利用几何成像理论和光线追踪方法对不匹配全光学集成成像记录系统进行了理论分析,得到了主要记录参数(记录距离和相机间隔)和集成成像显示特性之间的关系。提出了一种非匹配系统中相机阵列记录系统参数的设计方法,并设计了相机阵列记录系统。计算得到了系统的关键参数为记录距离49.6cm,相机间隔25mm。对提出的方法进行了实验验证,结果表明,提出的相机阵列光学记录系统能够完整记录场景的三维信息,三维显示特性基本达到了设计指标,相机阵列的主要记录参数与集成成像三维显示特性的关系符合理论分析,验证了提出方法及系统设计的可行性。提出的系统可为不匹配全光学集成成像系统显示提供大场景、高分辨率微图像阵列。

摘要：提出了一种将光场显微镜与裸眼三维显示技术相结合的方法,实现了利用光场显微镜对微观样品进行三维裸眼实时观察的技术。该技术将光场显微镜得到的子图像阵列直接投影在微透镜阵列的焦平面上,在空间一定区域内双眼可分别观看到两幅不同视角图像,使观察者产生立体视觉。该系统具有结构简单,无需相干光源,无需佩戴特殊眼镜,可多人同时观看等优点,应用前景广泛。

摘要：运用非球面光学理论,设计了一款基于Gullstrand-Le Grand眼模型的便携式非球面眼底荧光相机。该相机根据滤光片选择原则,选用Nikon公司的B-2A滤光组合作为滤光系统进行光谱滤光;为避免角膜中心较大曲率引起的杂散光,采用环形光阑和共轴式照明相结合的照明方式实现眼底均匀照明;摄影系统中引入眼模型结构,综合校正了人眼及系统的像差,实现了全视场20×106pixel的高清晰成像。该摄影系统包含有2个非球面结构,使系统由9片镜结构简化为7片镜结构。实验结果表明,该相机具有较大的调节能力,对-12～+12m-1的人眼普遍适用,其视场角为30°,像面成像分辨率为120lp/mm,畸变值<3.9%。非球面光学元件的使用,有效地简化了系统,减小了系统体积和重量,提高了成像质量。

摘要：对一款折衍混合投影式头盔(Head-mounted projective displays,HMPDs)物镜进行了精确的视空间评价,并给出了详细的评价步骤和评价结果。在对调制传递函数(MTF)进行评价时,充分考虑了人眼的焦距和瞳孔对评价结果的影响,给出了调节和像散所造成的分辨力损失的计算公式。评价结果显示:对于3 mm瞳孔,该系统中心视场调制传递函数在0.5 cycles/(′)达到了0.55,达到了人眼的最小分辨角(1′)。当眼睛注视投影像面中心时,轴外点最大需要0.35D的调节量,由此造成的分辨力损失最大为3.5′。由于像散造成的分辨力损失最大只有1.1′。横向色差和二级光谱最大值分别只有0.57′和0.17′,均小于人眼的最小分辨角。这些结果证明此设计满足投影式头盔物镜的使用需要。该方法适用于所有的头盔系统在视空间的性能评价。

摘要：为了研究反向传播人工神经网络(BP-ANN,back-propagation artificial neural network)对光学相干层析(OCT)图像的分类能力以及用不同算法训练的网络之间的性能差异,设计了基于纹理特征分析的BP-ANN图像分类实验系统。针对不同图像集,系统可根据类内和类间分散度的比值自适应地筛选最具区分性的纹理特征组成特征向量,再利用以不同算法训练的BP-ANN进行分类。实验表明,BP-ANN在经过快速训练后可以有效分辨不同组织图像,而Levenberg-Mar-quardt(LM)算法则被认为是最为有效的训练算法。以LM算法训练的BP-ANN可以在1 s内以平均8次的迭代计算完成训练,对测试集的分类准确率可以达到93.0%。

摘要：利用光栅效应和保偏光纤的双折射效应相消原理,设计并制备了一种折射率不敏感温度传感器。传感器由写在熊猫保偏光纤(PMF)上的倾角为45°的长周期光纤光栅(LPFG)对构成。实验结果表明,当满足特定条件时随着环境折射率的变化,谐振波长零漂移;随着环境温度的升高,谐振波长向长波方向漂移,温度灵敏度高达37pm/℃,高于报道的螺旋型折射率调制级联光栅对(温度灵敏度为30pm/℃),三倍于Bragg光栅的温度灵敏度(10pm/℃)。这种结构具有的折射率不敏感性,特别适用于生产过程中液体的温度测量,而不必考虑折射率和温度的交叉敏感性。

摘要：在一个7片物镜的基础上,设计出一个折射和一个5片镜的折衍混合投影物镜系统,并给出了详细设计过程及性能评价。系统针对33.02 mm(1.3英寸)微显示器设计,视场为56°,出瞳直径为10 mm,出瞳距离为25mm。设计的折射系统和折衍混合系统的镜头直径分别为28 mm和22.4 mm,重量分别只有33 g和11.9 g,且最大畸变分别为3.2%和0.17%,分辨率满足SXGA显示模式。两系统均满足投影式头盔显示器在交互环境、医学可视化训练和数字化个兵等领域的使用要求。

摘要：设计了一款用于医疗方面的视场为74°的电子内镜物镜.电子内镜外径为8mm从而实现无麻醉,内镜前端可弯曲来实现无盲区检测.物镜有效焦距为4mm,后工作距为4.8mm.系统的畸变最大值少于4%,场曲最大值为0.27mm.为了提高成像质量,将非球面引入此五片镜系统.所设计的光学系统尤其适用于0.25英寸CCD像传感器,且显示模式为SVGA.